摘 要:針對(duì)常規(guī)混凝土薄壁水池形體外觀質(zhì)量和滲漏問題,在施工中通過加強(qiáng)模板工序質(zhì)量控制和防滲設(shè)置來解決。以材料選用及作用原理的闡述和理論計(jì)算為基礎(chǔ),總結(jié)了“螺栓加固模板工藝法”,能提高池壁混凝土形體外觀質(zhì)量,混凝土表面平整、光潔,表面糙率小于0. 015 和控制變形在0. 2 mm 左右。采用2 種方法和不同材料進(jìn)行防滲設(shè)置,截?cái)酀B透途徑,避免分期混凝土接觸面滲漏,達(dá)到止水、節(jié)水目的,抗?jié)B達(dá)到S9 。加強(qiáng)模板工序質(zhì)量控制和防滲設(shè)置來提高混凝土質(zhì)量的施工方法確實(shí)可行,對(duì)類似工程有生產(chǎn)指導(dǎo)意義,值得推廣。
關(guān)鍵詞:混凝土薄壁水池;施工研究;螺栓;模板;防滲設(shè)置
中圖分類號(hào): TU991. 34 + 3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
1 混凝土薄壁水池研究問題的提出
(1) 常規(guī)薄壁混凝土外觀質(zhì)量難保證及采取的常規(guī)防滲措施。薄壁混凝土除具有強(qiáng)度、剛度和耐久性要求外,還必須滿足防滲要求,達(dá)到止水、節(jié)水目的。常規(guī)混凝土澆筑漏漿容易出現(xiàn)蜂窩、麻面、露筋等質(zhì)量問題。模板強(qiáng)度、剛度達(dá)不到要求,則造成混凝土尺寸走樣、變形。為防止混凝土薄壁滲(漏)水,常采用加大混凝土厚度(大于30 cm ,增大滲徑) 、混凝土表面處理(抹面、粉刷,隔斷滲透) 和灌漿(壓密、充填) 等防滲措施來克服“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象。
(2) 施工縫和適應(yīng)性問題。施工縫處理不慎,則易形成滲(漏) 水通道。常規(guī)抹面、粉刷部位低溫環(huán)境易剝蝕、跳殼、脫落,不耐久?；炷潦┕けＷC率低,不能滿足通倉澆筑條件,難于對(duì)付澆筑時(shí)的突發(fā)事件,造成池壁、池底、池頂易形成滲漏。
2 研究內(nèi)容
一是保障薄壁混凝土尺寸不走樣,改善薄壁混凝土平整度和光潔度?；炷帘砻娌诼蕬?yīng)小于0. 015 和控制變形在0. 2mm 左右,抗?jié)B達(dá)到S9 ,省去混凝土收尾階段的抹面、粉刷等工序。二是克服、避免分期澆筑混凝土接觸面滲漏。改善混凝土作業(yè)條件,提高施工保證率,從而提高混凝土質(zhì)量的總體水平和水池本身的使用效益。
3 研究方法
3. 1 加強(qiáng)模板工序質(zhì)量控制
3. 1. 1 材料選用和作用原理
加強(qiáng)模板工序質(zhì)量控制, 模板選用膠合板, 固定模板采用螺栓, 即“螺栓加固模板工藝法”, 是集支撐和圍令為一體的組合體, 它的部件通過連桿同主件連在一起。模板采用1. 8m ×0. 9 m 的9 層膠合板, 厚15 mm。膠合板重量輕、面積大、平整、吸水及保濕性好、變形小、裁切拼接方便、裝拆方便、有利于低溫環(huán)境施工的特點(diǎn), 對(duì)混凝土“三護(hù)”工作及提高抗?jié)B性能極為有利。螺栓制作選用Φ12 鋼筋(A3 滑鋼) , 抽絲方便, 用螺帽緊固, 用于承受拉力的連接, 起固定模板作用。在螺栓中部設(shè)置60 mm ×60 mm ×6 mm 的鋼板止水片與螺栓焊接, 截?cái)嗨芈菟B透, 同時(shí)滿足混凝土設(shè)計(jì)幾何尺寸。“三點(diǎn)”帶止水片(60 mm ×60 mm ×6 mm 的鋼板) 的鋼筋支腳支撐DN40 架子管, 滿足混凝土運(yùn)輸要求。
用50 mm 厚木方作龍骨, 用40 mm ×40 mm ×4 mm 鋼板與螺栓焊接作橫向支撐, 圓形水池支撐于接縫處, 木楔加勁, 保證混凝土設(shè)計(jì)厚度。模板拼縫采用貼膠帶紙( b = 50 mm) 方法, 內(nèi)外粘貼, 避免接縫漏漿。脫模后螺栓裸露部分切割后用M10水泥砂漿抹平或涂防腐油漆防銹蝕。
3. 1. 2 池壁螺栓和模板設(shè)計(jì)
螺栓和模板是保證模板工序質(zhì)量的前提。以會(huì)澤縣金鐘鎮(zhèn)三家塘村人畜飲水工程200 m3 清水池為例,池壁高3. 0 m ,壁厚180 mm。
(1) 基本荷載[1 ] :振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載,按1. 0 kN/ m2計(jì),單寬壓力為1 ×3 = 3 kN/ m。混凝土最大側(cè)壓力Pm 值見表1 。有效壓力水頭計(jì)算按式(1) 計(jì)算:
hm = Pm /γe (1)
式中: hm 為有效壓力水頭,m; Pm 為最大側(cè)壓力,根據(jù)澆筑速度和溫度(會(huì)澤年平均溫度12. 7 ℃) ,取25 kPa ; γe 為混凝土容重,取2. 4 t/ m3 。
經(jīng)計(jì)算, hm = 1. 04 m。壓力分布圖及計(jì)算:因2. 5 hm =2. 61 m < H = 3. 0 m ,計(jì)算圖形如圖1 。由圖1 可知,單寬壓力為52. 1 kN/ m ,單寬總壓力N 為54. 06 kN/ m。
(2) 螺栓和龍骨間距核定[2 ] :每個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值按容許應(yīng)力法計(jì)算,按式(2) 計(jì)算:
Nbt= 3. 14 d2e/ (4 ×δbt) (2)
式中: de 為螺栓內(nèi)徑,10. 12 mm;δbt為普通螺栓抗拉容許應(yīng)力,取123 N/ mm2 。
經(jīng)計(jì)算Nbt= 9. 89 kN。每米寬所需螺栓數(shù)目及間距按式(3) 計(jì)算:n = N/ Nbt(3)式中: n 為個(gè)數(shù),根。
經(jīng)計(jì)算, n = 54. 06/ 9. 89 = 5. 47 根,取6 根。螺栓豎向間距取60 cm ,同理,橫向間距取60 cm ,得出龍骨(50 mm 厚木方) 縱橫間距60 cm。
(3) 模板剛度校核[1 ,3 ] :由于螺栓、龍骨固定模板,模板變形位置為中部,計(jì)算撓度基本荷載簡化為均布荷載( q = 1. 0 kN/m) 和模板中部集中荷載計(jì)算,同時(shí)混凝土壓力分布圖為三角形?；炷寥葜?I>γe = 2. 4 t/ m3 。模板計(jì)算高度、跨度H = L =0. 55 m。模板彈性模量E = 9 ×103 MPa 。慣性矩I = H4 / 12= 0. 554 / 12 = 7. 63 ×10- 3 。混凝土壓力P = γ2eH2 / 2 = 2. 4 ×9. 8 ×0. 552 / 2 = 3. 56 kN/ m。
模板撓度(位移) 計(jì)算按疊加原理計(jì)算,撓度f c 按式(4)計(jì)算:
f c = 5q L 4 / (384 EI ) + p L 3 / (48 EI ) (4)
代入上述數(shù)字計(jì)算得: f c = 0. 2 ×10 - 3 m = 0. 2 mm。精度要求,根據(jù)在土建工程方面, [ f / L ] 的值常限制在1/ 250 ～1/ 1 000 范圍內(nèi),式中f / L = 0. 2/ 550 = 3. 64 ×10 - 4 < 1/ 250 =4. 0 ×10 - 3 ,滿足精度要求和平整度要求。
3. 1. 3 結(jié)果整理
通過以上敘述和理論計(jì)算,作出螺栓加固模板工藝和防滲設(shè)置見圖2 ,池壁螺栓橫向支撐示意見圖3 。池底、池頂施工縫設(shè)置參照?qǐng)D2 。圖中b 為混凝土厚度,180 mm。
3. 2 防滲設(shè)置
3. 2. 1 防滲方法
施工縫易形成滲水通道,造成接觸面滲漏,常采用2 種防滲方法。一是留設(shè)“凹槽”形式,并設(shè)置BW296 型遇水膨脹止水條,增長滲徑和剛?cè)峤Y(jié)合防滲。止水條沿分期混凝土接觸面連續(xù)布置,止水條布設(shè)在接近混凝土厚度內(nèi)側(cè)的1/ 3 厚處,搭接長度為50 mm ,用金屬絲綁牢,并用水泥釘固定,形成兩道止水線,即BW296 型止水條和“凹槽”形止水帶,見圖2 。二是采用金屬片對(duì)施工縫或伸縮縫止水,截?cái)酀B透途徑,適用于大體積混凝土[4 ] 。金屬止水材料通常為紫銅片和鍍鋅鐵片,厚1. 0～1. 6 mm ,做成“凹槽”形式。水工上常應(yīng)用在縱橫縫設(shè)置上,現(xiàn)場制作采用木方固定、敲打制成所需形狀。對(duì)橫縫柔性填充材料選用相應(yīng)尺寸的PVC2U 管材料更方便施工。
3. 2. 2 應(yīng)用實(shí)例
金屬止水材料的防滲設(shè)置以會(huì)澤縣駕車水庫成功經(jīng)驗(yàn)的縱橫縫防滲設(shè)置為例,見圖4 、圖5 。橫縫伸縮位置柔性材料當(dāng)時(shí)采用油浸麻布繩填充,將1. 0 m 寬鍍鋅鐵片加工。在生產(chǎn)應(yīng)用上,混凝土水池施工條件保證率高,能夠滿足通倉澆筑要求,無需考慮設(shè)置防滲措施,則只需采用螺栓固定模板,可滿足薄壁混凝土形體外觀質(zhì)量要求。
4 結(jié) 語
“螺栓加固模板工藝法”和防滲設(shè)置是控制薄壁混凝土水池質(zhì)量的有力措施,在會(huì)澤縣薄壁混凝土生產(chǎn)中廣泛采用,已取得較好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值,如金鐘水廠0. 1 萬m3 清水池混凝土施工、渡槽施工、溢洪道施工等,均滿足平整度、光潔度和抗?jié)B要求。
(1) 強(qiáng)化模板工序質(zhì)量,保障混凝土施工質(zhì)量,省略常規(guī)混凝土收尾階段抹面、粉刷等工序。嚴(yán)格的工序質(zhì)量,保證了混凝土可靠性、適用性要求。脫模后,混凝土一次成型,可有效地節(jié)約工時(shí)和勞動(dòng)力。缺點(diǎn)是工序多,螺栓制作相對(duì)耗時(shí)多,但保證混凝土模板工序質(zhì)量能防患于未然,“慢工出細(xì)活”,起到控制混凝土質(zhì)量之效。
(2) 改善工藝,提高混凝土質(zhì)量。螺栓加固模板工藝控制混凝土平整光潔、線條平直美觀的形體外觀質(zhì)量,為固定模板找到了捷徑方法。防滲設(shè)置避免混凝土澆筑時(shí)停電等偶然事故造成滲水,采用防滲設(shè)置截?cái)喾制诨炷两佑|面滲(漏) 水,達(dá)到止水、耐久目的。
(3) 創(chuàng)造優(yōu)越的作業(yè)條件,提高混凝土澆筑能力。由于模板組合物重量輕,施工現(xiàn)場不易受環(huán)境限制,運(yùn)輸、裝拆方便,適應(yīng)性強(qiáng),方便施工,可提高混凝土澆筑效率和縮短工期。缺點(diǎn)是膠合板使用率低。在經(jīng)濟(jì)性方面,保證了混凝土質(zhì)量,避免返工,減小混凝土設(shè)計(jì)厚度。
(4) 技術(shù)簡單,群眾易掌握,充分體現(xiàn)實(shí)用性。材料購買方便,材料加工群眾均可完成,推廣了保證薄壁混凝土質(zhì)量的實(shí)用技術(shù)?！?/P>
參考文獻(xiàn):
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