水工程构筑物施工

第4章水工程构筑施工第4章水工程构筑施工现浇钢筋混凝土水池装配式预应力钢筋混凝土水池沉井第4章水工程构筑施工现浇钢筋混凝土水池施工现场施工应注意问题•提高水池混凝土防水性：水工程构筑物经常贮存水体埋于地下或半地下，一般承受较大水压和土压。除须满足结构强度外，应保证它的防水性能，以及在长期正常使用条件下具有良好的水密性、耐蚀性、抗冻性等耐久性能。改善级配法防水混凝土；加大水泥用量和使用超细粉填料的普通防水混凝土；掺外加剂的防水混凝土；（引气剂、减水剂、三乙醇胺、氯化铁）采用特种水泥的防水混凝土。第4章水工程构筑物施工——现浇钢筋混凝土水池施工施工应注意问题•钢筋混凝土构筑物的整体浇筑：贮水、水处理和泵房等地下或半地下钢筋混凝土构筑物是给水排水工程中常见的结构，其特点是构件断面较薄，有的面积较大且有一定深度，钢筋一般较密。由于要求具有高抗渗性和良好的整体性，需要采取连续浇筑。池壁和池底一次浇筑完毕——面积较小、深度较浅的构筑物池底和池壁分开浇筑——面积较大而又深的水池和泵房第4章水工程构筑物施工——现浇钢筋混凝土水池施工施工应注意问题——《构筑物施工及验收规范》（GBJ141）•构筑物严密性试验：满水试验和闭气试验。满水试验——按照构筑物工作状态检查构筑物的渗漏量和表面渗漏是否满足要求的功能性试验。（1）满水试验不应在雨天进行；（2）池体的混凝土或砖石砌体的砂浆已达到设计强度；（3）现浇钢筋混凝土水池的防水层、防腐层施工以及回填土之前进行试验；（4）装配式预应力混凝土水池在施加预应力以后，保护层喷涂以前；（5）砖砌水池在防水层施工以后；（6）石砌水池在勾缝以后。第4章水工程构筑物施工——现浇钢筋混凝土水池施工施工应注意问题•构筑物严密性试验：满水试验和闭气试验。闭气试验——污水处理厂的消化池，除在泥区进行满水试验外，在沼气区尚应进行闭气试验。闭气试验是观察24h前后的池内压力降。按照规范规定，消化池24h压力降不得大于0.2倍试验压力。一般试验压力是工作压力的1.5倍。第4章水工程构筑物施工——现浇钢筋混凝土水池施工优点：与普通钢筋混凝土水池相比较，装配式预应力钢筋混凝土水工程构筑物更具有比较可靠的抗裂性和不透水性，在钢材、木材、水泥的消耗量上均较普通整体式钢筋混凝土水工程构筑物节省。原理：通过预应力抵消由荷载所引起的大部分或全部拉应力，致使构件在使用时拉应力显著减少或不出现拉应力。预应力的布置：预应力筋主要沿环向布置；有时也在垂直方向施加预应力钢筋（高度高、容量大）第4章水工程构筑物施工——装配式预应力钢筋混凝土水池施工吊装：应结合水池结构、直径与构件的最大重量确定采用的吊装机械、吊装方法、吊装顺序及构件堆放地点等。吊装机械：汽车式和履带式起重机第4章水工程构筑物施工——装配式预应力钢筋混凝土水池施工安装：池壁构件吊装校正之后用水泥砂浆连接或预埋件焊接。采用预埋件焊接可提高结构整体性及抗震性，而且不需要临时支撑。预应力张拉：水池环向预应力钢筋张拉工作应在环槽杯口，壁板接缝浇筑的混凝土强度达到设计强度的70%后开始。第4章水工程构筑物施工——装配式预应力钢筋混凝土水池施工案例：承德市污水处理工程－污水处理厂（沉淀池）概况：承德市污水处理工程---体外预应力工程，污水处理厂－沉淀池底板现浇，壁板为预制结构装配体外无粘结预应力结构体系。此沉淀池壁板圆周较长，故在壁板中每一水平面均采用了两根无粘结预应力配筋。全部预应力筋采用1850级直径15.24mm的高强低松弛钢绞线，锚具采用单孔斜夹片式，预应力筋采用两端张拉。第4章水工程构筑物施工——装配式预应力钢筋混凝土水池施工第4章水工程构筑物施工——装配式预应力钢筋混凝土水池施工预应力钢绞线预应力钢绞线第4章水工程构筑物施工——装配式预应力钢筋混凝土水池施工张拉力控制预应力张拉完成预应力未张拉预应力张拉张拉千斤顶控制压力表沉井基础将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础，先在地面制成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。沉井的定义沉井基础广泛应用于桥梁、烟囱、水塔等的基础工程，以及水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的工作井。第4章水工程构筑物施工——沉井施工采用沉井基础，施工时不需要板桩围护，技术上安全可靠，施工操作方便。比敞口明挖占地面积小，挖土量少，对邻近建筑物影响较小。同时，由于沉井基础埋置较深，稳定性好，能支撑较大的荷载。近年来，沉井的施工技术和施工机械都有了很大改进，可使地表产生很小的沉降和位移。沉井的应用范围第4章水工程构筑物施工——沉井施工沉井的分类（1）按下沉环境可分为陆地沉井和浮式沉井（用于深水中的施工）；（2）按沉井构造形式可分为独立沉井（多用于独立深基础或独立深井构筑物）和连续沉井（多用于隧道工程）；（3）按沉井平面形式可分为圆形、圆端形、正方形、矩形和多边形等，也可分为单孔沉井和多空沉井；（4）按沉井制作材料可分为混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石以及组合式沉井等。沉井的设计原则沉井平面尺寸及其形状与高度，应根据墩台的底面尺寸、地基承载力及施工要求确定。力求结构简单对称，受力合理，施工方便。具体要求为：（1）沉井棱角处宜做成圆角或钝角，可使沉井在平面框架受力状态下较少应力集中，减少井壁摩阻面积和便于吸泥（不至于形成死角）；（2）沉井的长短边之比越小越好，以保证下沉时的稳定性；（3）为了便于沉井制作和井内挖土出土，一般沉井应分节制作，每节高度不宜大于5m,且不宜小于3m。沉井底节高度除应满足拆除支撑时沉井的纵向抗弯要求之外，在松软土层中下沉的沉井，底节高度不宜大于0.8b（b为沉井宽度）沉井的施工步骤（1）场地平整（或筑岛）、铺垫木，制作底节沉井；（2）拆模，刃脚下一边填塞砂，一边对称抽拔出垫木；（3）均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕；（4）接筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁；（5）下沉至设计标高；（6）沉井封底处理；（7）施工井内设施和封顶等。沉井的施工步骤沉井构造沉井主要由刃脚、井壁、内隔墙、取土井、凹槽、封底、顶板等部分组成。刃脚是井壁下端一般做成刀刃形状的部分。其作用在于减小沉井的下沉阻力，使之能在自重作用下切土下沉。一般采用不低于C20的钢筋混凝土制成。当沉井下沉较深且土质较坚硬时，刃脚面常以型钢（角钢或槽钢）加强。刃脚的底面宽度可为100-200mm。在坚硬地基上也可做成尖角。刃脚斜面与水平面的交角一般应不小于45o。刃脚的高度应视井壁的厚度确定，并应考虑便于拔出垫木和挖土。井壁即沉井的外壁，是沉井承担其自重及井外水土压力的主要部分。井壁厚度应根据结构强度、施工下沉需要的重力、便于取土和清基等因素而定。设计时通常先假定井壁厚度再进行承载力验算，井壁厚度一般为0.8-1.5m。但钢筋混凝土薄壁沉井及钢模薄壁浮式沉井的壁厚不受此限。钢筋混凝土井壁中一般应配置两层竖向钢筋及水平钢筋，并且还要有靠自重作用能顺利下沉的足够重量。内隔墙为沉井的分隔墙。作用是加强沉井刚度、缩小外壁计算跨度，同时又将沉井分为多个取土井，便于掌握挖土位置以控制下沉的方向。内隔墙的间距一般不大于5-6m，厚度一般为0.5-1.0m。考虑到内隔墙既要对刃脚悬臂起支撑作用，又不宜受到土的支撑，妨碍沉井下沉，因此，一般要求内隔墙底面高出刃脚底面0.5-1.0m。但当沉井穿越极软弱的土层时，为防止沉井“突沉”，也可将内隔墙底面做成与刃脚底面平齐。取土井在平面上应沿沉井的中轴线对称布置，以利于沉井均匀下沉，并便于校正倾斜和偏移。取土井大小由取土方法而定，采用挖土斗取土时，应能保证挖土斗的自由升降，其最小边长不宜小于2.5m。在沉井下沉完毕并封底后，如作基础用，则取土井可填以素混凝土、片石混凝土或填砌片石；在无冰冻地区也可以采用粗砂或砂砾填料；当作用在墩台上的外力不大时，也可采用空心沉井。但在砂砾填心和空心沉井的顶面均须设置钢筋混凝土盖板，盖板厚度应由计算确定。沉井内设凹槽是为了使封底混凝土嵌入井壁。形成整体，将传至沉井壁上的力更好地传递至封底混凝土底面。同时，当遇到意外困难，还可在凹槽处浇筑钢筋混凝土盖板，将沉井改为沉箱。凹槽水平方向深约0.15-0.25m,高约1.0m,其底面距刃脚底面一般大于1.5m。射水管组、探测管、气管和压浆管组（1）射水管组当沉井下沉较深，并估计土的摩阻力较大，下沉会有困难时，可在沉井壁中埋设射水管，管口设在刃脚下端和井壁外侧。射水管应均匀布置在井壁横向四周，并将其连成沿沉井平面中轴线对称的互相独立的四组。这样通过每组水管的水压力大小和水量可调整沉井的下沉方向和下沉速率。（2）探测管在平面尺寸较大，且不排水下沉较深的沉井中可设置探测管。一般采用直径200-500mm的钢管或在井壁中预制管道。作用是探测刃脚和内隔墙底面下的泥面标高。沉井水下封底后，可用作刃脚和内隔墙下封底混凝土的质量检查孔。（3）气管当采用空气幕下沉沉井时，可沿井壁外缘埋设内径25mm的硬塑料管作为气管。空气幕的原理是预先埋设在井壁四周的气管中压入高压空气，此高压空气由设在井壁上的喷气孔喷出，并沿井壁外表面上升溢出地面，从而在井壁周围形成一层松动的含有气体与水的液化土层，此含气土层如同幕帐一般围绕着沉井，故称之为空气幕。（4）压浆管当采用泥浆套技术下沉沉井时，压浆管的布置可采用外管法或内管法。外管法是在井壁内侧或外侧布置管径为38-50mm的压浆管，间距为3-4m，一般用于薄壁沉井。内管法是在井壁内预制孔道，其间距为3-4m，一般用于厚壁沉井。封底——沉井下沉到设计标高，基底经校验能满足设计要求后，当井中的水能被排干，即渗水量上升速度小于或等于6mm/min时，排干水后用C15或C20普通混凝土浇筑；当井中的渗水量上升速度大于6mm/min时，宜采用导管法浇筑C20水下混凝土封底。封底混凝土的厚度按其承载力条件计算确定，一般其顶面应高出凹槽顶面0.5m。顶板——以混凝土填心的沉井可用素混凝土顶板；空心或以其它松散料填心的沉井需用钢筋混凝土顶板，其厚度一般为1.0-2.0m,配筋由承载力计算和构造要求确定。排水下沉的沉井，其顶面在地面或水位以下时，应在井壁顶部设置挡土防水墙。第4章水工程构筑物施工——沉井施工制作方法一次制作：一次制作完成设计要求的井筒高度，适用于井筒高度不大的建筑物，一次下沉工艺。分段制作：将涉及要求的井筒进行分段现浇或预制，适用于井筒高度大的构筑物，分段下沉或一次下沉工艺。制作地点：天然地面制作下沉、水面筑岛制作下沉、陆地上制备，浮运到下沉地点下沉。井筒下沉方式：排水下沉、不排水下沉。井筒封底：要求不渗漏。第4章水工程构筑物施工——沉井施工沉井施工中常见问题[P187]土体破坏：土质松散，易产生土体破坏。井筒倾斜：挖土不均匀、刃脚土质不均匀、井壁四周土压力不均匀、刃脚某处有障碍物等原因造成。下沉过程中有障碍物：刃脚处可能遇到的石块或其他障碍物等。井筒裂缝：环向裂缝和纵向裂缝。井筒下沉过快：长期抽水或因砂的流动，使井筒外壁与土之间的摩擦力减少，或因土的耐压强度较小，会使井筒下沉速度超过挖土速度而无法控制。第4章水工程构筑物施工——沉井施工向家坝沉井群施工现场第4章水工程构筑物施工——沉井施工向家坝沉井内胆第4章水工程构筑物施工——沉井施工泰州长江大桥桥墩基础沉井离开临时码头第4章水工程构筑物施工——沉井施工泰州长江大桥桥墩基础沉井到达指定位置第4章水工程构筑物施工——沉井施工泰州长江大桥桥墩基础沉井定位第4章水工程构筑物施工——沉井施工泰州长江大桥桥墩基础沉井下沉至-70m