第四章水工程构筑物施工ppt课件.ppt
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1、第4章 水工程构筑施工,第四章 水工程构筑物施工,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工第三节 沉井施工第四节 地下水取水构筑物管井施工第五节 江河取水构筑物浮运沉箱法施工,现浇钢筋混凝土水池施工现场,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,一、提高水池混凝土防水性的措施浇筑水池结构的混凝土常采用外加剂防水混凝土和普通防水混凝土,以提高防水性能。外加剂防水混凝土:用掺入适量外加剂方法,改善混凝土内部组织结构,以增加密实性来提高抗渗性的混凝土。普通防水混凝土:在普通混凝土骨料级配的基础上,以调整和控制配合比的方法,提高自身密实度和抗渗性的一种混凝土。混凝土为非均质性材料,内
2、部有许多大小不等以及彼此联通的孔隙。普通防水混凝土是一种富砂浆混凝土,用一定数量和质量的砂浆在粗骨料周围形成一定浓度的良好的砂浆包裹层。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,普通防水混凝土在施工中应注意如下问题:选择合适的配合比。水灰比。一般以0.50.6较为适宜。水泥用量。不小于320kg/m3,水泥标号不宜低于425号。砂率。以3540为宜。灰砂比。应在1212.5范围。坍落度。以35cm为宜。改善施工条件,精心组织施工。搅拌:采用机械搅拌,搅拌时间120s。运输:常温下应在半小时内运至浇筑地点。浇筑和振捣:分层浇筑,每层厚度不宜超过3040cm,相邻两层浇筑时间间隔不应超过2h。养护:混凝土
3、浇筑达到终凝(一般为46h)即应覆盖,浇水湿润养护不应少于14d。不宜过早拆除模板。拆模时应使混凝土表面温度与环境温度之差不超过15,以防产生裂缝。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,作好施工排水工作。在有地下水地区修建水池结构工程,必须作好排水工作,以保证地基土壤不被扰动,使水池不因地基沉陷而发生裂缝。施工排水须在整个施工期间不间断进行,防止因地下水上升而发生水池底板裂缝。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,二、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;要求具有高抗渗性和良好的整体性,需要采取连续浇筑。对于
4、面积较小、深度较浅的构筑物,可将池底和池壁一次浇筑完毕。面积较大而又深的水池和泵房地坑,应将底板和池壁分开浇筑。混凝土底板的浇筑运输:地下或半地下构筑物平底板浇筑时,混凝土的垂直和水平运输可以采用多种方案。混凝土泵车,塔式起重机、桅杆起重机等。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,混凝土底板的浇筑(方法)池底分平底和锥底两种。锥形底板从中央均匀向四周浇筑。为了控制水池底板、管道基础等浇筑厚度,应设置高程标桩,混凝土表面与标桩顶取平;或设置高程线控制。混凝土底板的浇筑(方式)混凝土在硬化过程中会发生干缩。如果混凝土四周有约束,就会对混凝土产生拉应力,应进行分块浇筑要限
5、制同时浇灌的面积,而且各块面积要间隔浇筑。块间设伸缩缝,宽约1.52cm,木板预留,收缩基本完成后,缝内填入膨胀水泥或沥青玛蹄脂。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,混凝土板的振捣方式用平板式或插入式振动器捣固。平板式振动器的有效振捣深度一般为20cm。两次振捣点之间应有35cm搭接。振捣时间与混凝土稠度有关。混凝土内气泡不再上升,骨料不再显著下沉,表面出现一层均匀水泥砂浆时,振捣就可停止。底板混凝土振捣后,用拍杠或抹子将表面压实找平。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,混凝土池壁的浇筑为避免施工缝,混
6、凝土池壁一般采用连续浇筑。在池壁的垂直方向分层浇筑。每个分层称为施工层。相邻两层时间间隔初凝时间一般情况下,池壁模板是先设一侧,另一侧随着混凝土浇筑高度而向上支设。钢筋的绑扎、脚手架的搭设也随着浇筑而向上进行(图4-5)。为使各工序进行平行作业,应将池壁分成若干施工段。,池壁混凝土应分层浇筑完成,每层混凝土的浇筑厚度不应超过400mm。每层混凝土的浇筑间歇时间不宜大于1h。用溜筒浇筑混凝土的落下高度(从溜嘴)不大于2m。插入式振动器的移位间距不大于300mm,振捣棒要插入到下一层混凝土内50100mm,使下一层未凝固混凝土受到二次振动。池壁的混凝土浇到顶部应停1h,待混凝土下沉后再作二次振动,
7、消除因沉降而产生的顶部裂缝。浇筑后的混凝土应及时覆盖和洒水养护。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,二、构筑物严密性试验渗水检验:通过满水试验,检查构筑物渗漏量和表面渗漏严密性检验:消化池进行闭气试验。1、满水试验:,满水试验是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。,试验条件:满水试验不应在雨天进行;池体的混凝土或砖石砌体的砂浆已达到设计强度;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;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;砖砌水池在防水层施工以后;石砌水池在勾缝以后。,第一节 现浇钢筋混凝土水
8、池施工,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,满水试验方法充水:分三次充水,每次1/3,速度2m/d,间隔24h。水位检测:水位测针精度1/10mm,间隔24h蒸发量测定:无盖水池时测蒸发量水池的渗水量测定:2L/m2浸湿面积,24h,g渗水量(L/m2d);A1水池水面面积(m2);A2水池浸湿总面积(m2);E1水池水位测针初读数(mm);,E2测读E1后24h,水池水位测针读数(mm);e1测读E1时蒸发水箱水位测针初读数(mm);e2测读E2时蒸发水箱水位测针读数(mm)。,2、闭气试验闭气试验是观察24h前后的池内压力降。按规定;消化池24h压力降不得大于0.2倍试验压力。P池内气压降(d
9、aPa);Pdl池内气压初读数(daPa);Pd2池内气压末读数(daPa);Pal测量Pd1时的大气压力值(daPa);Pa2测量Pd2时的大气压力值(daPa);t1测量Pdl时的池内温度();t2测量Pd2时的池内温度()。一般试验压力是工作压力的1.5倍。,第一节 现浇钢筋混凝土水池施工,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,原理:在荷载作用之前,先对混凝土预加压力,产生人为的应力状态,它所产生的预压应力抵消了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。布筋:预应力钢筋混凝土中预应力钢筋主要沿环向布置,有时也在垂直方向施加预应力钢筋。施工方法:预应
10、力钢筋混凝土的主要有:先张法和后张法。,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。,第二节 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,第二节 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,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施
11、工,先 张 法,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,后 张 法在构件或块体上直接张拉预应力钢筋,不需要专门的台座。,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,一、壁板的构造与制作池壁板的结构形式一般有两种,池壁板安插在底板外周槽口内。一种是两壁板之间有搭接钢筋;另一种是两壁板之间无搭接钢筋。,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,缠绕预应力钢丝时,须在池壁外侧留设锚固柱、锚固肋或锚固槽,安装锚固夹具,固定预应力钢丝。,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,壁板接缝应牢固和严密。壁板与池底间连接,先填里侧填料,预张应力后,再填外侧填料。在壁板顶浇筑圈梁,顶板搁置在圈梁上,提高水池结构抗震能
12、力。,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,二、装配式水池的构件吊装吊装顺序可按选定的机械性能而定。通常有两种吊装顺序:一种是连续吊装柱、梁、盖板,由中心向外进展,然后吊装壁板;另一种是依次分别吊完柱、梁、壁板后再吊装顶盖板构件吊装校正后用水泥砂浆连接或预埋件焊接。采用焊接可提高结构的整体性及抗震性,而且不需设临时支撑。吊装前,在底板槽口外侧弧形尺宽度的距离弹墨线。吊装时,弧线尺寸外边贴墨线,内侧贴池底,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,三、壁板环向预加应力当壁板接缝浇筑的混凝土强度达到设计强度70%后开始。钢筋采用普通钢筋或高强钢筋(碳索钢筋)。普通钢筋在张拉前作冷拉处理。冷拉采用双
13、控:用冷拉应力控制钢筋不均匀的张拉应力误差;用钢筋伸长率控制钢筋脆性。一般冷拉控制应力520530MPa,延伸率为3.23.6%,不超过5%,不小于2%。预应力钢筋张拉方法:电热张拉法(不连续配筋)和绕丝张拉法(连续配筋),第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,1、电热法张拉(不连续张拉)电张拉原理:将钢筋通电,使温度升高,长度延伸到一定程度,将两端固定。当撤去电源,钢筋冷却后,便产生了温度应力。照此方法可进行24次。预应力钢筋构造一般采用不连续钢筋,即将钢筋一根一根地在池壁上张拉,每根之间靠锚具连接。为了减少相邻钢筋锚具松动影响,采用上下两圈钢筋锚具
14、相错排列。连接锚具具有螺丝杆、墩粗头、帮条端及其他类锚具,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,施工要点在通电均匀,但钢筋表面温度散失各向不同,造成每圈各段钢筋的锚固夹具螺丝拧动是受力将不均匀。因此,在整圈、分段一次张拉钢筋时,控制每圈钢筋同速张拉张拉时采用导线夹具。通电后,采用预热、张拉、在预热、再张拉的带电张拉操作。为控制呆断电前不致因急速降温而立即建立应力,出现池壁摩阻的现象,因继续通电23min,并检测钢筋位置。调整准确。,张拉顺序采用如图。相邻两排的锚固位置应错开,并在锚固槽(柱)相交处的钢筋做绝缘处理,电热温度不应超过350摄氏度。可采用整圈、分段一次张拉,也可采用整圈、分段依次
15、张拉。,2、绕丝张拉基本原理:绕丝机在池壁转动,由于连续的钢丝缠绕,使池壁混凝土结构向内产生压力而形成预应力。由于钢丝盘与链轮为同一轴转动,但是,绕丝盘的周长l1略小于大链轮的周长l2,当大链轮自转一周后;绕丝盘尚未自转一周,亦即大链轮所放出的链条长度略长于缠丝盘放出的长度,这样钢丝就被拉长ll1-l2。两者长度差是钢丝产生预应力。缠丝钢筋直径为35mm,张拉应力可达150200N/mm2。绕丝机工作:可由上向下或相反方向绕圈。缠丝机行走速度约为23.5m/min,回转小车行走速度约为31.6m/min。池壁两端不能用绕丝机缠绕的部位,应在顶端或底端使钢丝加密或改用电热法张拉。张拉后的钢筋,每
16、一定间隔用锚具固定在锚固槽内。鉴于贮水构筑物池壁受力随水深呈线性增加,池壁各高度的预应力钢筋根数随高度的增加而减少。,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,四、枪喷水泥砂浆保护层 为防止预应力钢筋腐蚀,设置喷枪水泥砂浆保护层。喷射水泥砂浆保护层,应在水池满水试验后施工(以便于直观检查壁板及板缝有无渗漏,也方便处理),而且必须在水池满水状况下施工。喷浆前必须对池外壁油、污进行清理、检验。枪喷水泥砂浆应符合下列规定:砂子粒经不得大于5mm;细度模量应为2.33.7,最优含水率应经试验确定,宜为1.55.0%;水泥砂浆的配合比应符合设计要来,经试验确定,当无
17、条件试验时,其灰砂比宜为1:21:3;水灰比宜为0.250.35选用。,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,喷浆机罐内压力宜为0.5MPa,供水压力应相适应。输料管长度不宜小于10m;管径不宜小于25mm;喷浆应沿池壁的圆周方向自池身上端开始。每次喷浆厚度1520mm,共喷三遍,保护层总厚度不宜小于40mm。喷浆凝结后,加遮盖湿润养护14d以上。,第二节 装配式预应力钢筋混凝土水池施工,第三节 沉井施工,先在地面上预制井筒,然后在井筒内不断将土挖出,井筒借自身重量或附加荷载的作用下,克服井壁与土层之间摩擦阻力及刃脚下土体的反力而不断下沉直至设计标高为止,然后封底,完成井筒内的工作沉井施工施
18、工程序有基坑开挖、井筒制作、井筒下沉及封底。沉井的井筒大多数为钢筋混凝土结构。常用横断面为圆形或矩形,纵断面形状大多为阶梯形。,一、沉井施工方法沉井施工在浅水区一般采用筑岛沉井,在深水区可以采用气压沉井。按沉井下沉方法又分为一次下沉和分段下沉。某些条件适合的浅水域,采用在井孔位附近堆积出高于水面的人工岛屿的方法。把水面转变为陆地,在上面安置设备进行钻孔工程,具有简化水域钻探设备与工艺,降低工程费用的优点。浅水域沉井大多采用这种办法气压沉井是在沉井下部设置一个气密性高的钢砼工作室,向工作室内注入压力与刃口出地下水压力相等的压缩空气,使其在污水环境下进行挖土排土,箱体在本身自重及上部荷载作用下下沉
19、到指定深度,最后在沉井结构面底部浇筑混凝底板。,第三节 沉井施工,大型沉井下沉施工,沉井排水,1、井筒制作井筒制作一般分一次制作和分段制作。一次制作适用于井筒高度不大的构筑物,一次下沉工艺。分段制作适用于井筒高度大的构筑物,分段下沉或一次下沉工艺井筒制作视修筑地点具体情况分为天然地面制作下沉和水面筑岛制作下沉。天然地面制作下沉一般适用于无地下水或地下水位较低时,为了减少井筒制备时的浇筑高度,减少下沉时井内挖方量,清除表土层中的障碍物等,可采用基坑内制备井筒下沉水面筑岛制作下沉适用于在地下水位高或在岸滩、浅水中制作沉井,先修筑土岛,井筒在岛上制作,然后下沉。对于水中井筒下沉时,还可在陆地上制备井
20、筒,浮运到下沉地点下沉。,第三节 沉井施工,(1)基坑及坑底处理当原地基承载力较大,可进行浅基处理,在与刃脚底面接触的地基范围内,进行原土夯实,垫砂垫层、砂石垫层、灰土垫层等处理。若坑底承载力较弱,应在人工垫层上设置垫木,增大受压面积。为了避免采用垫木,可采用无垫木刃脚斜土模的方法。井筒重量由刃脚底面 和刃脚斜面传递给土台,增大承压面积。筑岛施工材料一般采用透水性好、易于压实的砂或其他材料,不得采用黏性 土和含有大块石料的土。当水深和流速较大时,需将岛筑于板桩围堰内,第三节 沉井施工,(2)井筒混凝土浇灌井筒混凝土的浇灌方法:分段浇灌、分段下沉、不断接高。浇一节井筒,井筒混凝土达到一定强度后,
21、挖土下沉一节,待井筒顶面露出地面尚有0.82m左右时,停止下沉,再浇制井筒、下沉,轮流进行直到达到设计标髙为 止。优点:井筒分节高度小,对地基承载力要求不高,施工操作方便。缺点:工序多、工期长,在下沉过程中浇制和接高井筒,会使井筒因沉降不均而易倾斜分段接高、一次下沉分段浇制井筒,待井筒全高浇筑完毕并达到所要求的强度后,连续不断地挖土下沉,直到达到设计标高。优点:可消除工种交叉作业和施工现场拥挤混乱现象,浇筑沉井混凝土的脚手架、模板不必每节拆除。可连续接高到井筒全高,可以缩短工期。缺点:沉井地面以上的重量大,对地基承载力要求较高,接高时易产生倾斜,而且高空作业多。,第三节 沉井施工,2、井筒下沉
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