《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》是山西省第一建築工程公司、杭州市市政工程集團有限公司、浙江省二建建設集團有限公司完成的建築類施工工法；主要完成人分別是王庭瑞、賈高蓮、李建民、聶小勇、周東波、鄭旭晨；該工法的適用範圍是各種直徑的水池、筒倉等筒壁形混凝土結構。
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的主要工法特點是不留設伸縮縫，保證了混凝土的整體性和剛度。
2008年1月31日，《液壓整體提升大模工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。
基本介紹
- 中文名：圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法
- 工法編號：YJGF37-2002
- 主要榮譽：國家一級工法（2005-2006年度）
- 完成單位：山西省第一建築工程公司、杭州市市政工程集團有限公司、浙江省二建建設集團有限公司
- 主要完成人：王庭瑞、賈高蓮、李建民、聶小勇、周東波、鄭旭晨
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
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形成原因
無粘結預應力圓形混凝土水池於2006年以前在污水處理工程上套用廣泛。它有經濟、施工操作方便、施工工序少、結構變形均勻、施工質量容易控制等特點。由山西省第一建築工程公司承建的山西大同市東郊污水處理廠的二次沉澱池池壁內徑50米，池壁周長為157.86米。由於二沉池是長期儲存污水的，因此對混凝土池壁的整體性、抗裂性、抗滲性要求較高。所以設計要求對長達158米的混凝土池壁既不設定伸縮縫，池壁施工時也不允許留設施工縫，澆築完成的鋼筋混凝土二沉池要求進行滿水試驗，各項技術指標必須符合設計要求。重點解決確定了夏季混凝土的最佳配合比、澆築順序和張拉應力及伸長值。由山西省第一建築工程公司的技術人員創立了一套切實可行的混凝土池壁無縫施工方法，確保了該工程圓滿完成。《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的關鍵技術經過山西省建設廳組織專家鑑定達到中國國內領先水平。
工法特點
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的工法特點是：
1.不留設伸縮縫，保證了混凝土的整體性和剛度。
2.不留設施工縫，保證了混凝土池壁的抗滲性。
3.施工完成的混凝土池壁沒有任何裂縫和滲水現象。
操作原理
適用範圍
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》適用於各種直徑的水池、筒倉等筒壁形混凝土結構。
工藝原理
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的工藝原理如下：因池壁混凝土為後張法無粘結頂應力混凝土，所以不能留設伸縮縫和施工縫。但池壁周長158米，高4.32米，按常規施工方法澆築混凝土，循環一周所用時間較長，必然產生施工縫。為此施工單位採用分段分層施工工藝，並對混凝土進行多次試配，確定最佳配合比。既滿足了泵送混凝土的坍落度、和易性、凝結時間的要求，又確保了混凝土池壁無縫施工和抗滲抗裂要求。
施工工藝
工藝流程
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的施工工藝流程（見圖1）。
圖1 工藝流程圖
操作要點
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的操作要點如下：
1.鋼筋綁紮
鋼筋定位時，鋼筋的保護層厚度必須滿足設計要求；綁紮鋼筋的鋼絲向里彎曲，不得接觸模板；鋼筋的保護層墊塊採用塑膠墊塊，不得採用鋼筋頭做墊塊，防止鋼筋鏽蝕對池壁混凝土造成破壞。
2.模板支設
模板支設必須牢固、穩定，有足夠的剛度；池壁固定模板用的工具式對拉鐵件必須滿焊方形止水環，工具式鐵件（見圖2）。拆模後及時用聚合物水泥砂漿將留下的凹槽封堵密實。
圖2 焊有止水環的工具式對拉鐵件
3.混凝土澆築方案的選擇
將池壁分為六段，按序號分段澆築（分段位置及澆築順序見圖3），在澆築混凝土前，除預先鋪設好混凝土輸送泵管道外，為節省混凝土澆築過程中倒泵管的時間，再多儲備原有輸送泵管長度的1/2。澆築時在每段分多層一次澆築到池壁頂，將整個池壁分為六段後，每段的混凝土澆築量大約為30立方米，按配備的施工機具能力理論計算每小時可澆築混凝土20立方米，但在施工過程中還存在接泵管時間損失，所以實際每小時可澆築混凝土量7~8立方米，每半個小時可澆築一步500毫米高，也就是在混凝土的初凝時間內能完成接槎，不留施工縫。
4.最佳化混凝土的配合比
根據設計對混凝土池壁抗裂、抗滲要求，結合工程施工期間的氣候、溫度、混凝土坍落度、和易性以及各段澆築混凝土所需要時間的要求，對混凝土的配合比進行多次試驗，通過對比論證確定最佳配合比。在能滿足泵送的條件下最大限度地減小混凝土的坍落度，以保證混凝土在澆築過程中不產生離析，避免振搗過程中石子下沉、浮漿過多。首先施工單位選用複合緩凝型防水劑進行混凝土的凝結時間試驗，分別做了5%、8%、10%三個摻量的配比，在儘可能的同條件下監測混凝土的凝結時間。其次是選用純粹的緩凝劑進行試驗，也做了三個摻量的配比，在同條件下進行觀測。
通過對上述兩個試驗結果對比、分析，最後確定採用複合緩凝型防水劑，摻量為8%的混凝土配合比。
5.混凝土澆築過程中的質量控制
（1）嚴格按混凝土的配合比對原材料進行計量。
（2）混凝土要攪拌均勻，保證其和易性。
（3）混凝土的原材料如有變化時，要重新進行試配
（4）在混凝土的泵送和澆築過程中嚴禁任意加水，改變混凝土的水灰比。
（5）混凝土振搗均勻，不得漏振、過振。在混凝土的澆築過程中要有專人在振搗地點看模板，防止脹模、跑模、漏漿。每個段的混凝土必須分層澆築，分層振搗，以確保混凝土密實，無蜂窩麻面。
6.混凝土的養護
混凝土澆築完畢後，套用塑膠薄膜覆蓋池壁頂，避免水分蒸發，澆築1~2小時後進行二次振搗，消除收縮裂紋和表面泌水，2~3小時後進行二次抹壓。抹壓後仍覆蓋塑膠薄膜，並派專人對池壁頂澆水養護。池壁模板拆除後，派專人澆水養護，使池壁混凝土始終保持濕潤狀態。
抗滲混凝土的養護時間不少於14天。
留置同條件試塊，待混凝土強度達到設計強度的85%時進行無黏結預應力筋的張拉。
7.無黏結預應力筋的張拉
（1）張拉順序：自下而上，每環的3根預應力筋用6個千斤頂對預應力筋同時張拉。
（2）張拉機具的檢驗：在預應力筋張拉前對張拉機具進行一次校驗，將設計張拉力值換算為張拉機具所能反映的數據，並標識在張拉機具上，方便操作。
（3）張拉：待混凝土強度達到設計強度的85%以上時，即可按方案確定的張拉順序和張拉應力依次進行張拉。張拉前還要編寫一份詳細的張拉方案，計算出預應力筋的伸長值。根據伸長值和張拉工具的最大行程，確定張拉分幾次完成。
張拉順序：安裝預應力筋錨具→測量預應力筋的外露長度（L1）→安裝千斤頂→進油張拉→伸長值校核→二次張拉-持荷頂壓至規定張拉力值→卸荷錨固→再次測量預應力筋的外露長度（L2）→填寫記錄。
預應力筋伸長值=L2一L1
安裝錯具時應使夾片均勻打緊並外露一致，張拉時千斤頂張拉力的作用線與錯板垂直。為使張拉同步進行，應設專人負責統一指揮，協調一致。如實際伸長值大於計算伸長值10%或小於計算伸長值的5%時，應暫停張拉，查明原因並採取措施後，方可繼續張拉。
（4）錨固端封堵：張拉頂緊完畢後，採用砂輪切割機將超長部分的預應力筋切斷，嚴禁用電弧切割，切斷後露出錨具外的長度不小於30毫米，之後用塑膠帶對端頭進行纏繞封閉。再用C40膨脹混凝土對錯固肋處進行二次澆築封堵端頭。
材料設備
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》所用的材料及設備明細如下：
一、材料
1.水泥
水泥採用普通矽酸鹽水泥，強度等級為42.5級，設計要求的混凝土強度等級為C40，混凝土中摻加複合防水劑。
2.石子
石子粒徑為5~31.5毫米，不得使用鹼活性骨料，含泥量不大於1%。
3.砂子
砂子採用中砂，含泥量不大於3%。
4.外加劑
外加劑採用泵送型複合防水劑。檢驗外加劑對鋼筋有無鏽蝕。各項指標應符合JC 474一1999的中的相關標準。
5.鋼絞線
7Φ5，天=15.2鋼絞線。應符合GB/T5224一95中相關技術標準。
6.錨具
錨具選用夾片錨具，MJ15-1。依據GB/T14370一2000、JGJ85一2002標準對鋼絞線——錨具組裝件、錨具進行檢驗，錯具的靜載錯固性能、硬度應符合有關規定。
7.混凝土
混凝土為C40泵送混凝土，抗滲等級為P6，抗凍等級為F200。施工時不留設施工縫，一次連續澆築完畢。
二、設備
混凝土後台自動計量裝置一套，JZC350型高架攪拌機2台，HBT60輸送泵1台，混凝土振搗棒6條。
張拉機具，根據張拉力值選用6台YCN-25型前置內卡式液壓千斤頂和與之配套的油泵。其他機具，攜帶型鋼筋砂輪切割機1台。50米鋼尺1把，300毫米的鋼板尺6把，指揮工具一套。
質量控制
施工單位採用《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的質量控制要求如下：
1.鋼筋進場後，檢查出廠合格證，並按規範規定進行力學性能檢驗。
2.混凝土的原材料水泥、砂、石、外加劑、摻合料等必須有出廠質量證明書及進場複試報告，並對混凝土的配合比、坍落度進行監控。
3.鋼絞線、錨具進場後按規定進行抽樣檢驗。
4.同一部位的混凝土應使用同一品種、同一規格的原材料。
5.混凝土施工過程中嚴格按施工方案和技術交底進行施工。
6.預應力筋鋪設時要檢查預應力筋的下料長度及擺放位置、牢固程度。
7.千斤頂在使用前要進行標定，並按其標定結果，對張拉力值與油表讀數進行換算。
安全措施
施工單位採用《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.澆築混凝土時的所有電器均設漏電保護器，防止漏電造成安全事故。
2.在預應力作業時，必須特別注意安全，因為預應力筋持有很大的能量，一旦預應力筋被拉斷或錯具、千斤頂失效，巨大能量急劇釋放，可能造成很大危害，因此對操作人員要進行安全教育，並應在工作區懸掛警示牌。在任何情況下，作業人員應站在預應力筋的側面，操作千斤頂和測量伸長值時，要站在千斤頂側面操作，千斤頂後嚴禁站人。
3.千斤頂、油泵應由專人負責，其他人員不得擅自操作，嚴格遵守操作規程。
環保措施
施工單位採用《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的環保措施如下：
1.選擇低噪聲設備，振搗棒選用環保型的，各種影響環境的機械、設備均搭設防護棚。
2.施工現場要做好排水溝，每隔30米設沉澱池，以保證施工現場排水暢通，並禁止有沉澱物的污水排入城市污水管網。
3.施工現場做好活完底清，隨做隨清，保證清潔，並有防塵土飛揚，污水外流、灰漿灑漏等措施。9.4張拉用的油泵加油時要防止油直接撒漏在地上，造成土壤污染。
效益分析
《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的效益分析是：
由於連續澆築混凝土，池壁上沒有因留施工縫而形成的接槎，觀感質量好。混凝土池壁一次澆築完畢，不留設施工縫，大大縮短了工期，降低了三鋼工具和機械的租賃費。與普通混凝土相比，節約鋼筋6.7噸，節約混凝土62立方米，取得經濟效益7.88萬元。採用後張法無粘結預應力施工方法，與有粘結施工相比施工工藝簡單，方便操作。而且施工不受氣候影響。
註：施工費用以2005-2006年施工材料價格計算
套用實例
施工單位採用《圓形預應力混凝土池壁無縫施工工法》的套用實例如下：
山西省大同市東郊污水處理廠擴建工程，日處理污水60000立方米，工程中有兩個內徑50米的二次沉澱池採用無粘結預應力施工工藝進行施工。於2003年10月全部施工完畢，經過滿水試驗和試運行，未發現滲漏水和其他異常情況。竣工後，經設計單位、建設單位、監理單位和施工單位共同對工程進行檢查驗收，各項技術指標符合要求，評定為合格。經過年多的運行使用，效果良好，用戶滿意。
榮譽表彰
2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2008]22號”檔案發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》，《長輸管道半自動下向焊接流水作業工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。
