大型无粘结、后张法预应力水池施工技术
【摘 要】结合本溪市石桥子净水厂清水池工程实例，指出了该清水池是我国目前大型预应力水池之一。
介绍了无粘结、后张法施工工艺与技术，并就池壁与底板、池盖与池壁所采用的角接方法以及池壁与底板连接处所采用的双组分密封胶封堵方式进行了阐述。
毕业论文网 【关键词】无粘结；后张法；特大型预应力水池；预应力板 [中图分类号] TU757.1+4 [文献标识码] B[文章编号] T2011—12(03)—1617 1 工程概况 本溪市石桥子净水厂清水池座落在石桥子开发区红旗沟，清水池长44.6m、宽49.6m、高5.5m。
水池容积10000m3 ，池底、池盖预应力混凝土板面积分别为2326m2、346m2。
建设单位：本溪市自来水公司；设计单位：中国市政工程东北设计院；监理单位：中国市政工程东北设计院咨询公司；施工单位：本钢一建公司。
2 施工工艺与技术 2.1 预应力混凝土强度等级 池壁、顶板强度等级C40，池底板强度等级为C35，抗渗均为S8。
水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级42.5MPa，混凝土中水泥用量458kg/m3，预应力混凝土水灰比＜0.40。
砂子采用中砂，无潜在碱活性，细度模数2.6～2.8，含泥＜1%。
碎石最大粒径25，无潜在碱活性，含泥量＜1%。
水、砂、碎石、粉煤灰等均应满足国家规范要求。
混凝土配合比中的水180.0kg/m3。
钢筋：一级为HPB235；二级为HRB335。
2.2 施工工艺及顺序 垫层混凝土→铺塑料板→铺预应力钢铰线→浇筑混凝土→池壁铺预应力钢铰线→池壁模板安装→浇筑混凝土→池盖及柱模板安装→池盖铺预应力钢铰线→浇筑混凝土。
3 水池池壁、顶板、池底的连接施工技术 3.1 池壁与池底的连接方法 采用角接，池壁与池底间用4层塑料板隔开，池壁与底板连接处采用四道聚硫密封胶止水（图1）。
图1池壁与池底的连接方法 3.2 池壁与顶板的连接方法 池壁与顶板之间为弹性支座，采用的材料为150×150×25厚HHG 2001橡胶垫块，数量为200块；20厚，40宽，HHG207发泡橡胶垫201m；20厚，100宽，40H氯丁橡胶板402m（图2）。
4 使用的预应力钢铰线和锚具 4.1预应力钢绞线 公称直径d=15.24（7?准5），抗拉强度标准值为1860MPa，预图2 池壁与顶板的连接方法 应力钢绞线应为低松驰钢绞线，无粘结预应力钢绞线的外膜为高密度聚乙稀材料，厚度为1.0～1.2，用在池体上的无粘结预应力钢绞线不得有任何破损。
采购为：天津高力预应力钢绞线有限公司产品，该产品得到设计和监理工程师认可。
4.2预应力锚具 预应力锚具与?椎j=15.24预应力钢绞线对应的一类锚具，其产品符合《预应力筋用锚具、夹具及连接器应用技术规程》JGJ85—2002和《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92—2004，选用一类锚具，其型号为B&S，单孔锚具、挤压锚具为北京市建筑工程研究院预应力装备技术研究所产品。
锚垫采用90×90×14钢板，钢板的材质为Q235B。
5 铺设无粘结筋 5.1画线 由专职人员按设计要求在模板或相应处进行画线作业，以保证预应力筋的正确布设。
当预应力筋与洞口相遇，预应力筋位置可作适当的调整，按图纸要求绕开。
5.2 铺筋 铺设预应力筋前要进行编束，预应力筋铺设顺序：其他先期作业→底筋→放置马凳筋和预应力筋→安装压板→预应力筋水平调直→捆扎（第一次）→套穴模→铺上筋→调整（第二次）→验收→浇筑混凝土→当混凝土达到设计强度30%～50%→第一次张拉→当混凝土达到设计强度80%以上第二次张拉（切除外露端头）→封堵。
在施工时，预应力应视为各主体施工的一个工序，各工种要进行协调配合，以保证工程顺利进5.3 铺设时的注意事项 1）主体施工中的各种管道口要在模板上标明位置，或将各种套管、管道盒子事先放好，以便在施工中遇到洞口时，预应力筋可分两侧绕过洞口。
预留洞口必须准确，严禁凿洞。
2）按要求安装螺旋筋、垫板、穴模等。
螺旋筋与垫板应绑牢。
垫板在安装时，应保证其角度与钢绞线垂直。
3）在浇注混凝土时，混凝土不得直接浇到穴模，振捣棒不得直接碰触无粘结预应力筋，以防止塑料皮破损及无粘结预应力筋位置的变动，特别是在预应力筋的锚固端、张拉端，混凝土应振捣密实。
浇筑结束前，要分别留取若干组试块（与现场混凝土同条件养护），以便取得张拉前混凝土的强度报告。
4）在张拉端承压板外侧的垂直面上不应有结构筋。
结构钢筋适当调整位置。
5）预应力筋补完后，各工种在施工中不要破坏预应力筋保护层，特别不准在预应力筋周围使用电、气焊。
6）钢绞线破损处、可以用胶带搭接1/2缠好。
7）结构性梁筋不准许焊接承压板,应在相应处增设一根≮?准12的负筋。
8）抠模，在混凝土浇注后的早期阶段应及时把相应的穴模清除以利于锚具安放和张拉。
在相应处铺设500以上宽度的跳板以便抠模作业的正常进行。
5.4 张拉阶段 根据预留混凝土试块的试压报告，当混凝土强度达到设计强度时，即可进行张拉。
当混凝土强度达到要求和具备张拉条件，根据混凝土强度报告填报张拉通知单，由监理签字后，组织人员进行张拉。
5.5 张拉准备 1）应对液压泵及千斤顶进行组合检查，并到国家检测部门检测，取得标定结果。
2）沿承压板面切割钢绞线塑料外套。
3）安装锚环及夹片。
必须保证锚环、夹片的清洁；工具锚、工作锚与无粘结预应力筋必须顺直；千斤顶中心线与钢绞线中心线重合。
4）检查张拉条件。
②在相应处铺设500以上宽度的跳板以便张拉。
③在张拉条件具备时，在作业区内清理出可供移动液压泵的通道；≮600宽的东西南北通道。
5.6 张拉实施 在张拉过程中，油泵与千斤顶保持一定距离，操作者可看到千斤顶的位置，同时应稳定升压，稳定降压。
张拉时以控制张拉力（应力）为主，伸长值作为校核，严格做好张拉记录。
5.6.1底板张拉 当浇注的混凝土强度达到设计强度30%～50%时底板进行第一次张拉，每根钢绞线可两端同时进行张拉或一端张拉一端补足。
每根无粘结预应力筋的控张拉力是89kN（钢绞线面积为139.9mm2）。
5.6.2 池壁张拉 池壁水平预应力筋分两次张拉，竖向预应力筋进行一次张拉。
当混凝土强度达到设计强度30%～50%时，进行池壁水平方向预应力钢绞线的第一次张拉，张拉时应去除模板对池壁的约束。
当混凝土强度达到设计强度的80%以上时，先进行池壁竖向预应力筋的张拉，然后再进行池壁水平方向的第二次张拉。
池壁竖向无粘结预应力筋的张拉起点应从池壁方向的中间开始向两侧均匀进行，在套管、孔洞两侧应对称进行（竖向预应力筋的控张拉应采用超张3%方法弥补预应力筋回缩对预应力的损失）。
池壁水平方向无粘结预应力筋的张拉从底部开始，向上间隔进行，即：1、3、5……；2、4、6…… 5.6.3 顶板张拉 当混凝土强度达到设计强度30%～50%时，顶板进行第一次张拉，可两端同时进行张拉或一端张拉一端补足。
先张拉分散方向预应力筋，再张拉集中方向的预应力筋，最后张拉底板环向预应力筋。
当混凝土强度达到设计强度80%以上时，顶板进行第二次张拉，先张拉集中方向预应力筋，再张拉分散方向的预应力筋，最后张拉底板环方向预应力筋。
5.6.4 张拉校核 张拉过程中，采取应力、应变双控，加以校核。
当伸长值大于设计值的±6%时，应停止张拉，查明原因后可以张拉。
要按张拉程序严格进行，并做好记录。
5.7 池壁混凝土浇筑 混凝土要分层连续浇筑，振捣密实，每层浇捣高度控制在500左右，上下两层之间混凝土结合间歇时间控制在混凝土初凝以前，各层混凝土连续施工直到池顶，混凝土浇筑时，严禁踏压撞碰无粘结预应力筋支撑钢筋及端部预埋件，张拉端与固定端混凝土必须振捣密实。
底板混凝土必须一次浇注，并应在20h浇注完成，底板不得留有施工缝，顶板混凝土也必须一次浇注完成，并应在20h之内浇注完成，顶板不得留有施工缝。
1）池体预埋件、预留位置应准确、埋设牢固，避免因振捣混凝土时错位影响使用，施工时各专业图纸应配合使用，核对预埋套管的位置型号并以工艺图为准，所有预埋件预埋后按构筑物要求做防腐处理，做环氧铁红底漆，然后刷环氧漆二遍。
2）固定模板的钢筋必须设置止水板以免渗漏，拆模后打掉钢筋周围的混凝土保护层，截断支模钢筋，使用粘结剂，然后用环氧砂浆密封。
3）底板进出水管处和二次浇筑混凝土前，严格做好施工缝接茬处理，二次浇筑前应清除杂物、浮浆等，并用清水冲洗干净，然后浇筑一层水泥砂浆，所用水泥为本水池所用水泥，其最大水灰比为0.38，施工缝处用双组份密封胶封堵。
4）钢筋混凝土浇注完成后控制温升很重要，养护方式是：在刚浇注完的混凝土（12h）处于升温阶段时覆盖麻袋并进行喷水，借助水分蒸发以尽量降低混凝土的温升，防止混凝土早期开裂，当温度检测表明混凝土板的内部已经达到温度峰值并开始降温时，须撤去麻袋并铺设塑料膜或其他保温材料，以减少温降阶段混凝土板的内外温差。
5）固定模板的钢筋必须设置止水板以免渗漏，拆模后打掉钢筋周围的混凝土保护层，截断支模钢筋，使用SIKa DUR 32Hi—Mod粘结剂，然后用环氧砂浆SIKa DUR 35Hi—Mod LV密封。
6）锚具密封：使用SIKa DUR 32Hi—Mod粘结剂，然后用环氧砂浆SIKa DUR 73Hi—Mod LV密封。
7）池体的混凝土和砌体砂浆已达到设计强度后，才可进行注水试验，试验前将池内清理干净，修补池内外的缺陷，临时封堵预留孔洞、预埋管口及进出水口等并检查充水及排水闸门，不得渗漏，水池满水试验应填写试验记录。
水池注水试验：水池达到设计强度后方可进行试验，第一次注1/3水高度为设计水位，稳定7d后再进行第二、三次注水。
水池施工完毕进行满水试验，在满水试验中应进行处理检查，不得有漏水现象，水池渗水量按池壁和池底的浸湿总面积计算，钢筋混凝土水池不得超过2L/?O。
水池在满水试验过程中，需要了解水池沉降量时，应编制测定沉降量的施工设计，并应根据施工设计测定水池的沉降量。
8）满水试验合格后，应及时进行池壁外侧施工，池体外部为60挤塑板，外砌240砖保温层，并回填土方，池顶亦及时均匀对称地回填。
9）预应力筋的封固严格按照施工图的要求封锚，张拉完成后7d内必须完成封锚 6 过程控制及质量保证措施 （1）无粘结预应力筋出厂时，每盘上都应挂有标牌，并附有出厂证明书。
（2）无粘结预应力筋装卸运输时应特别注意塑料护套被擦破，采用麻袋包装1～2层，吊点处采用尼龙绳扎紧，不得使用钢丝绳或其他坚硬吊具与无粘结预应力筋的外包层直接接触，并轻装轻卸，严禁摔掷或在地上拖拉。
（3）露天堆放时，不得直接与地面接触应搁置在架板上并采取覆盖措施，在堆放期间严禁碰撞踩压。
（4）在不同规格、品种的无粘结预应力筋上，均应有易于区别的标记。
（6）无粘结筋使用前，应逐根进行检查外包层的完好程度，对有轻微破损者，可用塑料带补好，并应得到监理认可，对破损严重者，应予以报废。
（7）浇筑前，必须按设计要求检查，对预应留孔洞、预埋套管和钢筋较密集区、预埋件等位置应准确，埋设牢固，并与各专业图纸相配合。
（8）无粘结预应力筋张拉前，应清理承压板面，并检查承压板后面的混凝土质量。
（9）无粘结筋张拉过程中，当有个别钢丝发生滑脱或断裂时，可相应降低张拉力，但滑脱或断裂的数量，不应超过结构同一截面无粘结预应力筋总量的2%。
（10）混凝土的配合比严格按设计要求材料配置，配合比经监理的确认后方可使用，配合比的外加剂按设计要求使用。
7 小 结 该工程竣工投入运营后，未出现质量缺陷，受到了相关部门的肯定，同时也得到了运营方的好评。
作为施工方在施工过程中所采用的无粘结、后张法等施工工艺与技术，对于类似大型预应力水池有一定的借鉴意义。
参考文献 [1]混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204—2002).北京：中国建筑工业出版社，2011—05 [2]辽宁省《建筑安装工程施工技术操作规程――模板与混凝土工程》 DB21/900.5—2005 [3]辽宁省《建筑安装工程施工技术操作规程――钢筋工程》 DB21/900.6—2005。