CN112663774A - 无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其依次进行如下操作：根据水池设计要求在施工场地进行测量放线；根据测量放线进行土方开挖；水池基础垫层施工；水池底板钢筋绑扎及支模；水池底板混凝土浇注；池壁支模及其钢筋绑扎；池壁无粘结预应力钢筋铺设绑扎；池壁混凝土浇注及养护；池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉；池壁无粘结预应力钢筋锚固端封堵；水池底板杯口防水密封处理；水池满水试验。其在圆形水池施工时，在保证圆形水池满足设计使用功能的前提下可有效减少水池壁厚，降低水池建设成本，同时降低施工难度。

Description

无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法

技术领域

本发明属于混凝土建筑施工技术领域，具体涉及无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法。

背景技术

大型污水处理厂一般需要配备大型的生物池、二沉池、以及初沉池，并且上述水池形状以横截面为圆形为佳，有些水池直径需要达到60m，高度在7m以上。传统方式在设计圆形水池结构时，竖向设计一般采用普通钢筋混凝土即可满足受力要求，而在水平设计时，往往因为直径太大，昼夜温差和季节温差的变化均会引起很大的环向拉应力，而普通钢筋混凝土很难同时满足强度和抗裂的要求，为了达到这两项指标，就不得不加大壁厚，加密钢筋。如此将增加该类大型池体的建造成本，造成资源浪费，同时也增加了施工难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，以至少解决上述部分技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，包括以下步骤：

步骤1、根据水池设计要求在施工场地进行测量放线；

步骤2、根据测量放线进行土方开挖；

步骤3、水池基础垫层施工；

步骤4、水池底板钢筋绑扎及支模；

步骤5、水池底板混凝土浇注；

步骤6、池壁支模及其钢筋绑扎；

步骤7、池壁无粘结预应力钢筋铺设绑扎；

步骤8、池壁混凝土浇注及养护；

步骤9、池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉；

步骤10、池壁无粘结预应力钢筋锚固端封堵；

步骤11、水池底板杯口防水密封处理；

步骤12、水池满水试验。

进一步地，在所述步骤5中，底板混凝土采用泵送浇筑，从水池中心开始浇注，由内向外环向浇筑，混凝土浇注时需振捣到位，防止冷缝产生；在钢筋网片上表面焊上标高控制筋以控制池底混凝土标高，浇注过程中在加强带与其它部位混凝土交界处采用5mm×5mm铁丝网隔开以保证加强带混凝土的尺寸规则；混凝土浇注到加强带处需及时更换符合加强带要求的混凝土浇筑，加强带与非加强带混凝土交界处需加强振捣以利于混凝土结合，在浇注完混凝土后及时养护。

进一步地，在所述步骤7中，池壁无粘结预应力钢筋铺设绑扎时，在铺设无粘结预应力钢筋前对其规格、尺寸、以及外包塑料管质量进行检查，均符合要求后按无粘结预应力钢筋设计位置进行抄平、放线；普通钢筋及管道安装时需优先保证无粘结预应力钢筋平顺通过，铺设时相邻无粘结预应力钢筋之间保持平行分布防止相互扭绞，无粘结预应力钢筋铺设时端部位置精确对准，无粘结预应力钢筋张拉端承压板与无粘结预应力钢筋垂直，其垂直位置偏差控制在5mm以内；无粘结预应力钢筋的外露长度根据张拉机具所需长度确定，无粘结预应力钢筋水平方向弧度与相应池壁弧度保持一致，无粘结预应力钢筋铺设、安装完毕后需进行检查验收，确认合格后方可浇注混凝土。

进一步地，在所述步骤6中，池壁支模时，池壁模板采用覆膜竹夹板支设，池壁模板尺寸1.22m×2.44m，池壁模板拼缝处采用50×100木方背钉，池壁模板支撑体系采用Ф48钢管搭设双排脚手架；双排脚手架采用钢管斜撑支撑在水池底板上预先埋设的Φ22钢筋环上，双排脚手架水平向钢管、以及加固池壁模板所用钢管根据池壁弧度预先弯好弧度以确保池壁模板表面弧度平滑；将池壁模板长度方向水平安装，长度方向刚度相对较小便于控制模板表面弧度，单侧池壁模板安装好后需复核模板弧度、垂直度符合要求后再进行池壁钢筋绑扎及安装另一侧池壁模板；池壁与水池底板所连接的杯口处因操作面较小，杯口内部的池壁部分用200mm高的池壁模板支设，出杯口后再采用整块池壁模板支设以便于池壁模板的拆除，避免损坏池壁模板，在杯口内、池壁模板外灌满细砂以防止灌注混凝土时池壁模板底部漏浆，混凝土浇完后清除细砂再拆除此处池壁模板；池壁内外池壁模板间采用M12止水型对拉螺栓对拉，对拉螺栓中间焊50×50止水片，两端安放Ф40×20塑料垫片，混凝土成形后剃除塑料垫片，割除外露螺栓后采用防水砂浆补平。

进一步地，在所述步骤8中，池壁混凝土浇注时，采用泵送混凝土连续供应，混凝土中选用小粒径石子以防止水泥浆与石子因池壁内密集钢筋而分离；两个下料层交界处需将振捣棒插入下层混凝土中500mm进行振捣以利于混凝土结合，钢筋密集位置需加强振捣；振捣棒需插入池壁中间，振捣混凝土时严禁振捣棒接触池壁钢筋、无粘结预应力钢筋、池壁模板和螺杆。

进一步地，在所述步骤9中，池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉时，采用后张法施工，锚具采用钢丝束镦头锚具和钢绞线组合锚具，无粘结预应力钢筋采用高强低松弛无粘结钢绞线

标准张拉强度为fptk＝1860MPa，张拉端采用YMl5-2型锚具；张拉前先进行各孔阻测定并检查调试张拉设备，当砼强度达到设计强度后方可进行张拉操作；无粘结预应力钢筋张拉完毕后，用砂轮切割机切除外露无粘结预应力钢筋的多余长度，无粘结预应力钢筋切割后露出锚具夹片的长度不小于30mm，将池壁锚固肋表面凿毛并清洗干净，然后在锚具及承压板表面涂以防水涂料，再用C40微膨胀砼封牢张拉锚具，并立即养护，锚固区封头混凝土中不能含有氧化物。

进一步地，在进行张拉操作前，首先将每段无粘结预应力钢筋各股按顺序穿入锚环孔；再将工作锚装入垫板定位圈内，并紧贴锚垫板插入夹片，用锤打紧；之后安装限位板，无粘结预应力钢筋从限位板穿过并进入千斤顶，千斤顶轴线与无粘结预应力钢筋重合，最后安装工具锚；在进行张拉操作前先拆除池壁内外池壁模板以减少对张拉产生的约束；在张拉操作过程中，将池壁均分成八段进行分段张拉，并且每次相对的两端同时张拉，同时张拉的两段，其应力值相同，同一段池壁张拉时，依次张拉池壁顶部无粘结预应力钢筋、池壁底部无粘结预应力钢筋、池壁次顶部无粘结预应力钢筋、池壁次底部无粘结预应力钢筋……池壁中间无粘结预应力钢筋；无粘结预应力钢筋从零应力开始张拉至1.03倍无粘结预应力钢筋的张拉控制应力，然后锚固。

进一步地，池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉过程中，采用应力控制方法张拉，同时校核无粘结预应力钢筋的伸长值，如实际伸长值大于计算伸长值的10％或小于计算伸长值的5％时，停止张拉查明原因，采取措施予以调整好后再继续张拉；张拉过程中对张拉力及张拉速率进行严格控制并随时对预应力的伸长值进行监控以防止无粘结预应力钢筋被拉断；张拉时，首先进行初张拉，即10-30％张拉力进行张拉，初张拉完成后，油泵回油，并划线作伸长量标记为L0；之后继续张拉至控制拉力，在池壁两端同时分级加载，升压轮流进行，每级加载吨位为张拉力20％，使张拉力逐步达到设计张拉吨位，测量伸长量L1，此时油泵继续开动维持不变压力，净停5分钟，两端同时顶压，顶销后，油泵回零，测回缩量，夹片外露量卸顶后测量。

进一步地，在所述步骤11中，在无粘结预应力钢筋张拉完成后，方可进行水池底板杯口密封防水处理，密封防水处理前需要使用吹风机、以及扫帚对水池底板杯口内进行清理，水池底板杯口密封防水处理时采用聚硫密封膏灌注处理以密封防水，在池壁上设灌注密封防水处理高度控制线；灌注聚硫密封膏时由一点开始向两边辐射环向灌注，并且灌注时需一次性灌注完成；在对水池底板杯口与池壁之间的接口、以及两者的边角位置进行灌注时需使用小直径钢筋工具振捣以保证灌注密实，在聚硫密封膏表干后，方可进行上部混凝土封口施工。

进一步地，在所述步骤12中，当杯口密封防水施工完成后即可开始水池满水试验，水池满水试验前需临时封堵预留孔洞、预埋管口及进出水口，并检查充水闸门和排水闸门以保证其不渗漏；在池壁位置设水位观测标尺，标定水位测针选择便于观测位置，水池满水试验时分三次充水试验，分别为1/3池壁深度、2/3池壁深度、以及设计满水试验位置，在三次充水试验位置向上及向下20cm分别设置观测标尺，充水试验时水位上升速度不超过2m/d，相邻两次充水试验间隔时间不小于24小时，每次充水试验后24小时测量水位降值，计算渗水量，计算渗水量时需考虑自然蒸发量，蒸发量测定时采用表面镀锌不锈钢材质圆柱形桶装半桶水挂在满水试验水池旁，测其24小时的单位减少量，即为蒸发量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明在施工混凝土圆形水池过程中，在绑扎构筑物池壁或筒身钢筋的同时，将预应力钢筋按设计要求逐环固定在模板内，通过采用大型竹夹板以及钢管支撑体系，确保池壁混凝土观感质量然后浇筑混凝土。同时在底板上设置环状混凝土加强带，利用加强带混凝土的膨胀补偿周边混凝土的收缩形成防水性能好的大面积底板，池壁、底板采用分离结构，池壁插入底板杯口中，杯口内灌聚硫密封膏做防水密封处理，从而达到减少池壁、底板间的变形约束并达到防水效果待混凝土达到设计强度后，利用无粘结预应力钢筋与混凝土不粘连，可滑动的特点，在两端头进行张拉，再利用工作锚具将钢绞线锁紧固定于端头的锚固板上，用混凝土封闭锚固端，从而达到对圆形构筑物产生预压应力的效果。其提高了工程的施工科技含量，提高了现场工作效率，降低了施工人员的劳动强度，加快了工程施工进度，增加了现场文明施工的水平。同时，大型竹夹板的使用，提高了池体混凝土的外观质量，本发明技术相较于传统施工方法，仅材料上就能节约成本约15％左右，其具有广泛的推广价值。

附图说明

图1为本发明底板混凝土施工时加强带部位处理示意图。

图2为本发明池壁模板制作与安装时杯口内部模板处理示意图。

图3为本发明预应力张拉施工时张拉平面示意图。

图4为本发明预应力张拉施工时张拉预应力钢筋断面布置图。

图5为本发明预应力张拉施工时预应力筋端部封堵示意图。

图6为本发明杯口密封防水施工时池璧与底板连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，本发明提供的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，包括以下步骤：

步骤1、根据水池设计要求在施工场地进行测量放线。

步骤2、根据测量放线进行土方开挖。

步骤3、水池基础垫层施工。

步骤4、水池底板钢筋绑扎及支模。

步骤5、水池底板混凝土浇注。底板混凝土采用泵送浇筑，从水池中心开始浇注，由内向外环向浇筑，混凝土浇注时需振捣到位，防止冷缝产生；在钢筋网片上表面焊上标高控制筋以控制池底混凝土标高，浇注过程中在加强带与其它部位混凝土交界处采用5mm×5mm铁丝网隔开以保证加强带混凝土的尺寸规则；混凝土浇注到加强带处需及时更换符合加强带要求的混凝土浇筑，加强带与非加强带混凝土交界处需加强振捣以利于混凝土结合，在浇注完混凝土后及时养护。

步骤6、池壁支模及其钢筋绑扎。池壁支模时，池壁模板采用覆膜竹夹板支设，池壁模板尺寸1.22m×2.44m，池壁模板拼缝处采用50×100木方背钉，池壁模板支撑体系采用Ф48钢管搭设双排脚手架；双排脚手架采用钢管斜撑支撑在水池底板上预先埋设的Φ22钢筋环上，双排脚手架水平向钢管、以及加固池壁模板所用钢管根据池壁弧度预先弯好弧度以确保池壁模板表面弧度平滑；将池壁模板长度方向水平安装，长度方向刚度相对较小便于控制模板表面弧度，单侧池壁模板安装好后需复核模板弧度、垂直度符合要求后再进行池壁钢筋绑扎及安装另一侧池壁模板；池壁与水池底板所连接的杯口处因操作面较小，杯口内部的池壁部分用200mm高的池壁模板支设，出杯口后再采用整块池壁模板支设以便于池壁模板的拆除，避免损坏池壁模板，在杯口内、池壁模板外灌满细砂以防止灌注混凝土时池壁模板底部漏浆，混凝土浇完后清除细砂再拆除此处池壁模板；池壁内外池壁模板间采用M12止水型对拉螺栓对拉，对拉螺栓中间焊50×50止水片，两端安放Ф40×20塑料垫片，混凝土成形后剃除塑料垫片，割除外露螺栓后采用防水砂浆补平。

步骤7、池壁无粘结预应力钢筋铺设绑扎。池壁无粘结预应力钢筋铺设绑扎时，在铺设无粘结预应力钢筋前对其规格、尺寸、以及外包塑料管质量进行检查，均符合要求后按无粘结预应力钢筋设计位置进行抄平、放线；普通钢筋及管道安装时需优先保证无粘结预应力钢筋平顺通过，铺设时相邻无粘结预应力钢筋之间保持平行分布防止相互扭绞，无粘结预应力钢筋铺设时端部位置精确对准，无粘结预应力钢筋张拉端承压板与无粘结预应力钢筋垂直，其垂直位置偏差控制在5mm以内；无粘结预应力钢筋的外露长度根据张拉机具所需长度确定，无粘结预应力钢筋水平方向弧度与相应池壁弧度保持一致，无粘结预应力钢筋铺设、安装完毕后需进行检查验收，确认合格后方可浇注混凝土。

步骤8、池壁混凝土浇注及养护。池壁混凝土浇注时，采用泵送混凝土连续供应，混凝土中选用小粒径石子以防止水泥浆与石子因池壁内密集钢筋而分离；两个下料层交界处需将振捣棒插入下层混凝土中500mm进行振捣以利于混凝土结合，钢筋密集位置需加强振捣；振捣棒需插入池壁中间，振捣混凝土时严禁振捣棒接触池壁钢筋、无粘结预应力钢筋、池壁模板和螺杆。

步骤9、池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉。池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉时，采用后张法施工，锚具采用钢丝束镦头锚具和钢绞线组合锚具，无粘结预应力钢筋采用高强低松弛无粘结钢绞线

标准张拉强度为fptk＝1860MPa，张拉端采用YMl5-2型锚具；张拉前先进行各孔阻测定并检查调试张拉设备，当砼强度达到设计强度后方可进行张拉操作；无粘结预应力钢筋张拉完毕后，用砂轮切割机切除外露无粘结预应力钢筋的多余长度，无粘结预应力钢筋切割后露出锚具夹片的长度不小于30mm，将池壁锚固肋表面凿毛并清洗干净，然后在锚具及承压板表面涂以防水涂料，再用C40微膨胀砼封牢张拉锚具，并立即养护，锚固区封头混凝土中不能含有氧化物。

在进行张拉操作前，首先将每段无粘结预应力钢筋各股按顺序穿入锚环孔；再将工作锚装入垫板定位圈内，并紧贴锚垫板插入夹片，用锤打紧；之后安装限位板，无粘结预应力钢筋从限位板穿过并进入千斤顶，千斤顶轴线与无粘结预应力钢筋重合，最后安装工具锚；在进行张拉操作前先拆除池壁内外池壁模板以减少对张拉产生的约束；在张拉操作过程中，将池壁均分成八段进行分段张拉，并且每次相对的两端同时张拉，同时张拉的两段，其应力值相同，同一段池壁张拉时，依次张拉池壁顶部无粘结预应力钢筋、池壁底部无粘结预应力钢筋、池壁次顶部无粘结预应力钢筋、池壁次底部无粘结预应力钢筋……池壁中间无粘结预应力钢筋；无粘结预应力钢筋从零应力开始张拉至1.03倍无粘结预应力钢筋的张拉控制应力，然后锚固。

池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉过程中，采用应力控制方法张拉，同时校核无粘结预应力钢筋的伸长值，如实际伸长值大于计算伸长值的10％或小于计算伸长值的5％时，停止张拉查明原因，采取措施予以调整好后再继续张拉；张拉过程中对张拉力及张拉速率进行严格控制并随时对预应力的伸长值进行监控以防止无粘结预应力钢筋被拉断；张拉时，首先进行初张拉，即10-30％张拉力进行张拉，初张拉完成后，油泵回油，并划线作伸长量标记为L0；之后继续张拉至控制拉力，在池壁两端同时分级加载，升压轮流进行，每级加载吨位为张拉力20％，使张拉力逐步达到设计张拉吨位，测量伸长量L1，此时油泵继续开动维持不变压力，净停5分钟，两端同时顶压，顶销后，油泵回零，测回缩量，夹片外露量卸顶后测量。

步骤10、池壁无粘结预应力钢筋锚固端封堵。

步骤11、水池底板杯口防水密封处理。在无粘结预应力钢筋张拉完成后，方可进行水池底板杯口密封防水处理，密封防水处理前需要使用吹风机、以及扫帚对水池底板杯口内进行清理，水池底板杯口密封防水处理时采用聚硫密封膏灌注处理以密封防水，在池壁上设灌注密封防水处理高度控制线；灌注聚硫密封膏时由一点开始向两边辐射环向灌注，并且灌注时需一次性灌注完成；在对水池底板杯口与池壁之间的接口、以及两者的边角位置进行灌注时需使用小直径钢筋工具振捣以保证灌注密实，在聚硫密封膏表干后，方可进行上部混凝土封口施工。

步骤12、水池满水试验。当杯口密封防水施工完成后即可开始水池满水试验，水池满水试验前需临时封堵预留孔洞、预埋管口及进出水口，并检查充水闸门和排水闸门以保证其不渗漏；在池壁位置设水位观测标尺，标定水位测针选择便于观测位置，水池满水试验时分三次充水试验，分别为1/3池壁深度、2/3池壁深度、以及设计满水试验位置，在三次充水试验位置向上及向下20cm分别设置观测标尺，充水试验时水位上升速度不超过2m/d，相邻两次充水试验间隔时间不小于24小时，每次充水试验后24小时测量水位降值，计算渗水量，计算渗水量时需考虑自然蒸发量，蒸发量测定时采用表面镀锌不锈钢材质圆柱形桶装半桶水挂在满水试验水池旁，测其24小时的单位减少量，即为蒸发量。

本发明提供的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，可将直径60m，高度7.8m的水池壁厚建设成为300mm厚，无粘结预应力钢绞线需沿预应力钢筋全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料，再加上套管保护，其主要形式是预应力钢筋与混凝土不建立粘结力，相较于有粘结预应力钢筋，具有无需灌浆、施工简单、张拉摩阻力较小等特点。其采用后张法施工无粘结预应力钢筋混凝土，水池能有效抵抗混凝土自身收缩、膨胀变形，可减少微裂缝，从而提高水池的抗渗能力，很好的满足设计使用功能。

本发明采用无粘结预应力钢绞线施工技术，不影响池体的整体结构，在充分考虑池体伸展性的前提下，将池体强度达到最佳，抗渗效果最好；无粘结预应力钢绞线施工设备简易，操作灵活；超长圆形混凝土池壁及大面积混凝土底板不设置变形缝及后浇带，混凝土不产生裂缝提高防水能力；采用覆膜竹夹板制作模板，易于控制池壁混凝土观感质量，施工速度快，周转次数高；在模板对拉螺杆中，增加50×50水片，有效的保证了池体的抗渗能力；采用池壁、底板分离结构减少池壁、底板间变形约束；施工材料节省，无粘结预应力施工技术可减少混凝土用量20％～40％，可减少非预应力钢筋用量20％。

本发明在施工混凝土圆形水池过程中，在绑扎构筑物池壁或筒身钢筋的同时，将预应力筋按设计要求逐环固定在模板内，通过采用大型竹夹板以及钢管支撑体系，确保池壁混凝土观感质量然后浇筑混凝土。同时在底板上设置环状混凝土加强带，利用加强带混凝土的膨胀补偿周边混凝土的收缩形成防水性能好的大面积底板，池壁、底板采用分离结构，池壁插入底板杯口中，杯口内灌注硫密封膏做防水密封处理，从而达到减少池壁、底板间的变形约束并达到防水效果待混凝土达到设计强度后，利用无粘结预应力筋与混凝土不粘连，可滑动的特点，在两端头进行张拉，再利用工作锚具将钢绞线锁紧固定于端头的锚固板上，用混凝土封闭锚固端，从而达到对圆形构筑物产生预压应力的效果。

本发明底板混凝土施工时，底板混凝土采用泵送浇筑，从池中心开始浇注，由内向外环向浇筑，混凝土浇注时应注意保证振捣到位，防止冷缝产生。在钢筋网片上表面焊上标高控制筋，以控制池底混凝土标高，在浇注中还应在加强带与其它部位混凝土交界外采用5mm×5mm铁丝网隔开，保证加强带混凝土的尺寸规则，如图1所示。混凝土浇到加强带处要及时按照加强带混凝土要求更换配合比拌制浇筑，采用C30膨胀混凝土，加强带与非加强带混凝土交界处应加强振捣以利于混凝土结合，并在浇注完混凝土后及时养护。

本发明无粘结预应力钢绞线敷设时无粘结预应力筋敷设前应检查其规格、尺寸及外包塑料管的质量，经检查无误并符合有关规定后，按无粘结预应力筋的设计位置进行抄平、放线。普通钢筋及管道安装应优先保证无粘结预应力筋平顺通过。每束无粘结预应力筋应保持平行走向，防止互相扭绞。预应力筋铺设时应严格要求端部位置准确，张拉端承压板应与预应力筋垂直，其垂直位置偏差控制在5mm以内。无粘结预应力筋的外露长度应根据张拉机具所需的长度确定。预应力筋安装位置应符合设计要求，钢筋水平方向弧度应与相应池壁的弧度保持一致。无粘结预应力筋敷设、安装完毕后按相关规定进行检查验收，确认合格后方可浇注砼。

本发明池壁模板制作与安装时，池壁模板采用覆膜竹夹板支设，模板尺寸1.22m×2.44m，模板拼缝处采用50×100木方背钉，支撑体系采用Ф48钢管搭设双排脚手架。双排脚手架采用钢管斜撑支撑在池底板上预先埋设的Φ22钢筋环上，钢管架水平向钢管及加固模板用的钢管应事先弯好弧度，以确保模板表面弧度平滑。将模板长方向水平安装，长方向刚度相对较小便于控制模板表面弧度，单侧模板安装好后应复核模板弧度、垂直度符合要求后再进行墙板钢筋绑扎及安装另一侧模。池壁、底板连接杯口处因操作面较小，杯口内部的墙板用200mm高的模板支设，出杯口后再采用整板支设，以便于模板拆除，避免损坏大模板，如图2所示。为防止模板底部漏浆，在杯口内部模板外灌满细砂，混凝土浇完后，清除细砂后再拆此处模板。池壁内外模板间采用M12止水型对拉螺栓对拉，间距450×500。对拉螺栓中间焊50×50止水片，两端安放Ф40×20塑料垫片，混凝土成形后剃除塑料垫片，割除外露螺栓后采用防水砂浆补平,如设计池体无外装饰，补平过程需尽量保证池壁整体美观。

本发明池壁混凝土浇注时，由于该类水池池壁较高，且池壁较薄，支模后池壁内钢筋密集，对池壁混凝土浇注造成一定难度，在浇注过程中，需注意以下事项：(1)池壁混凝土宜采用泵送混凝土，混凝土应连续供应，考虑到池壁内钢筋绑扎情况，混凝土中可选用较小粒径的石子，防止水泥浆与石子分离的情况出现。

(2)两个下料层交界处应将振捣棒插入下层混凝土中500mm进行振捣，以利于结合，钢筋密集位置应加强振捣。

(3)振捣棒应插入池壁中间，振捣混凝土时，严禁振捣棒接触钢筋、预应力钢绞线、模板、螺杆等。

本发明预应力张拉施工时，根据水工建筑物的特点，采用后张法施工，采用的锚具应为钢丝束镦头锚具和钢绞线组合锚具，预应力筋采用高强低松弛无粘结钢绞线

标准张拉强度为fptk＝1860MPa，张拉端采用YMl5-2型锚具。张拉前必须进行各孔阻测定。检查调试张拉设备。张拉操作：将每端钢绞线各股按顺序穿入锚环孔；将工作锚装入垫板定位圈内，并紧贴锚垫板，插入夹片，用锤打紧；安装限位板，钢绞线从限位穿过进入千斤顶；安装千斤前，要求千斤顶轴线与钢绞轴线重合；安装工具锚。

本发明当砼强度达到设计强度后，方可张拉预应力筋，张拉前必须先拆除池壁内外模板，以减少对张拉产生的约束。采取每圈分8段张拉，如图3所示，每段两端应对称同步张拉，即按照段1、段5同时张拉，段2、段6同时张拉，段3、段7同时张拉，段4、段8同时张拉，并控制两端的应力值相等。预应力筋从零应力开始张拉至1.03倍预应力筋的张拉控制应力，然后锚固，张拉顺序如图4所示，按HJ1、HJ12、HJ2、HJ11、……HJ6、HJ7的顺序进行。

本发明初张拉：10-30％，回油，划线作标记(伸长量计算起点)为L0。继续张拉至控制拉力：在池壁两端同时分级加载即升压轮流进行，每级加载吨位为张拉力20％，使张拉力逐步达到设计张拉吨位，测量伸长L1，此时油泵继续开动维持不变压力，净停5分钟，两端同时顶压，顶销后，油泵回零，测回缩量，夹片外露量卸顶后测量。

本发明采用应力控制方法张拉，同时校核预应力筋的伸长值。如实际伸长值大于计算伸长值的10％或小于计算伸长值的5％时，应停止张拉，查明原因，采取措施预以调整方可继续张拉。本发明张拉过程中，应对张拉力及张拉速率严格进行控制，并随时对预应力的伸长值进行监控，严防预应力筋被拉断。本发明无粘结预应力筋张拉完毕后，应用砂轮切割机切除外露无粘结预应力筋的多余长度，但切割后露出锚具夹片的长度不得小于30mm，将池壁锚固肋表面凿毛并清洗干净，然后在锚具及承压板表面涂以防水涂料，再用C40微膨胀砼按要求封牢，并立即养护，锚固区封头混凝土中不应含有氧化物。本发明锚固端封堵：张拉锚固后及时将多余预应力筋切掉，预应力筋切割后露出锚具夹片外的长度应不少于30mm，然后用C40细石混凝土封堵张拉锚具。张拉端封堵如图5所示。

本发明杯口密封防水施工时，池璧与底板连接如图6所示，在预应力筋张拉完成后，便可进行杯口密封防水处理，灌浆处理前需要使用吹风机及扫帚等工具对杯口内进行清理，并在池壁上设置灌注高度控制线。聚硫密封膏由一点开始向两边辐射环向灌注，需注意灌注应一次性灌注完成。对于灌注接口及边角位置应使用小直径钢筋等工具振捣，保证灌注密实。在聚硫密封膏表干后，方可进行上部混凝土封口施工。

本发明满水试验时，杯口密封防水施工完成后即可开始池体满水试验。试验前需临时封堵预留孔洞、预埋管口及进出水口等，并检查充水和排水闸门，不得渗漏。水池一般分3次充水，在池壁位置设置水位观测标尺和标定水位测针应选择便于观测的位置，分别设置于1/3深度、2/3深度及设计满水试验位置。三处向上设置20cm左右的观测标尺，向下设置长度为20cm左右的观测标尺。试验过程中应考虑自然蒸发量。蒸发量测定采用圆柱形容器装半桶水，容器材质以不锈钢及镀锌类为佳，容器需挂在测试的水池旁，测其24小时的单位减少量，即蒸发量，并记录。充水时的水位上升速度不宜超过2m/d，相邻两次充水的间隔时间不应小于24小时。每次充水后24小时测量水位降值，计算渗水量。

本发明所用材料与设备如下。主要材料：C15混凝土、C30混凝土、C40混凝土、覆膜竹夹板、M12止水型对拉螺栓、钢绞线、钢丝、预应力用热处理钢筋、各型号普通钢筋、聚硫密封膏及其他辅助材料。

主要设备机具表1

序号	设备名称	单位	数量	备注
					1	电锯	台	4
2	电刨	台	4
					3	手工锯	台	8	根据现场情况调整
4	电钻	台	2
					5	切断机	台	2
6	弯曲机	台	2
					7	对焊机	台	4
8	电焊机	台	4
					9	砂轮切割机	台	2
11	千斤顶	台	12
					12	油泵	台	12
13	小型千斤顶	台	2	备用
					14	压力表	台	12	0.4级精密
15	小型吹风机	台	1	杯口清理用
					16	吊车	台	2	起吊模板等

本发明施工过程中质量控制时，

主要张拉技术质量控制表2

本发明施工前需要对材料、机械设备及张拉工艺进行检查。钢绞线进场，必须具有质量证明书，达到设计规定186Mpa的技术条件及现行标准(无粘结预应力钢绞线JG/T 161-2016)的规定。钢绞线进场后分批验收，检查有无损伤、锈蚀和油污，允许有轻微浮锈，但不得有肉眼可见麻坑。钢绞线逐盘进行机械性能检验，其性能符合标准。钢绞线切割下料必须使用砂轮切割机，切口两端用20号镀锌钢丝绑扎，以免切割后松散，编束时要理顺钢绞线，然后绑扎钢绞线，再按设计图顺号挂牌编号。钢束在施工过程中，严禁电焊火花碰到钢束。对照设备检验报告，确认压力表与千斤顶、油表与压力表匹配。张拉完成后,对张拉钢筋进行检查，检查点部位应选择如下部位:荷载较大部位、锚头部位、施工中出现异常情况的部位。制定质量管理体系文件，在生产过程中严格按照ISO9000质量管理体系文件程序进行管理。

本发明技术在实际施工时需文明施工，机械设备操作人员需持证上岗，现场各类人员应严格遵守安全操作技术规范，工作时集中精力，谨慎工作，不擅离职守，严禁酒后操作机械；机械设备发生故障后应及时检修，决不带故障运行，不违规操作，杜绝一切事故发生；现场人员应做好各项记录，达到准确、及时，严格贯彻各项安全制度。合理安排作业区域、时间，保证施工人员正常工作；作业区域内需设置安全警示标语；设备及工具摆放整齐；施工脚手架必须稳固、安全，高空作业施工人员必须系好安全带。按照预应力张拉安全操作规程执行。

本发明技术在实际施工时需建立环保措施，建立以项目经理为首的项目部环保、水保体系。下设环保、水保组织机构，切实贯彻环保法规。严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护、水土保持的法规、方针、政策和法令，结合设计文件和工程，及时提报有关环保设计，按批准的文件组织实施。由专人负责，定期进行检查。加强对班组环保意识教育，增加政策落实度。

本发明技术可带来如下经济和社会效益：其作为一项科技进步推广项目，无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工技术的使用，可有效提高工程的施工科技含量，提高现场工作效率，降低施工人员的劳动强度，加快工程施工进度，增加现场文明施工的水平。同时，大型竹夹板的使用，提高池体混凝土的外观质量，无粘结预应力技术的采用仅材料上就能节约成本约15％左右，此技术具有广泛的推广价值。

最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据水池设计要求在施工场地进行测量放线；

步骤2、根据测量放线进行土方开挖；

步骤3、水池基础垫层施工；

步骤4、水池底板钢筋绑扎及支模；

步骤5、水池底板混凝土浇注；

步骤6、池壁支模及其钢筋绑扎；

步骤7、池壁无粘结预应力钢筋铺设绑扎；

步骤8、池壁混凝土浇注及养护；

步骤9、池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉；

步骤10、池壁无粘结预应力钢筋锚固端封堵；

步骤11、水池底板杯口防水密封处理；

步骤12、水池满水试验。

2.根据权利要求1所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在所述步骤5中，底板混凝土采用泵送浇筑，从水池中心开始浇注，由内向外环向浇筑，混凝土浇注时需振捣到位，防止冷缝产生；在钢筋网片上表面焊上标高控制筋以控制池底混凝土标高，浇注过程中在加强带与其它部位混凝土交界处采用5mm×5mm铁丝网隔开以保证加强带混凝土的尺寸规则；混凝土浇注到加强带处需及时更换符合加强带要求的混凝土浇筑，加强带与非加强带混凝土交界处需加强振捣以利于混凝土结合，在浇注完混凝土后及时养护。

3.根据权利要求1所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在所述步骤7中，池壁无粘结预应力钢筋铺设绑扎时，在铺设无粘结预应力钢筋前对其规格、尺寸、以及外包塑料管质量进行检查，均符合要求后按无粘结预应力钢筋设计位置进行抄平、放线；普通钢筋及管道安装时需优先保证无粘结预应力钢筋平顺通过，铺设时相邻无粘结预应力钢筋之间保持平行分布防止相互扭绞，无粘结预应力钢筋铺设时端部位置精确对准，无粘结预应力钢筋张拉端承压板与无粘结预应力钢筋垂直，其垂直位置偏差控制在5mm以内；无粘结预应力钢筋的外露长度根据张拉机具所需长度确定，无粘结预应力钢筋水平方向弧度与相应池壁弧度保持一致，无粘结预应力钢筋铺设、安装完毕后需进行检查验收，确认合格后方可浇注混凝土。

4.根据权利要求1所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在所述步骤6中，池壁支模时，池壁模板采用覆膜竹夹板支设，池壁模板尺寸1.22m×2.44m，池壁模板拼缝处采用50×100木方背钉，池壁模板支撑体系采用Ф48钢管搭设双排脚手架；双排脚手架采用钢管斜撑支撑在水池底板上预先埋设的Φ22钢筋环上，双排脚手架水平向钢管、以及加固池壁模板所用钢管根据池壁弧度预先弯好弧度以确保池壁模板表面弧度平滑；将池壁模板长度方向水平安装，长度方向刚度相对较小便于控制模板表面弧度，单侧池壁模板安装好后需复核模板弧度、垂直度符合要求后再进行池壁钢筋绑扎及安装另一侧池壁模板；池壁与水池底板所连接的杯口处因操作面较小，杯口内部的池壁部分用200mm高的池壁模板支设，出杯口后再采用整块池壁模板支设以便于池壁模板的拆除，避免损坏池壁模板，在杯口内、池壁模板外灌满细砂以防止灌注混凝土时池壁模板底部漏浆，混凝土浇完后清除细砂再拆除此处池壁模板；池壁内外池壁模板间采用M12止水型对拉螺栓对拉，对拉螺栓中间焊50×50止水片，两端安放Ф40×20塑料垫片，混凝土成形后剃除塑料垫片，割除外露螺栓后采用防水砂浆补平。

5.根据权利要求1所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在所述步骤8中，池壁混凝土浇注时，采用泵送混凝土连续供应，混凝土中选用小粒径石子以防止水泥浆与石子因池壁内密集钢筋而分离；两个下料层交界处需将振捣棒插入下层混凝土中500mm进行振捣以利于混凝土结合，钢筋密集位置需加强振捣；振捣棒需插入池壁中间，振捣混凝土时严禁振捣棒接触池壁钢筋、无粘结预应力钢筋、池壁模板和螺杆。

6.根据权利要求1所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在所述步骤9中，池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉时，采用后张法施工，锚具采用钢丝束镦头锚具和钢绞线组合锚具，无粘结预应力钢筋采用高强低松弛无粘结钢绞线

标准张拉强度为fptk＝1860MPa，张拉端采用YMl5-2型锚具；张拉前先进行各孔阻测定并检查调试张拉设备，当砼强度达到设计强度后方可进行张拉操作；无粘结预应力钢筋张拉完毕后，用砂轮切割机切除外露无粘结预应力钢筋的多余长度，无粘结预应力钢筋切割后露出锚具夹片的长度不小于30mm，将池壁锚固肋表面凿毛并清洗干净，然后在锚具及承压板表面涂以防水涂料，再用C40微膨胀砼封牢张拉锚具，并立即养护，锚固区封头混凝土中不能含有氧化物。

7.根据权利要求6所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在进行张拉操作前，首先将每段无粘结预应力钢筋各股按顺序穿入锚环孔；再将工作锚装入垫板定位圈内，并紧贴锚垫板插入夹片，用锤打紧；之后安装限位板，无粘结预应力钢筋从限位板穿过并进入千斤顶，千斤顶轴线与无粘结预应力钢筋重合，最后安装工具锚；在进行张拉操作前先拆除池壁内外池壁模板以减少对张拉产生的约束；在张拉操作过程中，将池壁均分成八段进行分段张拉，并且每次相对的两端同时张拉，同时张拉的两段，其应力值相同，同一段池壁张拉时，依次张拉池壁顶部无粘结预应力钢筋、池壁底部无粘结预应力钢筋、池壁次顶部无粘结预应力钢筋、池壁次底部无粘结预应力钢筋……池壁中间无粘结预应力钢筋；无粘结预应力钢筋从零应力开始张拉至1.03倍无粘结预应力钢筋的张拉控制应力，然后锚固。

8.根据权利要求6所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，池壁无粘结预应力钢筋预应力张拉过程中，采用应力控制方法张拉，同时校核无粘结预应力钢筋的伸长值，如实际伸长值大于计算伸长值的10％或小于计算伸长值的5％时，停止张拉查明原因，采取措施予以调整好后再继续张拉；张拉过程中对张拉力及张拉速率进行严格控制并随时对预应力的伸长值进行监控以防止无粘结预应力钢筋被拉断；张拉时，首先进行初张拉，即10-30％张拉力进行张拉，初张拉完成后，油泵回油，并划线作伸长量标记为L0；之后继续张拉至控制拉力，在池壁两端同时分级加载，升压轮流进行，每级加载吨位为张拉力20％，使张拉力逐步达到设计张拉吨位，测量伸长量L1，此时油泵继续开动维持不变压力，净停5分钟，两端同时顶压，顶销后，油泵回零，测回缩量，夹片外露量卸顶后测量。

9.根据权利要求1所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在所述步骤11中，在无粘结预应力钢筋张拉完成后，方可进行水池底板杯口密封防水处理，密封防水处理前需要使用吹风机、以及扫帚对水池底板杯口内进行清理，水池底板杯口密封防水处理时采用聚硫密封膏灌注处理以密封防水，在池壁上设灌注密封防水处理高度控制线；灌注聚硫密封膏时由一点开始向两边辐射环向灌注，并且灌注时需一次性灌注完成；在对水池底板杯口与池壁之间的接口、以及两者的边角位置进行灌注时需使用小直径钢筋工具振捣以保证灌注密实，在聚硫密封膏表干后，方可进行上部混凝土封口施工。

10.根据权利要求1所述的无粘结预应力大直径钢筋混凝土薄壁圆形水池施工方法，其特征在于，在所述步骤12中，当杯口密封防水施工完成后即可开始水池满水试验，水池满水试验前需临时封堵预留孔洞、预埋管口及进出水口，并检查充水闸门和排水闸门以保证其不渗漏；在池壁位置设水位观测标尺，标定水位测针选择便于观测位置，水池满水试验时分三次充水试验，分别为1/3池壁深度、2/3池壁深度、以及设计满水试验位置，在三次充水试验位置向上及向下20cm分别设置观测标尺，充水试验时水位上升速度不超过2m/d，相邻两次充水试验间隔时间不小于24小时，每次充水试验后24小时测量水位降值，计算渗水量，计算渗水量时需考虑自然蒸发量，蒸发量测定时采用表面镀锌不锈钢材质圆柱形桶装半桶水挂在满水试验水池旁，测其24小时的单位减少量，即为蒸发量。

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