摘要：本文结合某公司锅炉补给水处理工程机械加速澄清池的施工实例，介绍了曲面、伞形斜板不规则结构模板安装、钢筋绑扎、浇捣混凝土等施工关键技术，有效提高球形混凝土结构的施工质量。
关键词：大型球形；预留集水井封堵；曲面成型
1、项目简介
工业厂房中球形设备基础、大型球形混凝土池体结构类型较多，由于结构形状不规则，往往使其轴线定位、截面尺寸控制、曲面模板支设、钢筋绑扎、混凝土浇捣的施工质量很难控制，在某公司500t锅炉补给水处理一期、二期工程大型球形混凝土机械加速澄清池的施工中，最大直径达50米，其三面紧靠原有建筑，最近处边坡距原有建筑物不到2米，地下水位比较高，如何有效控制该大型球形混凝土机械加速澄清池的施工质量、提高施工效率又能确保安全是一项亟待解决的技术难题。
为此，项目采用了AoutCAD技术模拟放样、下料；研制曲面可调定型模具；并对模板安装、钢筋绑扎、浇捣混凝土等施工工艺进行改进；由于工程地下水位较高，在基础底板最低处预留集水井进行降水，采用自主研发的混凝土基础底板预留集水井的封堵技术，确保封堵严密不渗漏，该关键技术获得国家实用新专利。
2.工程施工特点及难点
该工程属于大型球形池体结构，存在大量的曲面、伞形斜板结构，造型复杂不规则，测量定位要求高，施工质量难控制，且地下水位高、周边环境复杂，降水及曲面混凝土基底的封堵难度大，故在基础施工时预留集水井进行降水，待基底混凝土浇捣完有一定的强度后，采用自研的混凝土基础底板预留集水井的封堵技术封堵严密。
球形池体施工前，利用AoutCAD技术按照图纸设计尺寸模拟球形池底进放样、定出球壳底面、球面控制参数，用全站仪进行现场定位放线，并借助AoutCAD进行模板、钢筋下料。基础球体外部支模加固后，采用自研可调定型模具，即在球体圆心用钢管支撑，安装用Φ12钢筋焊接加工制作成15°半月牙曲面定型模具，并与圆心钢管焊接固定，控制浇捣球形基础曲面面层成型。池体上部伞形斜板结构安装采用封闭式双层模板体系，同时利用穿墙止水螺杆两端焊接板厚限位卡，起到既作拉结螺杆又控制斜板厚度的双重作用。
3、施工关键技术
3.1异形不规则结构测量定位施工技术
土方开挖完打好垫层后，采用电脑AoutCAD按照图纸设计尺寸对球形池底进模拟放线，根据施工图提供的半径及角度，计算出相对坐标，定出球体的圆心，根据球体圆心点测算出球底面切线、水平线、伞形斜板上部线等基准点参数后，采用加密测量点的方法，用短直线连接各加密点形成圆弧曲线段，再采用全站仪进行细化定位。
3.2曲面、伞形斜板模板安装施工技术
球形基础模板采用18mm厚木胶合板；宽×高为50mm×80mm方木作为次楞，用2Φ25钢筋箍和穿墙螺杆进行加固，模板组装要严格按照模板配板图尺寸拼装成整体，在现场拼装时，要控制好相邻模板面之间拼缝，两板接头处贴上胶带，以防漏浆。同时采用钢管立梁及斜三角支撑系统进一步加固，以保持模板的整体稳定性和刚度。
伞形斜板模板采用封闭式双层模板体系，利用AoutCAD技术进行伞形池体模板下料放样，按模板配板图进行拼装，先安装外侧模板，绑扎完钢筋经验收合格后再安装内侧模板，控制好相邻板面之间拼缝，并搭设钢管架进行顶撑加固。利用穿墙止水螺杆两端焊接板厚限位卡，浇捣时控制伞形板厚度，同时又起到内模板的拉接加固及抗浮作用，达到一杆两用的目的。在伞形斜板顶部必须设置一道3mm厚的止水钢板，且要焊接安装牢固，防止渗水。
3.3弧形钢筋加工绑扎技术
先采用AoutCAD技术绘制弧形钢筋模拟图，再按设计图和模拟图进行加工下料，预弯成圆弧形，安装模板后，再进行球体底板、伞形斜板处弧形钢筋的绑扎，钢筋接头采用电弧焊搭接，钢筋绑扎完成后，整体与球壳底预埋钢筋焊成一整体，以抵抗混凝土浇筑时把模板撑起、抗浮。
3.4曲面定型模具制作安装技术
基础球体外部模板安装加固后，在球体圆心用钢管作支撑，采用Φ12螺纹钢筋按球壳1：1比例间隔2m焊接钢筋骨架，加工制作成半月牙曲面可调定型模具，并与圆心钢管焊接固定于一体，便于控制浇捣球形底曲面面层。
3.5球壳底基础与伞形斜板混凝土浇捣技术
球壳底基础采用毛石混凝土，分两次施工，第一次先浇筑至球壳底锥形集泥坑面下50 mm处，浇筑完后做毛化处理，并在其混凝土面，按1m间距梅花形布置埋设接缝筋，第二次浇筑至球壳底下板50 mm处，并在球形水平切面往上约200 mm处埋设拉结螺杆，便于与伞形斜板模板拉接固定，球壳底曲面施工一定要控制好轴线、标高，其标高、矢高均不大于3mm，利用自研的曲面可调定型模具进行有效控制。
球形底板与伞形斜板须一次浇捣成型，先浇筑球形底板至内模临界处，然后再从预留孔浇筑，直至伞形板顶部止水钢板止。在伞形斜板内模上，为便于振捣，根据伞形球体环形线和斜长尺寸，按≤1m间距预留混凝土浇筑孔，孔尺寸大小为200mm×300mm，呈环形布置，交错预留设置，边浇捣边用锤子敲击内模，确认混凝土是否浇捣密实。浇捣时池体板厚度偏差要控制在＋5mm，－3mm以内，成型后池内蓄满水，养护14天后，检查无渗漏，方可进入下道工序施工。
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图2 １-１剖面示意图
3.6混凝土基础底板预留集水井的封堵技术
由于地下水位比较高，在基础底板最低处预留集水井进行降水，待浇捣混凝土完达到一定的强度后，采用自研的混凝土预留集水井封堵技术，进行集水井封堵，确保封堵严密不渗漏。主要是研制一种专用降水管。该降水管在接近顶部位置的管壁外加装一个止水环，在管底部设置滤网。通过降水管对集水坑持续抽水，保持坑内相对干燥，并对基础底板集水井附近使用早强速凝混凝土进行浇筑；降水管内通过投放混凝土圆柱体，填充粗砂，放置橡胶止水活塞，并采用早强速凝混凝土浇筑的办法进行快速封堵，提高基础底板的抗渗性能。
4.效益分析
采用该技术施工时，球壳底板与伞形斜板混凝土同时浇筑，一次成型，很好的控制了球形池体的截面尺寸、形状符合设计要求，提高了大型球形机械加速澄清池池体刚度和整体性，避免产生渗漏等质量通病。
项目采用木模，便于就地取材，成本低，与采用钢模施工方法比，减少材料费、运费，综合周转次数，初步估算约降低1.8元/ m2，按某公司500t锅炉补给水处理工程大型球形混凝土机械加速澄清池的施工，折算模板面积为7725m2，共节约7725×1.8=13005元，工期比计划提前了8天，按照合同约定，每提前一天完成建设单位奖励10000元，共产生经济效益93005元，效益良好。
5.结束语
总之，采用该技术施工，提高了大型机械加速澄清池等类似球形构筑物刚度和整体性，施工质量好，操作方便，施工进度快、效率高，确保了工程的施工安全、质量、工期，获得了较完善的施工经验，丰富了球形池体结构施工技术措施标准，可在类似工程中推广应用。
参考文献：
[1] 江正荣，朱国梁编著，建筑施工工程师手册（第四版） 中国建筑工业出版社
[2] 李书祥，机械加速澄清池施工质量控制 安徽马鞍山 2011
论文作者:周平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第33期
论文发表时间:2020/4/20
标签：球形论文; 混凝土论文; 曲面论文; 模板论文; 钢筋论文; 底板论文; 基础论文; 《基层建设》2019年第33期论文;