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我国倒锥壳水塔施工质量控制措施

时间:2017-02-21    点击量:3

前言

鉴于当前建筑市场较为混乱,水塔施工建设尤甚,不少水塔施工规程中明令禁止的仍“明知故犯”,因而各种各样的事故仍不断发生,除本文介绍的一些实例供处理中借鉴外,建议有关部门加强这一类特种专业施工队伍的资质审查,而且务必验证开工。

虽然钢筋砼倒锥壳水塔已在国内外修建了3000多座,无论设计及水塔施工都是可称成熟的东西,但是由于建筑市场的情况特殊,这种构筑物仍缺少统一的施工规范,或不少地方施工队伍(包括乡镇企业)对施工质量管理的不重视,水塔施工过程中仍会发生各种各样的事故,现将多年来处理这些事故的事例介绍如下,以便借鉴。

一、在深井抽水点附近修建水塔

不少修建水塔的单位,其水源往往均是自行找井取水,这种情况水塔修建点离开取水的深井很近,基础都会落在深井取水时的降水漏斗范围内,当取水层和上层土(水塔基础持力层)间无隔水层时,由于地下水位的降低会造成土壤固结,和引起细颗粒土壤流失(潜蚀)造成地基的下沉等不利情况。如1983年在长沙樟木坝修建200t/25m水塔基础时,基础持力层取白砂井组的粉质粘土,而甲方就在水塔附近的白砂井组的细砂和卵石层中取水,结果在水塔施工基坑过程中造成挖好的基坑坍塌,基底下沉,鉴于此将基础改成了支承于砂岩上的桩基后,才确保了基础的稳固。在此以后,如果了解到凡是修建在深井取水降水漏斗范围内的水塔基础,若采用了天然地基方案者都请甲方另做了“在深井取水时,基础持力层是否稳定”的鉴定。有2个工程,当勘察部门在鉴定后认为降水将危及基础稳定的结论后,就说服甲方,改变了天然地基的方案(通常甲方在委托设计时,水源方案往往不交待)。但我们也发现有1个工程没作如上鉴定和处理,结果在使用过程中,因大量抽水而导致了水塔发生倾斜。

二、基础的加固处理

基础的间题往往是它的砼强度不能达到设计要求,造成这样事敌的原因主要是因冬季水塔施工中因砼养护不好而致砼受冻,或基础砼采用不合格的水泥拌制造成。

1.强度降低的处理

当基础砼强度降低但不低于规范要求的C13(或在其附近),可采用加厚底板外挑部分或加厚杯口壁厚的办法来处理见图1

这种加固原则是,增加砼的厚度足以满足底板强度的各项计算而不增加底板钢筋,增加部分砼标号应比原基础高1,加固砼中,视情况可适当配些钢筋(杯壁或板中网状筋)

2.硅失效

当实测砼标号在CS以下或所用水泥安定性试验不合格时,该钢筋硅基础只能按报废处理,1992,我们接受连州人造板厂200t/30m水塔基础处理,该水塔在全部建成后捡测试块和实物,发现全部基础部分砼标号都只有CS,不满足规范“不宜低于150号”的要求,我们对其按纯砼基础核算后,发觉也难以满足强度要求。鉴于水塔已全部建成,在加固方案中,征得原设计单位同意后决定将原基础报废,而另作一个新的倒锥壳基础来承担水塔全部荷重,而这个侧锥壳基础的胎模,就是原来的基础2所示,为了形成胎模,原基础外部有部分要凿除,而部分则需用砂浆将其充填。最困难的是怎么将上部结构荷重,由传给老基础转为传给新基础,为此在锥壳顶部做了1个支承平台,该平台,采用18200×450的小梁,穿过筒壁以承托筒壁,为确保安全,该梁的洞壁穿孔和砼浇注,均采用对称分批进行。

1995,我们又接受了长沙鼓风机厂300t/30m水塔基础的加固任务。该基础由于水泥安定性试验证明严重不合格而不得不报度,周水塔无处移位且为节省工作量,我们同样果用了和前述一样的在原基础上倒扣1个倒锥壳基础的处理方案,但本工程中因仅做了基础,故其上部构造就简单多了(2.b)


三、支筒的加固处理

倒锥壳水塔支筒外径都较小(2403200),这样的曲率半径在滑升模板时,相对讲其李阻力要大,砼较易拉裂,因而水塔施工难度要增加,加之对水塔施工过程中各项操作规程要求的不重视,就容易在支筒施工中发生事故。国内的2起倒塌事故,也都是产生于支筒的施工质量问题上。

1.支筒的偏斜:作为对施工要求,支筒中线偏斜(水柜底对墓础顶)要求不超过30mm0.1%支筒高(标志高),对这样的要求事实证明水塔施工中不难达到,但个别情况还是满足不了的,后面举一工程实例介绍支筒处理中线偏斜事故。湖南经济干部学院200t/28m水塔,它于1985年底建成,但未验收就使用了,使用前曾侧得支筒偏斜达70mm。而后面使用中又发现加水满载后,支筒在▽10.50tn处有2m多长水平缝,且该缝修补的砂浆在试水时外鼓,并有骨料姆落现象,施工单位自查发现在支筒滑升过程中发生过停歇和多处垮模事故,而且处理不当。考虑到这么多的不利因素造成的这样后果,通过复核验算后,决定对支筒作全面加固处理。

(1)调正支筒中心线的偏差,使水柜中心居中以减少弯矩。

(2)对支筒砼强度不足给于补强。如图3所示,采用不等厚外包钢筋砼套的方法,使其中线调中,最终将原来Φ2400mm的支筒包成为Φ2770mm,对偏移后中心线讲,调正后中线在反向各偏35mm,加固支筒采用比原支筒高一号的砼,并在原支筒作表面处理后水塔施工,加固筒身中配钢筋网。为了使新旧支筒共同承受荷重及将其传给基础,在基顶部位我们增加了一道环梁,而且对原基础也作了适当的加固处理。


2.支筒拉裂水塔支筒曲率半径小而导致滑模阻力增大,加上滑升时千斤顶不可能绝对同步,因而滑升过程难免会将支筒拉出水平缝来,但这引起初凝前的缝通常都会闭合,故其危害不大。而那些在滑模过程因故停歇的、未采取规范要求的“停歇措施”,导致了模板和筒身粘结,在再滑升启动时采用强拉、以致将该处砼拉裂,造成隐患,这样的缝是危险的。通常它们在抹面后发现不了,而只有承受了足够荷重后才会反映出来,前例中710.50m处的水平缝就是以上原因产生的。下面再以2例来介绍处理方法。

(1)柳汽公司500t/30m水塔19876月开工,10月份完工,19894月发现710.15m及甲24.37m处有2处水平缝,缝宽0.40.9mm,长度长的接近周长的一半。根据水塔施工纪录,支筒滑模是在729日一835天正是夏季高温季节中完成,而从滑模速度看,5天中起伏变化很大,说明其有停歇,通过对各断面不利情况的复核,否定了施工单位认为裂缝因偶然强风所致(风速达30m/s)。根据类似工程经验,判定为滑升过程留下隐患,又加夏季养护不好所致。处理中,我们对受力较小部位(24.37m)的裂缝,采用了扩缝封闭的方法,而对受力较大处的裂缝(10.15m),考虑它不但宽而且长度已达44%外周长,采用了在支筒外加包厚为80mm钢筋砼套的办法处理,套高11.00m,相应裂缝在扩缝后,一起浇制在套座中,套座中配钢筋网。

(2)湖南某煤气站300t/3om水塔于199079月施工,同年10月在试水过程发现,72.00m处出现环形裂缝,表面抹面砂浆外鼓,骨料爆落,当即卸荷。在受理处理此事故时,了解到该水塔滑升正值夏季高温天气,而且在20.00m处停滑了2天而未采取任何“停歇”措施,这些都证明了该裂缝是由于“停滑”而造成的稳患。因该缝正处在平台上部,所以决定在该缝上下lm范围向里增浇厚为10Omm的钢筋砼壁以加固,砼浇注前将裂缝处扩开并清洗以增加新旧砼的粘结(同时也采用了其它措施)在实际水塔施工过程中,工人发现在该裂缝处高约lm1条带中,砼十分酥松,已形成了一个强度薄弱带,为此加固处理工作不得不采取分段拆除分段加固的十分仔细的措施(联系到1991年夏天某市发生300t/30m水塔的倒塌事故,它倒塌前在720.0处产生环缝和骨料爆落,只因仍继续上水,导致该处筒壁竖向钢筋呈灯笼状而水柜失去支持而突然下冲,致使支筒破坏。很明显,对照前述诸例可知,这是一起由于在支筒滑模过程中,因故停歇而又没采取“停歇措施”所造成的事故,我们在仔细核查其施工纪录后果然发现在该处因故停滑了3)

四、支承节点的加固处理

1991年我们受理了嘉西贝拉压缩机公司150t/30m水塔的支承节点加固.该水塔原设计单位系按S884()图集修建的,但施工单位在水塔施工,水塔施工工艺不同,将原来采用进人井收进,在支筒上设6个支承小柱(支承提升架)的构造,改成了支筒一直上滑到支承小柱顶以代替6个小柱的做法(见图4),但水柜提升就位的原环牛腿(支承环板),施工单位错误地将其沿支筒内壁全部取消了(见图4)这个修改在试水前幸好被设计院发现,并委托加固处理。我们认为因原来节点受力(环形牛腿)已被破坏,这种修改造成了现节点不可能承受水柜荷重的后果。所以必需另采用支承构造来承托上部水柜荷重。根据过去的经验,我们采用了用4根工字钢互相组成井字梁系,梁支承在支筒壁上用其8个外挑端来承受水柜重,见图5。鉴于结构已建成,故支筒上的8个梁窝应分2批凿成,钢梁也是分2批安装,井字梁系形成后,将其作用点和水柜支座顶紧以便传力。



五、进人井的加固

水柜中进人井在S884图集中仅120,有些水塔施工单位不注意砼质量,易造成渗漏现象,如长沙市煤气公司的水塔,使用12年后进人井严重渗漏,经过检查后,采取了在其外壁外加包一层8cm厚砼(配钢筋网)的办法处理,考虑S884中人井采用120厚对施工不利,故在94S844中将其增至150厚。

六、水柜的处理

水柜发生的问题有两种:1种水柜支模过程因地基处理不好(回填土)在砼浇灌过程中造成沉降引起水柜壁拉裂。另1种水柜贮水后发生渗漏现象。

综上所述,以上2种事故处理方法是比较简单的,1种情况,可以如处理蜂窝狗洞的办法进行,且在水柜起吊前处理好,对这类事故处理关键要保持水柜外形的美观(一般这种沉降变形不大,否则另当别论)。而常见的第2种情况,渗漏发生是因砼浇注质量不佳所致,这种事故的处理可以采用将缝扩开清洗后重做5层防水的方法解决。而且往往不少早期的渗漏,在使用一段时间后,因细颗粒的沉淀而停止了。

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