沿海大型混凝土水池施工技術研究

潘尊貴 黃繼兵 趙彬(中國石油天然氣第七建設有限公司，山東 青島 266300)

0 引言

在大型或特大型的煉油化工廠內都配套有公用工程系統，公用工程系統主要包括供熱系統(蒸汽、除鹽水、除氧水、凝結水)、供風系統、供配電系統、給排水系統、暖通系統及污水處理、廢堿氧化、消防氣防、雨水監控和緊急事故排放等輔助設施。

其中給排水系統、污水處理、雨水監控和緊急事故排放等裝置都需要大量的鋼筋混凝土水池來儲存或處理裝置內的水介質，以滿足生產和環保的需要。在沿海大型煉油化工廠的公用工程系統內我們施工有將近20個大型水池，其中水池最大尺寸為120m×80m，最大開挖深度達到12m，最大水池單體砼澆注方量達到12500m3。這些大型混凝土水池如果防裂紋、防滲漏施工措施不當，將會降低水池施工質量及增大后期水池的堵漏成本。在海邊施工，地下水位高，且多有淤泥、流沙，加大水池施工難度，增加水池出現裂紋、滲漏的風險。施工過程中，從土方開挖、鋼筋施工、混凝土施工等方面進行控制。

1 土方開挖

1.1 深基坑周邊卸荷及開挖方向

為了減少深基坑周邊荷載，在深基坑開挖和打鋼板樁支護前，首先下挖3.0m，使深基坑周邊標高降到絕對標高2.20m，然后再開始打鋼板樁支護以及基坑開挖工作。開挖先后以及開挖方向的原則：靠近周邊道路、由遠至近、由淺至深。

1.2 開挖邊線確定

首先，測量人員根據基礎設計圖紙坐標，確定出坐落在現狀地面區域的基礎位置，并依基礎墊層側邊外擴1000mm工作面和排水溝尺寸定出基坑開挖下口邊線，再依照下口邊線依據1:1的放坡尺寸定出上口開挖變線，用灰線灑出基坑上口開挖線。

1.3 基坑開挖

基坑開挖前，相關施工人員需要將開挖區周邊的雜物清理干凈，施工現場要安排專人進行監督管理，嚴格規范施工人員的作業流程，施工人員，要按照基坑開挖的深度、寬度開展作業活動，同時，做好土方開挖的收土工作，及時做好運輸工作。

在具體開挖土方過程中，相關人員需要做好基坑結構檢測工作，合理控制開挖的土量，推進施工進度，保證工程順利推進。根據各個水池基坑現場特點及現場道路情況確定起挖點，圍繞整體基坑采取退行反鏟開挖法施工，依照1:1的放坡系數開挖。第一，在自然地坪以下開挖3m，確保滿足錨桿支護技術要求，土方開挖深度在18m左右，基坑中部，要深挖到底，土方開挖現場，要安排專人進行收土，及時運輸，避免妨礙土方開挖施工進度。第二，在土方開挖環節，尤其需要注意的是，采用機械設備進行挖掘時，基坑中要呈現L型分布，施工人員要保證護坡工作與土方挖掘工作同時進行，盡可能減少以土方開挖造成的擾動。開展基坑挖掘過程中，必須將安全放在第一位，施工人員要嚴格按照機械設備的操作流程進行，減少人為失誤因素造成的施工隱患。測量人員放出基礎變線時，相關人員需要挖除180mm預留土層，為有效降低基底土水份蒸發損失，需要做好基坑墊層澆筑工作，從而提升基坑的施工質量。施工單位要高度重視整體的施工質量，確保實際施工與最終的驗槽工作相吻合。基坑挖好后要減少在空氣中暴露的時間。

1.4 防水技術要求

加強對地下水的勘察。必須做好基坑周邊的水文地質勘察，勘察設計人員，需要全面掌握地下水位上升、下降的規律，防止因水位變化引起流沙、管涌等問題。完成基坑開挖工作后，需要保持基坑內的干燥程度，及時將基坑內的積水排除干凈。為防止地下水地工程的干擾，要盡可能減少地下水對施工的影響，根據水位變化的各項參數、指標，靈活進行把控，確保不改變基坑內結構的前提下，加強隊施工安全性的控制。水泵放在籮筐內，將籮筐放進集水井坑內，直接將集水井內積水抽出來，排入指定區域。

1.5 基坑監測

在深基坑四周及中間共設立5個觀測點位，每天觀測二次，認真做好觀測記錄，填入監控表格，做好資料的收集，并將觀測值與允許值進行比對，若超出規定值，應及時采取相應措施。

2 鋼筋施工

沿海地區潮氣重，鋼筋更容易生銹，主要是沿海對海水的蒸發量大，空氣濕度大，特別是在南方沿海雨水多，濕度大，氣溫高，鋼筋生筋的情況會更明顯，水和空氣中的二氧化碳結合生成的碳酸附著在鋼筋制品上就會將其腐蝕，另外溫度高還會使筋中的鐵和氧氣發生反應生成氧化鐵，就會生銹。銹蝕的鋼筋會使其體積膨脹，一般上在水分足夠充分的情況下，生銹鋼筋的體積可以達到鋼材體積的7倍，即使在水分不足的情況下，生銹鋼筋也會比原鋼筋體積大1.5～3倍，這樣會使水池混凝土產生裂紋，甚至會使保護層脫落。從而引發水池滲漏，縮短水池的使用壽命。若銹皮不清除干凈，還會繼續發展，致使混凝土受到破壞而造成鋼筋混凝土結構構件承載力降低，最終混凝土結構耐久性能下降結構構件完全破壞。為了防止插筋傾倒、位移或變形，對于墻體插筋，在施工縫上部、插筋中部及插筋頂部共綁扎三道與墻插筋相同的水平筋固定預埋插筋，施工縫以下部分按圖紙間距綁扎水平筋。墻筋插完后，除檢查其位置外，用線墜檢查其垂直度，并拉通線校正，確保豎向筋在同一直線上，防止傾斜、扭轉、偏位。為防止澆筑混凝土時，操作工人對鋼筋進行踩踏造成鋼筋位置移位、跌落等風險，還需在沿池壁內側搭設通長雙排腳手架操作平臺，立桿橫向距1m，立桿縱距1.5m，橫桿步距1.8m，操作平臺滿鋪腳手板，并用鐵絲固定牢固。

3 混凝土施工技術措施

3.1 混凝土配比設計

本沿海工程混凝土要求如下：C40 P8采用42.5普通硅酸鹽水泥，水泥中的總堿量不大于0.6%，砂率宜為35%～40%，灰砂比宜為1:1.5～1:2.5，水膠比不大于0.5，當水池混凝土采用活性骨料時膨脹劑堿含量不大于0.75時，冬季混凝土配比按照不低于-15℃抗凍設置，其他要求如表1所示。

表1 沿海工程混凝土其他要求

3.2 提高混凝土密實性、抗滲性措施

3.2.1 做好水灰比

在進行混凝土制作過程中，相關施工人員，需要嚴格控制水量和，確保滿足混凝土制作的密實性需要，合理化控制水灰比，防止混凝土內部產生孔隙等毛細管通路，影響混凝土的抗滲透性，通常在施工過程中，水灰比需要控制在0.5以下，可以適當添加一定比例的減水劑。

3.2.2 合理控制水泥的用量

確定水灰比后，需要按照水泥量摻雜標準，合理使用水泥用量，從本上保證混凝土的抗滲性，施工人員，需要在砂率固定的條件下，將水泥充分的攪拌，最大限度提升混凝土的密實度，對于防水的混凝土來說，密實性、抗滲性是保證混凝土質量的前提條件。

3.2.3 砂率

施工實際中發現，在混凝土攪拌過程中，需要嚴格控制砂石的攪拌量，砂漿體積、粗骨料孔隙比例，通常控制在1.9～2.2范圍內，為提升砂漿配比度，相關人員需要嚴格控制砂漿層厚度。嚴格按照防水設計原則進行操作。實際工程應用中發現，將砂率控制在35%為最佳。

3.3 防止混凝土水池預防裂縫專項措施

3.3.1 混凝土塌落度檢測

罐車進入施工現場后，計劃測定塌落度的車輛必須進行塌落度檢測，每次混凝土澆筑抽檢車輛不少于總車輛的30%，且前三車必須檢測。當發現塌落度超過規定值時，不得進行混凝土澆筑，將混凝土退回攪拌站，并及時告知攪拌站予以調整。

3.3.2 附加防裂措施

所有水池外池壁外側設置單面鋼板網(40mm×80mm菱形孔)，鋼板網設置在豎向鋼筋外側的鋼筋混凝土保護層中間位置，并采用A6鋼結構間距900mm梅花形布置與豎向鋼筋焊接牢固。

3.3.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑全過程專人旁站檢查，檢查內容包括混凝土澆筑順序、振搗間距、振搗時間是否符合方案要求，并根據已澆筑筏板混凝土的初凝情況及時穿插導墻混凝土澆筑。

3.3.4 混凝土收面

混凝土澆筑完成，即進行混凝土第一次收面，主要控制混凝土標高是否達到設計要求。混凝土達到初凝前進行二次收面，防止水池筏板等混凝土表面因收面不及時產生裂縫。

3.3.5 混凝土養護

要想有效防止混凝土表面出現裂縫現象，必須做好相關的養護工作，澆筑完成的混凝土，要進行澆水養護，把握好水量標準，全面提升混凝土的使用性能。普通混凝土養護時間不少于7d，對摻有緩凝外加劑或有抗滲要求的混凝土，養護時間不少于14d。夏季高溫時，要適當增加澆水次數以保證混凝土表面濕潤。冬季施工時要注意保溫。一般采用先覆蓋塑料薄膜，然后再覆蓋2層巖棉被的方法進行保水、保溫養護。巖棉被厚度根據測溫情況適當調整，當混凝土表面溫度及巖棉內溫度溫差大于15℃時，即增加巖棉被保溫層厚度。

3.3.6 混凝土測溫

澆筑完成后4h開始對混凝土實體進行測溫，主要測量墻體、頂板、筏板中心(厚度方向)、表面20mm處溫度，當混凝土內部及表面20mm處溫差大于25℃，或表面20mm處與保溫措施內側溫差大于15℃時，立即采取增加保溫層厚度降低二者溫差，防止裂縫產生。

3.3.7 拆模

同條件混凝土試塊強度達到設計強度50%且混凝土表面溫度不低于5℃時，方可拆除模板。模板拆除后即在墻體表面粘貼塑料布一道，再覆蓋巖棉被2層，通過原有對拉螺栓固定架子管將巖棉被擠在墻體表面保溫養護。

3.3.8 保持混凝土澆筑的連續性

混凝土連續澆筑是指不能超過混凝土初凝時間再澆筑。混凝土澆筑必須連續作業一次澆筑完成，尤其是有抗滲要求的防滲混凝土。兩次澆筑在接頭處形成施工縫。影響結構的整體性。而且在澆筑第二層時，往往會將第一層已搗實的混凝土結構破壞，使混凝土強度降低。實驗得知，接縫處的強度僅為混凝土強度的0.7倍。保證混凝土澆注的連續性，要嚴格控制混凝土從攪拌機到澆注的距離時間。在澆注前，及時了解旅程交通情況并提前做好施工準備，保證攪拌車抵達現場后，可以及時澆注。一般泵送施工應在45min內卸料完畢。同時要對混凝土澆筑過程中可能發生突然停水停電、下雨、混凝土泵車故障、混凝土供應中斷等引突發情況提前采取預防措施。