大型地下水池工程快捷施工方法

陈丽伟

中国化学工程第九建设有限公司 辽宁盘锦 124000

在石油化工、精细化化工行业中，地下排污系统、雨水系统、消防水系统水池工程设计较多。针对某大型地下水池工程，通过快捷施工方法，优化精简工序，提高了水池施工进度。具体流程为：基坑支护→水池钢筋绑扎墙体施工缝的留置→池壁墙体模板安装对拉螺栓防渗漏措施→混凝土一次性浇筑。

1 基坑支护

1.1 钢板桩施工

1.1.1 施工工序（1）钢板桩吊运：装卸钢板桩宜采用两点吊。

（2）钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。

（3）导架的安装：在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，要控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形、提高桩的贯入能力。一般都需要设置一定刚度、坚固的导架，亦称“施工围檩”。导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距一般为2～3m，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比板桩墙厚度大8～15mm。

1.1.2 注意事项

钢板桩施工关系到施工止水和安全，是施工最关键的工序之一，施打前一定要熟悉地下情况，准确放出支护桩中线。在施工中要注意以下要求：

（1）全 线 采 用 575mm ×180mm ×13.4mm ×1200mm 长密扣钢板桩。钢板桩采用KATO- 1250 带VH- 2000 的液压振锤的锤机施打。

（2）打桩前，要对钢板桩逐根进行检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的钢板桩，不合格者修整后才可使用。

（3）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。

（4）在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，要拔起重打。

（5）钢板桩施打采用屏风式打入法施工。该方法不易使板桩发生屈曲、扭转、倾斜和墙面凹凸，打入精度高，易于实现封闭合拢。施工时，将10—20 根钢板桩成排插入导架内，使它们呈屏风状，然后再施打。通常将屏风墙两端的一组钢板桩打至设计标高或一定深度，并严格控制垂直度，用电焊固定在围檩上，然后在中间按顺序分1/ 3 或1/ 2 板桩高度打入。

（6）屏风式打入法的施工顺序包括正向顺序、逆向顺序、往复顺序、中分顺序、中和顺序和复合顺序。施打顺序对板桩垂直度、位移、轴线方向的伸缩、板桩墙的凹凸及打桩效率有直接影响。因此，施打顺序是板桩施工工艺的关键之一。其选择原则是：当屏风墙两端已打设的板桩呈逆向倾斜时，应采用正向顺序施打；反之，用逆向顺序施打。当屏风墙两端板桩保持垂直状况时，可采用往复顺序施打。当板桩墙长度很长时，可用复合顺序施打。

（7）施工中应根据具体情况随时调整施打顺序，采用一种或多种施打顺序，逐步将板桩打至设计标高，一次打入的深度一般为0.5～3.0m。钢板桩打设的公差标准:板桩轴线偏差±100mm, 桩顶标高±100mm, 板桩垂直度1%。

（8）密扣且保证开挖后入土不小于2m，保证钢板桩顺利合拢。特别是工作井的四个角要使用转角钢板桩，若没有此类钢板桩，则用旧轮胎或棉毡布塞缝等辅助措施密封。打入桩后，基础开槽开挖前，为防止塌方，在钢板桩外8m 处延钢板桩水平长度@5m 拉背拉锚索一道，锚索采用2 束15.2mm 钢绞线制作而成，作为基坑临时支护体系，确保钢板桩的稳定。基础开槽时要及时进行桩体检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人检查桩体。

（9）钢板桩的拔除：基坑回填后，要拔除钢板桩，以便重复使用。拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩顺序、时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。因此，设法减少拔桩带土十分重要，目前主要采用灌水、灌砂措施。

1.2 锚索施工

基坑自地表向下开挖2.00m 后施工第一排锚索，锚索焊接采用2[20A 双拼焊接而成，做钢腰梁；锚索达到设计强度后，局部开挖至5.00m 施工第二排锚索，锚索焊接采用2[20A 双拼焊接而成，做钢腰梁；锚索达到设计强度后，开挖至基坑底设计标高。三桩一锚，间距1.725m，锚索采用2 束直径15.2mm、强度1860MPa 钢绞线制作而成。安装完成后，拆除临时背拉锚索。

1.2.1 预备工作

预应力锚索成孔采用GS- 150 型钻机，成孔直径150m。锚索施工应与开挖紧密配合，土方开挖应先在坑周挖出约10m 宽的边槽供锚索施工用。采用搅拌水泥土地锚，其施工工艺采用Φ150mm 钻头，水泥浆液水灰比0.5:1，采用一次性成孔下锚将钢绞线插入。

1.2.2 钻孔定位

当土方开挖边槽后，应量测标高，并在围护桩上拉线做记号。钻机就位时应准确，底座应垫平，钻杆的倾斜角度应用罗盘校核，角度偏差不大于3°，高差不超过5cm。成孔施工前应在场地中挖好排水沟及循环浆池，以避免因泥浆随意排放而影响施工。

1.2.3 钻机成孔

预应力锚索采用GS- 150 型钻机成孔，采用一次性三翼锥形锚固钻头带索钻进，钻至设计深度后钻头以锚端形式预留在孔底。施工中若遇坚硬土层，则采用冲击成孔（空压机带动），其余土层采用湿式成孔。成孔至设计深度后，进行注浆，待孔口返出的泥浆不含砂粒时，退出钻杆同时钢绞线安放完毕。

1.2.4 注浆

注浆在锚索钻进到达设计深度后进行。先进行清灌注清孔，然后进行注浆，注浆压力为0.2～0.5Mpa，孔口大量冒浆即可停止。注浆浆液为水泥浆液，水灰比为0.5∶1，水泥强度为42.5 级。

1.2.5 锚索张拉、锁定、锚头制作安装

锚索张拉锁定在注浆体强度达到15MPa 或达到设计强度等级的75%后进行，锚具为QM 锚具，采用楔形横纹卡夹钢绞线，用YC- 100 型穿芯式千斤顶、电动油泵加荷锁定。锁定张拉系统事先经过标定，并用此油压表的读数换算成张拉压力进行控制。在锁定过程中，采用锚索拉力计进行校核。锚杆宜张拉至设计荷载的0.9～1.0 倍后，再按设计要求锁定。锚杆张拉控制应力不应超过拉杆强度标准值的75%。锚杆张拉时，其张拉顺序要考虑对邻近锚杆的影响。完成后做拉拔试验，拉拔应达到15MPa（达到设计强度的75%）。

1.2.6 腰梁的制作与地锚张拉

腰梁采用2 [20A 槽钢。预应力锚索正式张拉之前，应取0.3～0.6 设计轴力，对地锚预张拉1～2 次，使其各部位的接触紧密，钢绞线完成平直。地锚张拉荷载分级及观测时间应遵循有关规定。做好地锚张拉与锁定工作记录。

1.2.7 质量控制及保证措施

（1）预应力锚索钻进速度严格控制在0.3 ～0.5m/ min，回转速度为20～50N·m，防止速度过快引起旋喷搅拌不均匀，浆液过少。

（2）预应力锚索注浆用水、水泥及其添加剂应注意氯化物与硫酸盐的含量，以防对钢绞线造成腐蚀。

（3）钢绞线应除油污、除锈，严格按设计尺寸下料，每股长度误差不大于50mm。并且按一定规律平直排列。

（4）注浆材料应根据设计要求确定。

2 水池钢筋绑扎墙体施工缝的留置

2.1 筏板基础钢筋

将筏板基础垫层清扫干净，用石笔和墨斗在上面弹放钢筋位置线，按钢筋位置线布放基础钢筋、绑扎钢筋。四周两行钢筋交叉点应每点绑扎牢，中间分交叉点可相隔交错扎牢，但必须保证受力钢筋不位移。双向主筋的钢筋网，则需将全部钢筋相交点扎牢，相邻绑扎点的钢丝扣成八字形，以免网片歪斜变形。

筏板基础采用双层钢筋网时，在上层钢筋网下面应设置钢筋撑脚或同强度等级混凝土撑脚，以保证钢筋位置正确，钢筋撑脚下应在下片钢筋网上。

基础铁马凳的制做：铁马凳支撑筋，分别按Φ12（基础厚≤200mm）、Φ16（200mm＜基础厚≤600mm）、Φ18（板基础厚＞600mm）焊接制做。支腿焊接30o 夹角，计算支撑高度，，然后绑大批上层受力钢筋。

2.2 墙体钢筋绑扎

（1）水平筋：从板面50mm 起线布筋。

（2）弯折：墙筋弯折坡度不大于1∶6。

（3）节点垂直度控制：凡是转角点、T 形节点处的竖向钢筋绑扎时，必须保持垂直，以便立模。

（4）搭接：最小搭接长度位置要符合设计和现行规范要求。搭接处应在中心和两端用铁丝绑牢（扎三点）。并竖向搭接钢筋端部位置，尽可能与墙水平筋相绑扎。

2.3 墙体施工缝的留置

地下水池基础筏板混凝土与竖向墙体混凝土无法一次性浇筑，一般在基础底板上返300～500mm 位置留置水平施工缝，设置止水钢板。止水钢板宽度为300～400mm，厚度不小于3mm，在长方向两边50mm 折边，约折30°边。安装时折边向墙体外侧。止水钢板在混凝土接茬位置起到切断水渗透路径的防水作用，水池水平施工缝留置方法见图1。

图1 水池水平施工缝留置示意图

在基础筏板和墙筋绑扎完成后，在墙体内底部上方300～500mm 设置止水钢板。安装时在钢板底部挂通线，用长度小于墙体厚度钢筋Ф14，焊接在双向两根墙纵筋上托住止水板，顺墙体中间部位点焊接固定，间距为500mm。在止水钢板上部同样采取点焊接固定。钢板之间的接口可采用搭接焊接，搭接长度宜大于100mm，焊接缝双面满焊，浇筑混凝土留置施工缝止水钢板中间部位。

3 池壁墙体模板安装对拉螺栓防渗漏措施

由于池壁较高，为了施工人员的安全，要在池壁钢筋绑扎、模板安装时在池壁内、外搭设双排脚手架。绑扎钢筋完毕，应先立内模，再立外模。为了使模板有足够的强度/ 刚度和稳定性，地下水池池壁墙体及顶板模板全部采用12mm 厚木夹板模板拼装，用Ф16（Ф14）螺栓加固。模板采用竖向拼装，拼绑要严密，阴阳角全部采用木模，根据房间尺寸计算模板用量。模板表面必须平整、光滑，脱模剂涂刷均匀且不流坠。穿墙螺栓水平向距离不大于600mm，竖向离地面300m，距顶面300m, 中间400～600m。模板拼装后，先上竖向立杠（50mm×100mm）木料，后上水平杆（钢管）。每道水平管均由2 根Ф48×3.5钢管组成，水平钢管长度不够时可以搭接，接头长度应超出两个穿墙螺栓固定点。加固用的斜支撑延墙长3m 不少于两道，墙长3m 以上的每1.5m 加设一道斜支撑。整个支撑系统必须满足刚度要求，保证模板不变形。

4 混凝土一次性浇筑

水池墙体不设垂直施工缝，混凝土运输采用泵送。为方便施工浇筑，水池墙体混凝土浇筑时宜先低处后高处，先中部后两端连续进行，逐步推进。水池墙体以内的混凝土浇筑高度不应超过0.5m。浇筑水池墙体混凝土时，第一层浇筑高度控制在40cm 左右，并设专人检查拉紧螺丝，防止混凝土自重过重导致模板跑模。应尽量减少施工次数，待混凝土有了强度以后再逐步向上推进，分层循环浇筑、振捣。混凝土下料点应分散均匀布置。

水池墙体浇筑混凝土应连续进行。当需要间歇时，间歇时间应在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。混凝土从搅拌运输车卸出到次层混凝土浇筑压茬的间歇时间：当气温小于25℃时，不应超过3h；气温大于或等于25℃时，不应超过2.5h。

5 结语

上述大型地下水池施工流程技术成熟、高效快速，能够加快钢筋绑扎、模板施工作业，对关键环节部位、关键工序、节点的进行控制，有效地保证了水池施工的进度、质量、安全，节省了成本，具有推广价值。