胡汝蘭

（天津市市政工程設(shè)計研究院, 天津300051)

1 工程概況

某污水處理廠二沉池高4.4 m，圓形鋼筋混凝土水池，池直徑46 m，池壁厚250 mm。底板厚500 mm。為半地下式露天結(jié)構(gòu)。底板與池壁連接處采用預(yù)留杯口的做法（見圖1）。池壁為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，池壁周圍按60°均勻設(shè)置6個錨固肋，用于錨固預(yù)應(yīng)力筋（見圖2），預(yù)應(yīng)力筋的張拉端分3段布置在池子外壁豎向肋的兩側(cè)。張拉端上、下層錯開。同截面張拉端數(shù)量為50%，每根預(yù)應(yīng)力筋采用兩端張拉。池壁與底板杯口間接觸處先用M10砂漿找平，然后鋪設(shè)橡膠板隔開。

沉淀池的基礎(chǔ)均采用水泥攪拌樁。沉淀池底板下打直徑為φ600 mm水泥攪拌樁，水泥摻人量為加固土體的15%，無側(cè)限抗壓強度大于1000 kPa，水泥采用425普通硅酸鹽水泥。設(shè)計樁數(shù)1103根。樁有效樁長為底板以下13 m，去樁頭0.5 m。施工后驗樁數(shù)量為總數(shù)的0.6%。處理后的地基經(jīng)測試符合設(shè)計要求后，方可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工。施工期間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況采用可行的基坑排水措施，保證干土施工。

沉淀池底板混凝土強度等級為C30、池壁混凝土強度等級為C40，混凝土抗?jié)B等級為S6，池子的混凝土施工和池壁預(yù)應(yīng)力筋的分次張拉施工，是該項工程施工的重點，在施工過程中要針對混凝土的抗?jié)B要求和預(yù)應(yīng)力筋分次張拉的特點，采取切實可行的施工措施。

現(xiàn)以46 m直徑二沉淀池為例，將池子的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工敘述如下。

2 沉淀池底板施工

底板及內(nèi)側(cè)杯口一次連續(xù)澆搗，不得留施工縫。底板內(nèi)設(shè)加強帶（見圖3）。底板混凝土中摻入HE-P抗裂泵送防水劑。以避免因溫度、干縮、徐變所引起的裂縫，具體摻入量以控制膨脹率0.02%為宜。底板加強帶摻入HE-P抗裂泵送防水劑。摻入量9%?；炷翝矒v過程中，應(yīng)保證鋼筋位置及底板的平整度，混凝土初凝后要覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)的時間不少于14 d，防止底板產(chǎn)生干縮裂縫。

3 沉淀池池壁施工

3.1 池壁施工組織及設(shè)計

由該工程池壁高僅4.4 m，沿池壁不易分段施工，故等到池壁普通鋼筋綁扎完畢后，預(yù)應(yīng)力專項施工人員才開始進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)施工。進(jìn)入工作面前，需做好一切施工前準(zhǔn)備，如預(yù)應(yīng)力筋的定長下料、螺旋筋的截斷、架立筋的準(zhǔn)備等。施工前設(shè)計并制作了上下整體式定位筋，在施工時直接將其按規(guī)定間距綁扎在普通鋼筋籠上，大大加快了施工速度，并保證了預(yù)應(yīng)力筋的準(zhǔn)確定位。

二沉淀池池壁設(shè)計時根據(jù)各部位環(huán)向拉力的不同，沿縱向變距離布置環(huán)向預(yù)應(yīng)力束。環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋采用120°包角布置，即：預(yù)應(yīng)力張拉順序應(yīng)自下而上，每環(huán)的3束預(yù)應(yīng)力筋，用6個千斤頂對每根的兩端（共6端）同時進(jìn)行張拉。張拉程序為超張拉，即 0→105%，δcom（持荷 2 min）→δcom。 （見圖1）。為方便環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋的張拉，預(yù)應(yīng)力筋張拉端部位均設(shè)置錨固肋。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼鉸線d=15.0（7φ5）鋼鉸線強度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1860 N/mm2，張拉控制應(yīng)力值δcom=1302 N/mm2。張拉完畢外面噴涂40 mm厚1∶2水泥砂漿。

3.2 池壁混凝土施工

預(yù)應(yīng)力的施工應(yīng)遵照《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ92-2004)，進(jìn)行施工及驗收。所選用的預(yù)應(yīng)力夾片錨具及組裝件靜載和疲勞錨固性能，應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋錨具，夾具和連結(jié)器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ85-2002)的Ⅰ類錨具時方可使用，張拉端錨具采用OVM15-1(錨固端頭保護(hù)盒，錨墊板及螺旋筋)等錨固系統(tǒng)。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉工作，必須在池壁混凝土達(dá)到設(shè)計強度的85%以后方可進(jìn)行。澆搗混凝土前，應(yīng)將預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的錨墊板，螺旋筋埋入。位置核對無誤后方可澆搗。該工程所有預(yù)應(yīng)力筋張拉端均位于池壁的錨固肋上（見圖4）。

張拉過程中，應(yīng)注意以下幾點：

（1）必須待相應(yīng)部位混凝土強度達(dá)到或超過規(guī)范及設(shè)計要求后，方可開始張拉。

（2）預(yù)應(yīng)力筋編號與安裝的位置要吻合，預(yù)留的工作長度要能滿足張拉工藝要求。

（3）非預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)應(yīng)力筋安裝位置有矛盾時，適當(dāng)調(diào)整非預(yù)應(yīng)力筋位置，以確保預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)的流暢。

（4）張拉端錨墊板必須與預(yù)應(yīng)力筋完全垂直，端部加強筋位置準(zhǔn)確，與錨板焊接牢固。以減少張拉時不必要的應(yīng)力損失。

（5）環(huán)向長束張拉過程中，兩端應(yīng)使用對講機(jī)保持聯(lián)系，如發(fā)現(xiàn)另一端錨具的夾片滑移，應(yīng)暫停張拉，用套管打緊夾片后再開始張拉。

（6）張拉前應(yīng)先計算預(yù)應(yīng)力張拉理論伸長值，每批預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢，應(yīng)立即測量校對伸長值，如發(fā)現(xiàn)誤差超過規(guī)范規(guī)定，應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施后再繼續(xù)張拉。

（7）張拉中鋼鉸線如發(fā)生斷裂，應(yīng)立即停止張拉，視具體情況處理。

（8）、對于壁板上較大空洞（見圖1），根據(jù)設(shè)計要求，可將預(yù)應(yīng)力筋彎曲半徑適當(dāng)放大，預(yù)應(yīng)力筋離開洞邊一定距離，以及繞洞口配回形彎筋，將側(cè)向力傳遞給周圍的混凝土，達(dá)到“限制裂縫”的目的。

（9）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋水平方向固定點必須牢固，對操作不慎造成表面包裝破損的必須修補完好。

張拉端的封堵（見圖5）：預(yù)應(yīng)力筋張拉后，經(jīng)監(jiān)理驗收合格，用機(jī)械方法將外露預(yù)應(yīng)力筋切斷，錨具外剩余約30～40 mm，然后進(jìn)行張拉端的處理。清除污物后，在錨具及裸露的承壓板表面涂防銹油脂，然后用微膨脹細(xì)石混凝土封堵密實。以防錨具及鋼絞線銹蝕。錨具及鋼絞等零件的力學(xué)性質(zhì)須符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003）的決定。為保證后澆混凝土與原結(jié)構(gòu)混凝土粘結(jié)緊密，錨固肋上都預(yù)留了胡子筋，與外掛鋼筋網(wǎng)片綁扎牢固，封堵前用水泥素漿刷原混凝土表面，然后再澆筑微膨脹細(xì)石混凝土。

4 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力圓形水池結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工要點

（1）水池結(jié)構(gòu)體系的選擇，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)節(jié)省鋼材、施工簡便，筆者建議首選無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系（尤其是結(jié)構(gòu)直徑較大時）。設(shè)置錨固肋可解決預(yù)應(yīng)力筋的錨固問題，且張拉施工方便。池壁洞口兩側(cè)設(shè)置錨固肋，是解決洞口處預(yù)應(yīng)力張拉位置問題的可行辦法。

（2）預(yù)應(yīng)力筋和錨具的選擇，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量選擇強度高、市場上最常用的預(yù)應(yīng)力鋼鉸線，必須選擇Ⅰ類錨具，其尺寸規(guī)格應(yīng)滿足相應(yīng)工程需要。

（3）預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)，合理設(shè)計預(yù)應(yīng)力定位筋的形式，應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋所在部位、施工組織的不同選擇不同形式的定位筋。應(yīng)滿足定位準(zhǔn)確、施工方便等要求。張拉端的選擇應(yīng)考慮是否方便張拉、安裝是否簡單和外觀要求幾個方面，在外觀允許的條件下，應(yīng)首先考慮最便于安裝和張拉的外露式張拉端。一般情況下，水池池壁的環(huán)向筋均利用錨固肋采用外露式張拉端。

（4）預(yù)應(yīng)力筋的張拉機(jī)具應(yīng)盡量選擇施工簡單方便、重量較輕的張拉設(shè)備。且應(yīng)按期標(biāo)定。為減小預(yù)應(yīng)力錨具回縮損失，宜采用液壓頂壓頭千斤頂。應(yīng)仔細(xì)制定預(yù)應(yīng)力張拉方案，盡量避免對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

5 總結(jié)

該工程預(yù)應(yīng)力圓形水池于2005年建成并投入使用，至今工作正常。

十幾年來，經(jīng)過近百座無粘結(jié)圓形水池的設(shè)計、施工和運行，證明了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在圓形水池中有著廣泛的應(yīng)用前景。采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行大型水池的設(shè)計與施工。它具有以下優(yōu)點：（1）保水性。預(yù)應(yīng)力水池取消了溫度伸縮縫、施工縫，從而使?jié)B透量大大降低。（2）耐久性。預(yù)應(yīng)力混凝土水池阻礙了有害污水或雜質(zhì)對混凝土的侵蝕，由于預(yù)應(yīng)力鋼絞線外具有完全密閉的高密度聚乙烯保護(hù)層，鋼絲銹蝕幾乎是不可能的。（3）經(jīng)濟(jì)性。在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，減少了底板、池壁、頂板的厚度，并可以相應(yīng)地減少基礎(chǔ)的尺寸，從而大大減少了混凝土的用量。另外，滲透量的降低也對水資源的節(jié)約和環(huán)境保護(hù)具有積極意義。（4）適用性。預(yù)應(yīng)力技術(shù)已成功應(yīng)用于圓形混凝土水池，效果很好。（5）施工的快速性。由于取消了溫度伸縮縫，在條件允許下底板和頂板可以一次性澆筑完畢。大大提高了施工速度。具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。

[1]JGJ92-2004，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JGJ85-2002，預(yù)應(yīng)力筋錨具，夾具和連結(jié)器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

[3]GB/T5224-2003，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線[S].