球型水塔和倒锥壳相比,原材料有所节约,利用钢丝网水泥这一新材料制作球壳,可充分发挥其轻质、弹性好及抗渗、抗裂的优点,使水柜质量进一步提高。
一、工法特点、关键技术及工序
1.工法特点及适用范围
(1)水塔支筒采用滑模工艺,滑模架设计垂直起吊装置,随支筒滑升而不断升高。不需另行搭设起重架。
(2)水柜采用轻质材料钢丝网水泥制作。此材料弹性好、抗渗、抗裂性能好。
(3)球型水塔在地面制作,而后由固定在支筒顶部的起重架整体起吊在高空就位。工作效率高,减少大部分高空作业,施工比较安全。由于采用自重比较轻的钢丝网水泥结构作水柜,使水塔提升机具的适用范围得到了扩大。
(4)本工法适用于住宅小区水塔建筑,尤其适用于缺水地区水塔群建设,可以采用水柜工厂预制成品。现场拼装作业。
2.关键技术与基本工序
关键技术包括:支筒滑模技术;钢丝网水柜制作技术,其中有整体浇注(现浇式)、构件浇注(包括网架成型)、拼装缝处理及防水层施工技术(包
括薄膜防水技术);水柜起吊及就位技术。基本工序为:基础施工;支筒滑模;水柜地面制作(若选用拼装式则为构件制作、水柜拼装);水柜起吊高空就位及防水层及配管收尾。
二、结构工作特点
支筒滑模及水柜起吊高空就位同倒锥壳水塔。
水塔水柜采用钢丝网水泥结构。这种结构是由若干层冷拨钢丝网迭置在一起而后抹以高标号水泥砂浆制成的结构,由于钢丝网均匀地分布于水泥砂浆之中,构件含钢量远远超过砼结构。受力时结构组成成份钢丝网和水泥砂浆的变形相互制约,可以发挥2种材料的相互有利影响,使构筑物抗渗、抗裂性及弹性大大提高。运用于贮水构筑物可大大发挥其优越性。
经计算,球形水柜下部受力后存在应力突变问题。本工法设计球壳在球柜下部由球壳过渡为倒锥壳而采用“球、锥”合一的结构。在水柜下部截面不必加厚的条件下解决了应力集中的问题。
三、施工要点
1.水柜预制
(1)预制件模形为钢结构,用焊结型钢及钢板制作,各部分尺寸严格按设计要求,为保证水箱预制块钢筋预留环位置正确无误,在钢模边框制作钢制镶嵌槽。
(2)钢丝网成品绑扎要在特制的成形架中进行,成形架边框要预留筋镶嵌槽。
(3)水泥砂浆灌注用高频震动器,或平板震器震动密实后用铁抹子压实,并用弧度控制器精确完成外形。
(4)水泥砂浆终凝3h后开始养护,自然养护不得少于14d,用草袋覆盖避免阳光曝晒。蒸气养护注意按规定缓慢升温和降温。
(5)为防止钢丝网腐蚀,在砂浆中加入1.5~2%水泥重量的亚硝酸钠,加入0.03%水泥重量的三氧化铬以提高结构的抗弯刚度,消除电化影响。
2.水柜拼装
(1)拼装顺序
施工放线→拼装下环梁及灌注拼装水泥砂浆→拼装下半球预制块→拼装缝穿插钢筋→灌注下半球(径向)拼装缝水泥砂浆→拼装上半球预制块→用螺栓连接上、下半球预埋铁件(临时定位)→上半球拼装缝穿插钢筋→灌注中缝(纬向缝)及上半球拼装缝(径向缝)水泥砂浆→上环梁立模、绑
扎钢筋及灌注砼→水柜外观装修。
(2)球壳拼装工艺
沿支筒均匀竖立16柱方木并用3道钢丝绳固定在支筒上,作为拉接下球壳成品的固定端。成品起吊后下端固定在下环梁上,上端用细钢丝绳或钢筋拉接在方木上,逐块拼装、逐块固定。上球壳拼装前,在沿支筒竖立的方木上搭立三角托架,在三角托架上均匀划出和下球壳对应的上球壳拼装位置,作为上球壳的拼装支点,而后依次吊装上球壳。
(3)拼装缝灌注
下球壳拼装缝立外模,由水柜内灌注;上球壳拼装缝立内模由水柜外灌注。为保证水柜纬向中缝砂浆灌注密实而又要使灌注后的球壳保持浑圆,在制立中缝外模时,预留插入振动棒的空隙,灌注后待砂浆凝结前,拆去外模,铲去凸出部分之砂浆,并压光,使其外形呈球形。
3.水柜现浇(现浇式水柜)
钢丝网成形工序。搭设下球壳模板支架→支立球壳模板→铺设下球壳钢丝网弯、扎钢筋→搭设上球壳模板支架→支立上球壳模板→铺设上球壳钢丝,弯扎钢筋→拆除球壳模板。水柜砂浆灌注。采用人工压浆,分组操作,每组2人,1人压浆,另1人在对面接受,抹光。下球壳从内向往外压;上球壳从外向内压,从下球壳往上球壳施工。1次完工,不留施工缝。操作人员从水柜上环梁和支筒间空隙出入。
4.水柜起吊、灌注托梁
(1)搭设起吊架和倒锥壳水塔施工相似。起吊时换杆人员在水柜内操作。换下吊杆从支筒窗口进入,支筒内落下运到地面。
(2)环托梁灌注用材料及砼垂直运输,可采用在水柜纬向中缝预留钢制起吊环作固定端,地面设卷扬机起吊。
四、质量要求
1.支筒滑模,同倒锥壳水塔
2.钢丝网水泥砂浆保护层厚度要严格控制在3~5mm。钢丝网及绑扎铅丝头要抹入砂浆之中,不可外露。钢丝网骨架要严格按设计尺寸施工,并保证足够刚度。
3.砂浆施工要加强震捣,保持密实,不留空缝,成形后,终凝前严禁人员踩踏震动。
4.拼装式水柜拼装缝处理质量是保证水柜不渗漏的关键。灌注前将接缝侧面仔细凿毛、冲洗。连接筋要逐根对齐浇注细石砼(或砂浆),要加强振
捣,接缝处要加抹防水层。
5.防水层施工采用氯-偏共聚乳液涂刷2层。
6.水柜起吊就位同倒锥壳水塔工法。
五、机具设备
机具设备包括:滑模设备1套(包括1t卷扬机2台,拌合机1台);提升设备1套(包括吊杆1套);水柜预制,拼装需要400L拌合机1台,5t吊车1台,1t蒸气锅炉1台平板振动器1台。
六、安全措施
1.支筒滑模,水柜提升同倒锥壳水塔工法。
2.水柜拼装,成品蒸气养护要遵守压力锅炉安全操作有关规定。不准无证操作。压力表要按规定定期检验。
3.水柜拼装作业要按吊装作业安全操作规定进行。成品上预留吊勾要深入砂浆并和钢筋骨架焊接牢固。
4.利用支筒顶搭设起重架时,要将起重架和支筒预埋件可靠焊接,并拉设浪风绳固定在支筒上。
5.水柜拼装时要逐块进行支撑。在拼装缝强度未达到70%设计强度前不准拆除。
七、效益分析
1.球形水塔的出现为水塔外观增添了新的品种,它美化了环境。
2.用钢丝网水泥结构制作水柜较同容量的钢筋砼水柜相比具有受力性能好、不易开裂及防渗性能好的特点,并具有一定的防裂自愈能力。由于自重轻、断面小、便于工厂预制及拼装施工,提高了工作效率、改善了工人工作环境,提高了经济效益。据测算50m3钢丝网水泥水柜比同容量的钢筋砼水柜可节约直接费用818元;水柜容量愈大,节约价值愈高。
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