裝配式混凝土沉井

1、南京市建設(shè)工程施工學(xué)術(shù)論文預(yù)制預(yù)應(yīng)力裝配式混凝土沉井制作及安裝應(yīng)用南京大地建設(shè)集團(tuán)新型建筑材料有限公司摘要:將混凝土沉井傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝改成工廠化預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)直接安裝，不僅能縮短施工周期，更重要的是減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，減輕了對(duì)城市交通的壓力，帶來(lái)較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞:預(yù)制混凝土沉井分環(huán)分塊設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力拉結(jié)1.技術(shù)背景目前國(guó)內(nèi)大部分城市道路管道施工需開(kāi)挖路面，造成道路擁擠，對(duì)城市交通影響較大，并帶來(lái)粉塵、噪音等。為盡可能地減少施工對(duì)交通和環(huán)境的影響，保證道路盡量不開(kāi)挖，而改用挖深井，再在深井之間的地下采用頂管和拉管的方式施工。此深井需要制作下沉工藝的井壁結(jié)構(gòu)設(shè)施沉井，沉井長(zhǎng)期以來(lái)都是

2、在現(xiàn)場(chǎng)施工的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，此工藝施工周期長(zhǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，對(duì)城市道路交通影響較大。如南京市政雨污分流工程，市政雨污分流工程即在原有的道路重新再埋設(shè)污水管道，和原管道分開(kāi)，使雨水、污水各行其道，重新埋設(shè)的管道口徑400mmiI1000mm等，為盡可能地減少雨污分流施工對(duì)交通和環(huán)境的影響，保證盡量不開(kāi)挖，而采用沉井。長(zhǎng)期以來(lái)都是在現(xiàn)場(chǎng)施工的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，此工藝施工周期長(zhǎng)（約需50天），施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，對(duì)城市道路交通影響較大。我公司在南京市政質(zhì)量監(jiān)督站、東南大學(xué)、中國(guó)市政設(shè)計(jì)中南研究總院等科研單位的支持下，對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)品進(jìn)行反復(fù)論證，并組織工廠化試制，目前預(yù)制預(yù)應(yīng)力沉井已在南京市和燕路安裝使用。其技術(shù)方案為：

3、將傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝改成工廠化預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)直接安裝，不僅能縮短施工周期（只需7天），更重要的是減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，減輕了對(duì)城市交通的壓力，帶來(lái)較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。2,具體實(shí)施方式2.1 工廠化預(yù)制生產(chǎn)工廠化預(yù)制混凝土矩形沉井考慮道路運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)吊裝能力及在下沉階段和頂管推進(jìn)過(guò)程的受力的具體情況，具體制備方法如下：2.1.1 形式設(shè)計(jì)因現(xiàn)場(chǎng)的沉井尺寸大，重量重。如市政雨污分流工程，圓形沉井尺寸有直徑4.8米、5.5米的接收井和直徑8.7米的工作井等、矩形沉井尺寸有8.7X4.8米、4.2X5.5米等，根據(jù)設(shè)計(jì)要求按照下沉深度將預(yù)制混凝土沉井根據(jù)結(jié)構(gòu)采用分環(huán)分塊的方法制作，分四種環(huán)狀形式（如圖

4、1）:（底層）刃腳環(huán)、開(kāi)洞環(huán)、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)、調(diào)節(jié)環(huán)；每段分為四塊（如圖2）:二塊“”形，二塊直板形，單塊重量控制在15噸。為保證結(jié)構(gòu)整體性能和抗剪性能，將標(biāo)準(zhǔn)塊的豎向和縱向拼接處均設(shè)置棒槽結(jié)構(gòu)的剪力槽（凹凸連接），標(biāo)準(zhǔn)塊預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道，制作標(biāo)準(zhǔn)塊鋼模具。精軋螺紋鋼剪力槽、止水帶2.1.2配筋及防水設(shè)計(jì)（1）對(duì)有頂管開(kāi)洞環(huán)要求的可加大預(yù)應(yīng)力鋼絞線的布置；（2）其他的沒(méi)有開(kāi)洞環(huán)要求的可采用鋼筋等強(qiáng)代換的原則進(jìn)行鋼筋代換，以達(dá)到降低鋼筋用量；（3）在段與段之間豎向預(yù)留置管道，布置精軋螺紋鋼，采用精軋螺紋鋼施加豎向預(yù)應(yīng)力（如圖1）,在各標(biāo)準(zhǔn)塊橫向和縱向剪力槽內(nèi)粘貼止水橡膠條?？梢员ＷC止水橡膠有足夠的壓縮，起

5、到防水作用；還可防止沉井在豎向下沉過(guò)程中為克服土的摩阻力而造成環(huán)與環(huán)的拉伸變形；圖1南京和燕路雨污分流項(xiàng)目沉井：工廠預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)塊實(shí)物圖片2.1.3預(yù)制生產(chǎn)程序生產(chǎn)工藝程序：模具調(diào)合（保證產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確）k制作好鋼筋骨架放入模具內(nèi)一澆筑混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù)（混凝土灌注完畢采用養(yǎng)護(hù)罩封閉，通過(guò)鍋爐輸入蒸汽，升溫速度不超過(guò)10C/h;恒溫55C,不超過(guò)60C；降溫時(shí)降溫速度不超過(guò)10C/h;當(dāng)降溫至模塊溫度與環(huán)境溫度之差不超過(guò)15c時(shí)，撤除養(yǎng)護(hù)罩。充分保證了混凝土養(yǎng)護(hù)所需溫度、濕度條件，使產(chǎn)品制作速度加快、強(qiáng)度加強(qiáng)。）起模、進(jìn)水養(yǎng)護(hù)（產(chǎn)品脫模后進(jìn)淡水池養(yǎng)護(hù)，水深超出產(chǎn)品面1015cm,使產(chǎn)品全部浸入水中，充分

6、保證混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)所需的水份，利于混凝土后期性能提高，現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝無(wú)法做到）產(chǎn)品成品出廠。其制作過(guò)程可提前在工廠完成，節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)立模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、混凝土養(yǎng)護(hù)期所需的工期。2.2現(xiàn)場(chǎng)安裝2.2.1 安裝方法現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖沉井基礎(chǔ)、澆筑墊層完成后，沉井標(biāo)準(zhǔn)塊成品運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，其安裝方法如下：在現(xiàn)場(chǎng)澆筑好的墊層上將刃腳環(huán)各單塊拼接成形，拼裝完成后，在每塊橫向上下各留有的兩道預(yù)留孔內(nèi)穿置預(yù)應(yīng)力鋼絞線（如圖2）,預(yù)應(yīng)力張拉，張拉完畢后，再對(duì)其用水泥砂漿封閉處理。按此方法逐層安裝開(kāi)洞環(huán)，然后安裝標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，最后安裝調(diào)節(jié)環(huán)；為保證整個(gè)沉井的整體性，環(huán)與環(huán)采用豎縫錯(cuò)縫拼裝，各縱向預(yù)留置管道洞口上、下對(duì)齊，用精

7、軋螺紋鋼穿過(guò)連接；拼裝完成后，對(duì)精軋螺紋鋼施加豎向預(yù)應(yīng)力，使各環(huán)連接成一個(gè)整體，張拉完成后對(duì)縱向預(yù)留置管道一次注入水泥漿填實(shí)。2.2.2 防水處理為了提高預(yù)制沉井的防水性能和抗剪性能，將塊橫、豎向均設(shè)置剪力槽和止水帶（如圖），拼裝完成后，對(duì)精軋螺紋鋼施加豎向預(yù)應(yīng)力，使各環(huán)連接成一個(gè)整體，張拉完成后對(duì)縱向預(yù)留置管道一次注入水泥漿填實(shí)；安裝時(shí)在剪力槽上鋪貼防水作用的止水帶（條），同時(shí)環(huán)、豎向的預(yù)應(yīng)力的施加，保證了結(jié)構(gòu)整體性能及防水性能，滿足施工要求。圖2預(yù)制沉井現(xiàn)場(chǎng)安裝圖3預(yù)制沉井下沉前現(xiàn)場(chǎng)圖4下沉后，通過(guò)預(yù)制沉井推進(jìn)頂管工作3.結(jié)語(yǔ)將傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝改成工廠化預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)直接安裝，此工藝在國(guó)

8、內(nèi)首創(chuàng)。優(yōu)點(diǎn)和效果在于：1 .節(jié)能減排方面：構(gòu)件化，安裝簡(jiǎn)單易行，提高生產(chǎn)效率，可以大大節(jié)約原材料和能源消耗；工廠化，符合建筑工業(yè)化發(fā)展要求；大大縮短施工周期，緩解2 .環(huán)境保護(hù)方面：可以減少施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境噪音、粉塵的影響,對(duì)城市交通的壓力;3 .質(zhì)量控制方面：在工廠化制作過(guò)程中，采用高精度鋼模具，可以保證拼接縫隙均勻，安裝可靠，制作出來(lái)的混凝土構(gòu)件表面光滑，密實(shí)；工廠預(yù)制采用塌落度小，可以保證混凝土的長(zhǎng)期耐久性，水灰比小的混凝土配合比在混凝土標(biāo)號(hào)不變的情況下，水泥用量會(huì)大幅度減少，成本減低；工廠預(yù)制對(duì)混凝土構(gòu)件具有現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法比擬的養(yǎng)護(hù)條件，混凝土澆搗后，之所以能逐漸凝結(jié)硬化，主要是因?yàn)樗嗨?/p>

9、用的結(jié)果，而水化作用則需要適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，必須對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?；炷翝沧⒑?，如氣候炎熱、空氣干燥，不及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土中水分會(huì)蒸發(fā)過(guò)快，形成脫水現(xiàn)象，會(huì)使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，不能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的結(jié)晶，缺乏足夠的粘結(jié)力，從而會(huì)在混凝土表面出現(xiàn)片狀或粉狀脫落。此外，在混凝土尚未具備足夠的強(qiáng)度時(shí)，水分過(guò)早的蒸發(fā)還會(huì)產(chǎn)生較大的收縮變形，出現(xiàn)干縮裂紋，影響混凝土的耐久性和整體性。所以混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)非常重要?；炷凉嘧⑼戤呁ㄟ^(guò)鍋爐輸入蒸汽，對(duì)混凝土模塊提供混凝土水化所需的溫度和濕度，可以加速混凝土水化反應(yīng)，提早達(dá)到所需之抗壓強(qiáng)度，可大幅的減少工期、可以使混凝土構(gòu)件收縮性小，內(nèi)部密實(shí)，減少裂縫；蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，產(chǎn)品起模，進(jìn)養(yǎng)護(hù)池淡水養(yǎng)護(hù)，時(shí)間不得少于7天，保證混凝土終凝后，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)所需要的水份，增加混凝土的強(qiáng)度和耐久性。通過(guò)對(duì)南京市和燕路雨污分流項(xiàng)目預(yù)制沉井的實(shí)施，證明工廠化預(yù)制沉