一、给排水工程中构筑物的多样性

各类水池、沉井、管井等是给水排水和水处理工程中的重要构筑物。由于这类构筑物本身的多样性、地区性和施工条件的不同，因而组织施工的工艺和施工方法也是多种多样的。举例：给水：泵房、混合反应沉淀过滤消毒；污水：

二、我国新中国成立以来给排水工程构筑物的发展

构筑物的发展随工艺变化

60年代：苏联

70年代：停滞

80年代：发展

三、新工艺、新技术、新材料、新设备、组织、管理

新中国成立以来，随着我国经济和社会发展的需要，给水排水及水处理工程建设事业得到迅速发展。在全国各地修建了大量的这类工程构筑物，从规模、数量、质量和建设速度上；从新技术、新设备、新材料开发运用上；以及从施工新技术、新方法和施工组织管理等方面成绩显著，并积累了丰富的实践经验。

在施工实践中，常采用现浇钢筋混凝土建造各类水池构筑物以满足生产工艺、结构类型和构造的不同要求。

一、给排水工程现浇钢混池的要求及施工注意事项

防水、抗渗、耐腐、抗压、抗冻

1、抗冻：

①防冻剂、早强剂；

②加热：蓄热、加热；

③搅拌时间延长50%；

④配比：配抗冻混凝土

2、防水

①材料

水池经常贮存水体埋于地下或半地下，一般随较大水压和土压，因此，除需满足结构强度外，应保证它的防水性，以及在长期使用条件下具有良好的水密性、耐蚀性、抗冻性等耐久性能。

浇筑水池结构的混凝土常采用 外加剂防水混凝土、普通防水混凝土 ，以提高防水性能。

外加剂防水混凝土是指用掺入适量外加剂方法，改善混凝内部组织结构，以增加密实性来提高抗渗性和混凝土。

普通防水混凝土就是在普通混凝土骨料级配的基础上，以高速和控制配合比的方法，提高自身密度的抗渗性的一种混凝土。

由于普通混凝土是非匀质性材料，内部分布有许多大小不等以及彼此连通的孔隙。孔隙和裂缝是造成渗漏的主要因素，提高混凝土的抗渗性就要提高其密实性，控制孔隙，减少裂缝。

普通防水混凝土是一种富砂浆混凝土，强调水泥砂浆的密实性，使具有一定数量和质量的砂浆能在粗骨料周围形成一定浓度的良好的砂浆包裹层，将粗骨料充分隔开，混凝土硬化后，密度高的水泥砂浆不仅起着填充和粘结粗骨料的作用，并切断混凝土内部沿石子表面形成的连通毛细渗水通道，使混凝土具有较好的抗渗性和耐久性，可见，普通防水混凝土具有实用、经济、施工简便的优点。

②选择合适配比

应合理选择调整混凝土配合比的各项技术参数，并须通过试配求得符合设计要求的防水混凝土最佳配合比。

（1） 水灰比 。水灰比值的选择，应以保证混凝土的抗渗性和与之相适应的和易性，便于施工操作为原则，水灰比过大或过小，均不利于防水混凝土的抗渗性。实践表明，当水灰比大于0.6时，抗渗和抗冻性将明显下降。一般以0.5~0.6较为适宜。

（2） 水泥用量 。水灰比选定后，水泥用量是直接影响混凝土中水泥砂浆数量和质量的关键。在砂率已定条件下，如水泥用量过小，不仅使混凝土拦合物和易性差，而且会使混凝土内部产生孔隙，从而降低密实度。一般防水混凝土水泥用量以不小于320kg/m3为宜，水泥标号也不宜低于425号。

（3） 砂率 。防水混凝土的砂率以35%~40%为宜。

（4） 灰砂比 。对于富砂浆的普通防水混凝土，灰砂比表示水泥砂浆的浓度，水泥包裹砂粒的情况，是衡量填充石子空隙的水泥砂浆质量的指标，灰砂比大小与抗渗性直接有关，根据经验，灰砂比应在1:2~1:2.5的范围为宜。

（5） 坍落度 。在选定水灰比和砂率后，应控制坍落度。一般防水混凝土的坍落度以3~5cm为宜。坍落度过大，易使混凝土拌合物产生泌水，泌水通道在混凝土内部形成毛细孔道，使抗渗性下降。为了改善混凝土拌合物的施工和易性，可掺入适量外加剂。

③施工条件（顺序）

普通防水混凝土水池结构优劣，还与施工质量密切相关。因此，对施工中的各主要工序，如 混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣、养护 等，都应严格遵守施工及验收规范和操作规程的规定组织实施。

混凝土搅拌：防水混凝土应采用机械搅拌，搅拌时间比普通混凝土略长，一般不应少于120s以保证混凝土拌合物充分均匀。

混凝土运输：在运输过程中要防止漏浆和产生离析现象，常温下应在半小时内运至浇筑地点，并及时进行浇灌。在运距远或气温较高时，可掺入适量缓凝剂。

混凝土浇筑和振捣：浇筑前，检查模板是否严密并用水湿润。如混凝土拌合物发生显著泌水离析现象，应加入适量的原水灰比的水泥浆复拌均匀，方可浇灌。浇筑时应采用串筒、溜槽，以防发生混凝土拌合物中粗骨料堆积现象，混凝土应分层浇筑，每层厚度不宜超过30~40cm，相邻两层浇筑时间间隔不应超过2h，夏季可适当缩短。

防水混凝土应尽量采用连续浇筑方式，对于因结构复杂、工艺构造要求或体积庞大受施工条件限制的池类结构，而需间歇浇筑作业时，应选择合理部位设置施工缝。

混凝土的振捣应采用机械振捣，不应采用人工振捣。机械振捣能产生振幅不大，频率较高的振动，使骨料间摩擦力降低，增加水泥砂浆的流动性，骨料能更充分被砂浆所包裹，同时挤出混凝土拌合物中的气泡，以利增强密实性。

混凝土的养护：混凝土浇筑达到终凝（一般为4~6h）即应覆盖，浇水湿润养护不应少于14d。防水混凝土的养护对其抗渗性能影响极大，在湿润条件下，混凝土内部水分蒸发缓慢，可使水泥充分水化，其生成物将毛细孔堵塞，使水泥石结晶致密，特别是养护的前14d，水泥硬化快，强度增长几乎可达28d标准强度的80%。由于对防水混凝土的要求较严，故不宜过早拆除模板，拆模时应使混凝土表面温度与环境温度之差不超过15℃，以防产生裂缝。

④施工排水

在有地下水地区修建水池结构工程，必须作好排水工作，以保证地基土壤不被振动，使水池不因地基沉陷而发生裂缝。施工排水需在整个施工期间不间断进行，防止因地下水上升而发生水池底板裂缝。

⑤抹面处理

为了确保水池的防水性良好，可在结构表面喷涂防护层或按重量比为1:2的水泥砂浆（掺适量防水粉）抹面。为防止地下水渗透，亦可增加沥青防水层。

3、水池整体浇筑的模板结构形成

水池构筑物一般都是壁薄、钢筋密、表面积大，其模板结构通常可采用工具式定型组合模板。但因结构类型或工艺构造要求等，又常需要现场拼装木制模板，以保证结构和构件各部分形状、尺寸及相互位置的正确，并应具有足够的强度、刚度和稳定性。同时，模板拼装还要便于钢筋绑扎、混凝土浇筑和养护。对于这类水池模板结构，常可采用如下形式。

（1） 内模支撑 ：可有两种形式。一种是在池内设置立柱脚手架与水平撑木，池壁内模即设置其上，这种形式需要木料或金属材料较多但比较牢固；另一种是不设内部脚手架支撑，而采用多角形支撑结构，或用横箍带联结形式，这种方法用料省，但坚固性不如第一种结构。

（2） 外模支撑 ：可有两种形式。一种采用直接支撑在土坡上的方法，但用料需要多，支撑比较牢固；另一种采用钢筋箍模法，但要求内模脚手架必须牢固，因为当外模箍好后，力量将集中于脚手架上。此法较前法省料，但稳定性较差。施工时钢筋必须箍紧，以防模板位移而变形。

模板的拼合而板都应采用定型工具式模板，可以是木制钢木结合或钢制面板，以及辅以构造所要求的特殊面板拼装而成。面板拼装的尺寸、安装程序与安装高度，则取决于混凝土的浇筑方案。一般内模板为一次架立，外模板分次安装，分次安装的时间间隔须小于已浇筑混凝土的开始凝结时间。

二、钢砼辐流沉淀池施工实例

1、工程介绍

2、施工顺序

3、沉降、注水

4、安刮泥机

一、特点：

1、与普通钢筋混凝土水池相比较，装配式预应力钢筋混凝土水池更具有比较可靠的抗裂性及不透水性；

2、在钢材、木材、水泥的消耗量上均较普通整体式钢筋混凝土水池节省。

二、制作原理：

在荷载作用之前，先对混凝土预加压力，产生人为的应力状态，它所产生的预压应力抵消了由荷载所引起的大部分或全部拉应力，致使构件在使用时拉应力显著减少或不出现拉应力。这样，在荷载作用下，裂缝能延迟发生或不致发生，也即延迟了由于裂缝的出现所引起的构筑物刚度的降低，因而预应力构件的挠度将比非预应力构件为小。

在给排水工程上属于中心受拉构件的水池及压力管道等抗裂性要求很高的结构物宜采用预应力钢筋混凝土结构以提高构件装配化程度，加快施工进度，保证工程质量，增强结构物使用寿命。预应力钢筋混凝土水池的施工与验收，应按现行的《混凝土结构工程施工及验收规范》等有关规定进行。

预应力钢筋混凝土中预应力钢筋主要沿环向布置，但当高度较高的地面式大容量水池，考虑温度收缩应力或由于施加环向预应力时，池壁与底板间会产生摩擦力，而使池壁产生垂直方向的弯矩，为防止由此而形成的水平裂缝，有时也在垂直方向施加预应力钢筋。

由于张拉环向预应力筋，使池壁本身受到压缩而沿径向缩小。当池壁上、下端与顶板或底板有较好连接时，它即会约束池壁两端的变位而在上、下端附近产生垂直方向的变矩。故作成整体式预应力水池并非一定经济。为了避免池壁上、下端所生不利的弯矩，可使池壁与顶板或底板分开。如此即减少了竖向力矩，但又加大了环向应力，不过，环向应力可由预应力环筋负担，通常条件下，预应力钢筋混凝土水池多作成装配式的。

三、壁板的构造与制作

池壁板的结构形式一般有两种。一种是两壁板之间有搭接钢筋（如图4-12（a ）所示）；另一种是两壁板之间无搭接钢筋(如图4-12（b）所示)。前一种壁板的横向非预应力钢筋可承受部分拉应力，但壁板的构造与运输不便，外露钢筋易锈蚀，而且接缝混凝土捣固不易密实。因此，大多采用后一种形式的壁板。

壁板接缝应牢固和严密。图4-17中图（a）接缝用于有搭接钢筋的壁板，在接缝处焊接或绑扎直立钢筋，支设模板，浇注细石混凝土；图4-17中图（b）接缝用于无搭接钢筋壁板，接缝内浇注膨胀水泥混凝土或C30豆石混凝土。

壁板与池底间连接，先填里侧填料，预张应力后，再填外侧填料。

在壁板顶浇筑圈梁，顶板搁置在圈梁上，提高水池结构抗震能力。

四、装配式水池的构件吊装

构件吊装前，应结合水池结构、直径与构件的最大重量确定采用的吊装机械，吊装方法，吊装顺序及构件堆放地点等。常用的吊装机械多系自行式起重机，如汽车式和履带式起重机等。

吊装顺序可按选定的机械性能而定。通常有两种吊装顺序，一种是连续吊装柱、梁盖板，则中心向外进展，然后吊装壁板；另一种是依次分别吊完柱、梁、壁板后再吊装顶盖板。

构件吊装校正之后用水泥砂浆连接或预埋件焊接。采用预埋件焊接可提高结构整体性及抗震性，而且不须临时支撑。

壁板吊装前，在底板槽口外侧弧形尺宽度的距离弹墨线。吊装时，弧形尺外边贴墨线，内侧贴壁板外弧面，同时用垂球找正，即可确定壁板位置，然手用预埋件焊接或临时固定。壁板全部吊装完毕后，在接缝处安装模板，浇灌豆石混凝土堵缝。

五、壁板环向预加应力施工方法

水池环向预应力钢筋张拉工作应在环槽杯口，壁板接缝浇注的混凝土强度达到设计强度的70%后开始。

钢筋采用普通钢筋或高强钢丝。普通钢筋在张拉前作冷拉处理。冷拉采用双控：防止钢筋由于匀质性差而产生张拉应力误差，用冷拉应力控制；防止钢筋脆性提高，采用冷拉伸长率控制。冷拉应力与伸长率由试验确定，通常要求预应力张拉后的钢筋屈服点提高到不小于550Mpa，屈服比δ0/δs>108%。因此，冷拉控制应力为520~530Mpa，延伸率为3.2%~3.6%，不超过5%，不小于2%。

钢筋有三种张拉方法：

电热张拉、绕丝张拉和径向张拉

电热张拉器

六、枪喷水泥砂浆保护层

喷浆施工应在水池满水试验合格后的满水条件下进行 ，试水一旦结束，应及早进行钢丝保护层的喷浆，以免钢丝曝露在大气中发生锈蚀。喷浆前，应对待喷面进行除污、去油、清洗处理。

喷浆机罐内压力一般为0.5Mpa，供水压力应相适应。输料管长度不宜小于10m，管径不宜小于25mm。灰砂比采用 0.35~0.40,水灰比采用0.25~0.35。

喷浆应沿池壁的圆周方向自池身上端开始；喷口至待喷池面的距离以考虑回弹物较少，喷层密实等条件确定。每次喷浆厚度15~20mm，共喷三遍，保护层总厚度不宜小于40mm。喷保持垂直，做到连环旋射，出浆量应稳定且连续，不得滞射与扫射，保持层厚与密实，喷浆凝结后，加遮盖湿润养护14d以上。

一、沉井说明

1、使用条件 ：给水排水工程中，常会修建埋深较大而横断面尺寸相对不大的构筑物（地下水源井、地下泵房等），这类构筑物在流砂、软土、高地下水位等地段及现场窄小地段采用大开槽方法修建，施工会遇到很多困难。为此，常采用沉井法施工。

2、制作方法 ：沉井施工就是先在地面上预制井筒，然后在井筒内不断将土挖出，井筒借自身的重量或附加荷载的作用下，克服井壁与土层之间摩擦阻力及刃脚下土体的反力而不断下沉直至设计标高为止，然后封底，完成井筒内的工程。

3、施工程序 ：基坑开挖、井筒制作、井筒下沉及封底。

4、结构 ：井筒在下沉过程中，井壁为施工期间的围护结构，在终沉封底后，又成为地下构筑物的组成部分。为了保证沉井结构的强度、刚度和稳定性要求，沉井的井筒大多数为钢筋混凝土结构。

5、形式 ：常用横断面为圆形或矩形。纵断面开头大多为阶梯形，如图4-29所示。井筒内壁与底板相接处有环形凹口，下部为刃脚。为避免刃脚切土时破坏，刃脚应采用型钢加固，如图4-30所示。为了满足工艺的需要，常在井筒内部设计平台、楼梯、水平隔层等，这些可在下沉后修建，也可在井筒制作同时完成。但在刃脚范围的高度内，不得有影响施工的任何细部布置。