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钢筋混凝土倒锥壳水塔施工质量事故处理

钢筋混凝土倒锥壳水塔施工质量事故处理

摘要本文简要介绍了钢筋硅倒锥壳水塔施工中产生的各种质t事故的处理实例,以供施工和设计单位借鉴。
虽然钢筋硷倒锥壳水塔已在国内外修建了3000多座,无论设计及施工都是可称成熟的东西,但是由于建筑市场的情况特殊,这种构筑物仍缺少

统一的施工规范,或不少地方施工队伍(包括乡镇企业)对施工质量管理的不重视,在施工过程中仍会发生各种各样的事故,现将多年来处理这

些事故的事例介绍如下,以便借鉴。
一、在深井抽水点附近修建水塔
不少修建水塔的单位,其水源往往均是自行找井取水,这种情况水塔修建点离开取水的深井很近,基础都会落在深井取水时的降水漏斗范围内

,当取水层和上层土(水塔基础持力层)间无隔水层时,由于地下水位的降低会造成土壤固结,和引起细颗粒土壤流失(潜蚀)造成地基的下沉等

不利情况。如1983年在长沙樟木坝修建Zoot/25m水塔基础时,基础持力层取白砂井组的粉质粘土,而甲方就在水塔附近的白砂井组的细砂和卵

石层中取水,结果在施工基坑过程中造成挖好的基坑坍塌,基底下沉,鉴于此将基础改成了支承于砂岩上的桩基后,才确保了基础的稳固。在

此以后,如果了解到凡是修建在深井取水降水漏斗范围内的水塔基础,若采用了天然地基方案者都请甲方另做了“在深井取水时,基础持力层

是否稳定”的鉴定。有2个工程,当勘察部门在鉴定后认为降水将危及基础稳定的结论后,就说服甲方,改变(水源方案往往不交待)。但我们也

发现有1个工程没作如上鉴定和处理,结果在使用过程中,因大量抽水而导致了水塔发生倾斜。
二、签础的加固处理
基础的间题往往是它的硷强度不能达到设计要求,造成这样事敌的原因主要是因冬季施工中因硷养护不好而致硷受冻,或基础硷采用不合格的

水泥拌制造成。
1.强度降低的处理当基础硷强度降低但不低于规范要求的C13(或在其附近)时,可采用加厚底板外挑部分或加厚杯口壁厚的办法来处理见图1。

这种加固原则是,增加硷的厚度足以满足底板强度的各项计算而不增加底板钢筋,增加部分硷标号应比原基础高1号,加固硷中,视情况可适当

配些钢筋(杯壁或板中网状筋)。
2.硅失效当实测硷标号在CS以下或所用水泥安定性试验不合格时,该钢筋硅基础只能按报废处理,如1992年,我们接受连州人造板厂Zoot/3om

水塔基础处理,该水塔在全部建成后捡测试块和实物,发现全部基础部分硷标号都只有CS,不满足规范“不宜低于150号”的要求,我们对其按

纯硷基础核算后,发觉也难以满足强度要求。鉴于水塔已全部建成,在加固方案中,征得原设计单位同意后决定将原基础报废,而另作一个新

的倒锥壳基础来承担水塔全部荷重,而这个侧锥壳基础的胎模,就是原来的基础.如.2所示,为了形成胎模,原基础外部有部分要凿除,而部分

则需用砂浆将其充填。最困难的是怎么将上部结构荷重,由传给老基础转为传给新基础,为此在锥壳顶部做了1个支承平台,该平台,采用18根

200x450的小梁,穿过筒壁以承托筒壁,为确保安全,该梁的洞壁穿孔和硷浇注,均采用对称分批进行。

1995年,我们又接受了长沙鼓风机厂3oot/30m水塔基础的加固任务。该基础由于水泥安定性试验证明严重不合格而不得不报度,周水塔无处移

位且为节省工作量,我们同样果用了和前述一样的在原基础上倒扣1个倒锥壳基础的处理方案,但本工程中因仅做了基础,故其上部构造就简单

多了(图2.b)


 
三、支筒的加固处理
倒锥壳水塔支筒外径都较小(2400和3200),这样的曲率半径在滑升模板时,相对讲其李阻力要大,硷较易拉裂,因而施工难度要增加,加之对

施工过程中各项操作规程要求的不重视,就容易在支筒施工中发生事故。国内的2起倒塌事故,也都是产生于支筒的施工质量问题上。
1.支筒的偏斜:作为对施工要求,支筒中线偏斜(水柜底对墓础顶)要求不超过30mm及0.1呱支筒高(标志高),对这样的要求事实证明施工中不难

达到,但个别情况还是满足不了的,后面举一工程实例介绍支筒处理中线偏斜事故。湖南经济干部学院200t/28m水塔,它于1985年底建成,但

未验收就使用了,使用前曾侧得支筒偏斜达悯比加‘而后面使用中又发现加水满载后,支筒在甲10.50tn处有Zm多长水平缝,且该缝修补的砂浆

在试水时外鼓,并有骨料姆落现象,施工单位自查发现在支筒滑升过程中发生过停歇和多处垮模事故,而且处理不当。考虑到这么多的不利因

素造成的这样后果,通过复核验算后,决定对支筒作全面加固处理。
(1)调正支筒中心线的偏差,使水柜中心居中以减少弯矩。
(2)对支筒硷强度不足给于补强。如图3所示,采用不等厚外包钢筋硷套的方法,使其中线调中,最终将原来必2400-的支筒包成为必2770mm,对

偏移后中心线讲,调正后中线在反向各偏35mm,加固支筒采用比原支筒高一号的硷,并在原支筒作表面处理后施工,加固筒身中配钢筋网。为

了使新旧支筒共同承受荷重及将其传给基础,在基顶部位我们增加了一道环梁,而且对原基础也作了适当的加固处理。
2.支筒拉裂水塔支筒曲率半径小而导致滑模阻力增大,加上滑升时千斤顶不可能绝对同步,因而滑升过程难免会将支筒拉出水平缝来,但这引

起初凝前的缝通常都会闭合,故其危害不大。而那些在滑模过程因故停歇的、未采取规范要求的“停歇措施”,导致了模板和筒身粘结,在再

滑升启动时采用强拉、以致将该处硷拉裂,造成隐患,这样的缝是危险的。通常它们在抹面后发现不了,而只有承受了足够荷重后才会反映出

来,前例中710.50m处的水平缝就是以上原因产生的。下面再以2例来介绍处理方法。
(1)柳汽公司soot/30m水塔1987年6月开工,10月份完工,1989年4月发现710.15m及甲24.37m处有2处水平缝,缝宽0.4一0.gmm,长度长的接近周

长的一半。根据施工纪录,支筒滑模是在7月29日一8月3日5天正是夏季高温季节中完成,而从滑模速度看,这5天中起伏变化很大,说明其有停

歇,通过对各断面不利情况的复核,否定了施工单位认为裂缝因偶然强风所致(风速达3om/s)。根据类似工程经验,判定为滑升过程留下隐患,

又加夏季养护不好所致。处理中,我们对受力较小部位(724.37m)的裂缝,采用了扩缝封闭的方法,而对受力较处的裂缝(甲10.15m),考虑它不

但宽而且长度已达44呱外周长,采用了在支筒外加包厚为somm钢筋硷套的办法处理,套高n.00.,相应裂缝在扩缝后,一起浇制在套座中,套座

中配钢筋网。
(2)湖南某煤气站300t/3om水塔于1990年7一9月施工,同年10月在试水过程、发现,在722.oom处出现环形裂缝,表面抹面砂浆外鼓,骨料爆落

,当即卸荷。在受理处理此事故时,了解到该水塔滑升正值夏季高温天气,而且在720:oom处停滑了2天而未采取任何“停歇”措施,这些都证

明了该裂缝是由于“停滑”而造成的稳患。因该缝正处在平台上部,所以决定在该缝上下lm范围向里增浇厚为10Omm的钢筋硷壁以加固,硷浇注

前将裂缝处扩开并清洗以增加新旧硷的粘结(同时也采用了其它措施).在实际施工过程中,工人发现在该裂缝处高约lm1条带中,硷十分酥松,

已形成了一个强度薄弱带,为此加固处理工作不得不采取分段拆除分段加固的十分仔细的措施(联系到1991年夏天某市发生300t/30m水塔的倒塌
事故,它倒塌前在720.00处产生环缝和骨料爆落,只因仍继续上水,导致该处筒壁竖向钢筋呈灯笼状而水柜失去支持而突然下冲,致使支筒破

坏。很明显,对照前述诸例可知,这是一起由于在支筒滑模过程中,因故停歇而又没采取“停歇措施”所造成的事故,我们在仔细核查其施工

纪录后果然发现在该处因故停滑了3天)。
四、支承节点的加固处理
1991年我们受理了嘉西贝拉压缩机公司15ot/30m水塔的支承节点加固.该水塔原设计单位系按5844(二)图集修建的,但施工单位在施工时,因施

工工艺不同,将原来采用进人井收进,在支筒上设6个支承小柱(支承提升架)的构造,改成了支筒一直上滑到支承小柱顶以代替6个小柱的做法
(见图4),但水柜提升就位的原环牛腿(支承,环板),施工单位错误地将其沿支筒内壁全部取消了(见图4)这个修改在试水前幸好被设计院发现

,并委托加固处理。我们认为因原来节点受力(环形牛腿)已被破坏,这种修改造成了现节点不可能承受水柜荷重的后果。所以必需另采用支承

构造来承托上部水柜荷重。根据过去的经验,我们采用了用4根工字钢互相组成井字梁系,梁支承在支筒壁上用其8个外挑端来承受水柜重,见

图5。鉴于结构已建成,故支筒上的8个梁窝应分2批凿成,钢梁也是分2批安装,井字梁系形成后,将其作用点和水柜支座顶紧以便传力。
五、进人井的加固
水柜中进人井在5844图集中仅120厚,有些施工单位不注意硷质量,易造成渗漏现象,如长沙市煤气公司的水塔,使用12年后进人井严重渗漏,

经过检查后,采取了在其夕外壁外加包一层scm厚硷(配钢筋网)的办法处理,考虑5844中人井采用120厚对施工不利,故在945844中将其增至150

厚。
六、水柜的处理
水柜发生的问题有两种:1种水柜支模过程因地基处理不好(回填土)在硷浇灌过程中造成沉降引起水柜壁拉裂。另1种水柜贮水后发生渗漏现象。
综上所述,以上2种事故处理方法是比较简单的,第1种情况,可以如处理蜂窝狗洞的办法进行,且在水柜起吊前处理好,对这类事故处理关键

要保持水柜外形的美观(一般这种沉降变形不大,否则另当别论)。而常见的第2种情况,渗漏发生是因硷浇注质量不佳所致,这种事故的处理可

以采用将缝扩开清洗后重做5层防水的方法解决。而且往往不少早期的渗漏,在使用一段时间后,因细颗粒的沉淀而停止了。
鉴于当前建筑市场较为混乱,水塔建设尤甚,不少施工规程中明令禁止的仍“明知故犯”,因而各种各样的事故仍不断发生,除本文介绍的一

些实例供处理中借鉴外,建议有关部门加强这一类特种专业施工队伍的资质审查,而且务必验证开工。
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