(建筑施工手册)21构筑物工程(21-3 水池;21-4 油罐)

21 构筑物工程

21-3 水池

21-3-1 水池的种类和构造水池的种类和构造，见表21-15。

水池的种类和构造表21-15

水池形式

21-3-2 水池施工方法

21-3-2-1 砖砌圆形水池施工

1．池壁与底板的结合

砖壁与底板的连接处应注意结合好，因此在底板混凝土初凝之前，沿砖壁位置按设计要求尺寸将底板表面拉毛，同时铺砌一皮湿润的砖，嵌入深度2~3cm，并用1：2水泥砂浆灌缝，再砌几皮砖作为环梁的砖模，随即将环梁混凝土浇筑完毕。

2．操作要求

（1）池壁宜采用五顺一丁或三顺一丁的砌法，顺砖的搭接长度不宜少于10cm。径向竖缝应相互错开，不得通缝，并保证砂浆饱满。砌体砌好后，应用湿草袋覆盖。

（2）砌体中如配置构造钢筋时，宜环向均匀地放置在砖砌体上，钢筋表面应铺2~3mm砂浆层。钢筋搭接长度应不小于24cm。同一层几根钢筋的接头应互相错开。倘有竖向配筋，应置于竖向砖缝处。

（3）砖壁上不得留脚手洞，一切预埋件、预留孔均应在砌筑时一次做好。

（4）穿墙套管应在砌筑池壁时，按设计位置、标高安放，并浇捣混凝土。

（5）砖壁砌筑过程中，必须顺着圆周和线杆一皮一皮往上砌筑，并经常用中心桩和导线板检查圆周和垂直的准确。不得采用踏步式及马牙接头砌筑方法。

3．砌薄壳顶盖施工

圆形砖壁、砖薄壳结构，目前在500~600m3水池、粮仓、油罐工程上广泛应用。一般采用支模砌筑方法。

砌筑红砖薄壳顶盖时，应沿水池壁四周逐圈砌筑，并用M10水泥砂浆灌缝，将砖缝填嵌严密，以增加壳体的整体性。当壳体全部砌筑完后，用1：2.5水泥砂浆压实抹光，覆盖浇水养护。

也可采用预制蜂窝式无筋混凝土球壳顶盖，施工时可根据球壳尺寸预制需要用量的六角形及非六角形素混凝土块，如图21-57。砌筑时预制块的安装顺序如图21-58。混凝土预制块开口向上，混凝土预制块之间用C20细石混凝土灌缝，这种混凝土块之间现浇C20细石混凝土，如图21-58中的斜线部分。

图21-57 素混凝土预制块

图21-58 安装顺序

21-3-2-2 现浇钢筋混凝土圆形水池施工

圆形混凝土水池施工中，常用的为立柱斜撑支模方法。

某水池内径10m，壁高4.6m，壁厚200mm，采用无支撑支模施工方法，见图21-59。

图21-59 某水池无支撑支模施工

先立内模，绑扎钢筋，再立外模。为了使模板有足够的强度、刚度和稳定性，内外模用拉结止水螺栓紧固，内模里圈用花篮螺丝、拉条拉紧。

浇筑混凝土时应沿池壁四周均匀对称地进行，每层高度约20~25cm，并设专人检查花篮螺丝、拉条的松紧，防止模板走动。混凝土逐层浇捣到临时撑木部位，随时将撑木取出，切勿遗忘。

容量大、池壁高的混凝土池壁宜采用滑动模板施工。

21-3-2-3 钢筋混凝土矩形水池施工

1．现浇钢筋混凝土矩形水池

矩形钢筋混凝土池壁，有无撑及有撑支模两种方法。无撑支模与图21-59相同，有撑支模为常用的方法。当矩形池壁较厚时，内外模可在钢筋绑扎完毕后一次立好。浇捣混凝土时操作人员可进入模内振捣，或开门子板，将插入式振动器放入振捣。并应用串筒将混凝土灌入，分层浇捣。

矩形池壁拆模后，应将外露的止水螺栓头割去。

矩形水池的施工，主要应防止变形裂缝的产生。施工时可采取以下措施：（1）应采用32.5级普通硅酸盐水泥，并尽量减小水灰比，使水灰比≤0.55。

（2）设置“后浇缝”。后浇缝宽度取1.0~1.2m,两侧混凝土断面做成企口，后浇缝钢筋不断开，如图21-60。后浇缝必须贯通整个水池，即池底、池壁、顶板全部设缝。一般在池壁浇筑混凝土后1.5~3个月，且气温低于池壁浇筑的温度时，

方可浇筑后浇缝混凝土。后浇缝应采用补偿收缩混凝土（微膨胀混凝土）浇筑。

（3）混凝土的浇筑和振捣。在确定混凝土的浇筑方案时，应尽量减少施工次数。水池的主体部分宜分2~3次施工，即池底一次，池壁和顶板一次。浇筑混凝土时宜先低处后高处，先中部后两端连续进行，避免出现冷缝。应确保足够的振动时间，使混凝土中多余的气体和水分排出，对混凝土表面出现的泌水应及时排干，池底表面在混凝土初凝前应压实抹光，从而得到强度高、抗裂性好、内实外光的混凝土。

（4）混凝土养护。应保持湿润环境14d，防止混凝土表面因水分散失而产生的干缩裂缝和减少混凝土的收缩量。

（5）精心处理施工缝。水池的施工缝均应留在池壁上，在选择施工缝位置时，应符合温度应力计算所选择的位置，留在混凝土受力较小的部位上。在施工时，要尽量缩短施工缝上、下两段混凝土的浇筑间隙时间，在继续浇筑得凝土时，应先铺10cm厚的水泥砂浆（同强度等级的混凝土除去石子），再倒入混凝土。

（6）加设滑动层和压缩层。考虑到较长的水池受地基和桩基的约束，可在水池的垫层上表面和底板下表面间贴一毡一油作为滑动层，如图21-61。在承台梁两侧和池内水沟的里侧设置1~3cm厚的聚苯乙烯硬质泡沫塑料压缩层，以减少地基对水池侧面的阻力，如图21-62、图21-63。

图21-60 后浇缝的形式

图21-6 滑动层

1-混凝土层；2-水池底板；3-滑动层

图21-62 压缩层

1-水池底板；2-承台梁；3-压缩层；4-混凝土桩

图21-63 断面突变处加配钢筋

1-加厚混凝土；2-水沟；3-Φ14@200钢筋；4-沟里侧压缩层2．装配式钢筋混凝土矩形水池

装配式钢筋混凝土矩形水池的施工方法如下：

（1）池底板施工。应事先按要求在池底垫层上弹出池底板与L形壁板的接头位置线，并按线支企口形的边模。连接用的钢筋要预留好；

（2）L形壁板吊装。一般采用15t履带吊将壁板就位，用钢管扣件固定，经校正后楔平底面，并支撑牢固；

（3）壁板与底板接头处理。先将壁板伸出的钢筋与底板预留出的钢筋焊牢，冲洗干净后用微膨胀混凝土浇筑并振捣密实。在混凝土初凝后、终凝前再仔细抹压一次，湿养14d。在壁板外侧与C10混凝土垫层交角处，每块板应设置两个圆锥形木楔，用C20细石混凝土包封，如图21-64。混凝土缝初凝后拔出木楔，待强度达到70％以上，用小型隔膜泵压浆灌满壁板底部与池底垫层间的空隙。压

力灌浆的配合比为：水泥：水：铝粉=100：45：0.05。

（4）壁板侧面板缝处理。先焊接或绑扎壁板侧面的锚固筋。内外模板用M10双头螺栓固定，螺栓中间焊50mm×50mm×5mm的钢板止水片，如图21-65。浇筑接头亦用微膨胀混凝土。拆模后割去螺栓外露部分，并用水泥砂浆嵌补严密。

图21-64 L形壁板与池底板接头

图21-65 壁板侧面接头

21-3-2-4 钢筋混凝土预制装配圆形水池施工

1．底板混凝土施工

（1）弹线。在垫层混凝土强度达到1.2MPa后，先核对水池中心位置，弹出十字线，校对集水坑、排污管、进水管位置后，分别弹出基础外圈线；池壁环槽杯口（见图21-68）的里外弧线，控制杯口吊斗位置；杯口里侧吊绑弧线及加筋区域弧线。

（2）钢筋绑扎。按加筋区域弹线布筋，再布弧线筋绑扎成整体。分别垫起保护层δ=35mm，布好铁马凳。先布弧线筋，再布放射筋，绑扎成整体。

（3）模板安装。模板应用木模，以保证水工构筑物拼装接头的严密。特别

要注意吊模的支设，除上、下位置靠铁马凳外，左、右位置均在池底预埋角钢作支撑固定连接，以确保设计外形。角钢根部的混凝土欠缺处，以砂浆加厚作防漏处理。

（4）浇筑混凝土：为了不留施工缝，宜采用连续作业，接搓时间控制在2h 以内，浇筑混凝土由中心向四周扩张，池壁环槽杯口部分，两个搓口可交替施工，由两个作业组相背连续操作，一次完成，不留施工缝。

2．预制构件的制作

（1）壁板。一律采用木模制作，采用无机脱模剂。为了保证外弧面的弧形圆滑和壁板中预埋铁件的平整准确，可按图21-66支模，并浇筑混凝土。

图21-66 预制壁板支模示意

1-横带；2-弧形立带；3-平板模板；4-对称配筋；5-预埋铁件（2）曲梁。根据曲梁的型号、尺寸，可做成一套或几套模板（可用钢模），如图21-67。

图21-67 曲梁钢模示意

1-木底；2-槽钢［8；3-钢板厚4；4-钢肋；5-角钢；6-夹紧螺栓（3）扇形板。用木材做成定型模板，在混凝土地坪上进行无底支模，并可以在涂刷隔离剂后进行重叠生产。

3．吊装及准备工作

（1）壁槽拆模后，在槽壁两侧将混凝土凿毛，并清除干净，测好杯底标高，将不平地方凿掉。

（2）根据设计要求及预制壁板尺寸的排列，在壁槽上口弹出壁板安放线。

（3）将每块壁板两侧凿毛。

（4）吊装顺序为：

（校正）（焊接）

池内：柱子→灌杯口→曲梁————→内部三圈扇形板

（中部加临时支撑）

（校正固定）

池壁：壁板———→灌环槽杯口——→最外一圈扇形板

（内侧部分）

（5）吊装就位固定。柱子吊装后杯口灌缝混凝土可采用早强措施，3d即可进行上部结构吊装。壁板安装时下部外环槽杯口楔固定，上部则与外圈扇形板焊接，内环槽杯口浇筑C30细石混凝土，如图21-68。

4．灌缝

壁板吊装校正固定后，将两块壁板之间的钢筋按设计要求进行连接，然后进行灌缝工作。

（1）池壁环槽杯口灌缝。根据预先制定的施工方案，对于非预应力水池可先灌外口混凝土，后灌内杯口混凝土。在环槽杯口填灌细石混凝土时，必须先将环槽清洗干净，在充分润湿状态下填灌杯口细石混凝土，并必须保持湿度养护一周以上。

（2）壁板接头灌缝。壁板间竖缝是水池渗漏的要害处，因此，其灌缝质量是决定水池能否达到抗渗的关键。为此，必须一次连续浇筑不留施工缝。其支模方法如图21-69。

图21-68 环槽杯口浇筑混凝土

1-壁板；2-环槽；3-水泥砂浆找平，4-C30细石混凝土

图21-69 壁板间竖缝支模示意图

1-壁板；2-预埋铁件；3-连接板；4-φ12螺栓@900；

5-50厚木模（连接板处打槽）；6-连接板上套丝孔

所用混凝土的水灰比应小于0.5，并采用补偿收缩混凝土（微膨胀混凝土）。可掺用减水剂增大坍落度，确保浇筑混凝土的质量，浇筑后要加强浇水养护。

21-3-2-5 粗钢筋电热张拉预应力圆形水池施工

1．施工工艺及特点

粗钢筋电热张拉法是根据水池直径的大小，沿外壁分为4~8个区段，并在相应池壁上设锚固肋板，然后根据每段的长度，配置18的钢筋，钢筋端头对焊上45号钢螺栓端杆，经冷拉后，穿入池壁外的锚固肋板中，拧紧螺丝后，逐圈通电，使钢筋受热伸长，并根据伸长值进行控制，建立起预应力，如图21-70。

图21-70 粗钢筋电热张拉水池

整个水池的施工工艺流程为：

预制梁、柱和壁板

打石棉水泥接头

编制穿筋图、同时按图标注穿筋符号

木槌锤打钢筋

测伸长值

开挖土石方及基础打桩

现浇池底钢筋混凝土

水池构件安装

安放预应力钢筋

通电

断电锚固

冷却

电热机具准备及伸长值电能计算

钢筋对焊、镦粗、冷拉及计算伸长值，用千斤顶校核

分流、短路、导线检查、记录

活动扳手紧固

手提式应变仪校测应力

采用电热张拉法，具有设备简单、操作方便、施工速度快、质量较好等特点。

2．水池的安装

水池的壁板、柱、梁、板一般采用综合吊装法进行安装。安装时必须按图纸准确分出锚固肋板的位置，如图21-71，并对有锚固肋的预制壁板，应按照设计要求严格准确就位。壁板安装用杯口楔固定，壁板接缝灌C40混凝土，当其强度达到设计强度的70％时，方可进行粗钢筋电热张拉。

3．电热张拉预应力环向钢筋施工操作

预应力钢筋一般用18钢筋，先经过冷拉，控制应力不超过530N/mm2，将延伸率相近的钢筋焊接在一起，对焊成整根钢筋，全部对焊接头进行应力考验。然后将钢筋按图纸位置分别交错安装在锚固肋板上，如图21-72。

图21-71 锚固肋板位置

1-池壁；2-预应力粗钢筋；3-锚固肋板；4-端头短杆

图21-72 粗钢筋锚固在肋板上

锚固肋板宜采用全开口等距离的槽口，如图21-73。其优点是易于加工，易穿钢筋，待穿筋后补焊一根φ18钢筋，亦能解决整体刚度及万一断筋的安全保护。

图21-73 锚固肋槽口

预应力钢筋在电张过程中，要在锚固肋板槽口引伸，为了防止分流，必须采取绝缘措施，把钢筋和垫板与锚固肋分开，可采用酚醛纸板作绝缘材料。建立钢筋初应力（张拉应力10%）及钢筋电热伸长时定向牵引均采用活动扳手，操作活动扳手的人要固定，建立钢筋初应力的紧固程度，要保持与千斤顶校核应力的紧固程度一致。为了克服摩阻力，使钢筋在不同部位上获得比较均匀的应力，在电张中及断电后5min内，用木褪对钢筋进行敲击，使钢筋产生弹跳，以起到调整

应力的作用。

钢筋张拉的顺序是“先下后上再中间”，就是先张拉池底1~2环，再张拉池顶一环，再张拉水池的中间一环，然后，从两端向中间上下对称进行张拉，把最大环张力区段的预应力钢筋安排在最后张拉，以尽量减少这部分预应力损失。

4．预应力伸长值及电热参数计算

（1）基本伸长值按下式计算：

（21-4）

式中σcon——预应力钢筋张拉控制应力（钢筋一般不超过450MPa）；

Eg——预应力钢筋的弹性模量（要求试验确定）（N/mm2）；

L——电热前钢筋总长（cm）；

30——考虑钢筋不直及钢筋在高温和应力状态下的塑性变形所产生的预应力损失（N/mm2）。

（2）附加伸长值按下式计算：

ΔL2＝Σλ1＋Σλ2（21-5）

式中Σλ1——锚具变形（cm）；

Σλ2——垫板缝隙（cm）。

（3）总伸长值按下式计算：

ΔL＝ΔL1＋ΔL2 （21-6）

（4）施工电热参数：

升温：一般要求200~300℃

升温时间：一般要求5~7min

电压：一般要求35~65V

电流：一般要求400~700A

III级钢电流密度：一般要求＞150A/cm2

5．钢筋预应力值的测定

为了了解施加的预应力值及整根钢筋预应力值的均匀度，可采用手持式引伸仪对钢筋的1/4、1/2、3/4的长度外测定预应力值。其具体做法可用JIZ-10TH手枪电钻，在上述三点处钢筋的纵肋上钻两个深2mm、直径1mm的孔，通电伸长

前测得孔距L0，电热伸长并冷却至常温后（断电后12~24h）,测得伸长后的L，则在L0长度内钢筋的长度增量ΔL＝L-L0，从而可以计算该处的预应力值。

21-3-2-6 径向张拉预应力圆形水池施工

1．径向张拉工艺及其特点

径向张拉法是将水池的曲线环筋由径向拉离池壁，使钢筋变为折线多边形，增加环筋拉力的一种预应力施工方法。操作时，先将预应力钢筋用套筒连接，一环一环的箍紧在池壁上，再用简单的张拉器把钢筋拉离池壁一定间隙，按一定距离用可调撑垫住，使池壁受压，环筋受拉，最后用测力器逐点调整到设计要求的径向力，如图21-74。

图21-74 径向张拉示意

1-池壁；2-预应力环筋；3-连接套筒；4-可调撑垫

每点径向张力P y（N），可根据环筋面积A y（mm2）、张拉控制应力σcon （N/mm2）、每环张拉点数、由下式确定：

（21-7）

环筋拉离池壁的间隙δ（mm），根据环筋的弹性模量E g（N/mm2）、混凝土弹性模量E c（N/mm2）、水池半径R（mm）、壁厚t（mm）、环与环间距d（mm）等由下式估算：

（21-8）这里计算出的δ，仅为施工操作时的参考，不能作为控制张拉力的标准，而应直接测定径向张力控制预应力为宜。

采用径向张拉工艺，工具设备简单，操作方便，能以较小的径张力产生较大的环拉力。由于张拉力为逐步调整建立，可达到所需要的精度和均匀度，如采用多具小型张拉器同时张拉一环，即能达到张拉力的均匀一致。径向张拉法的应力损失也小，施工费用较低，仅为绕丝法和电热法的15%~23％。

2．径向张拉施工要点

（1）预应力筋的准备

所用钢材应有化学成分和机械性能的证明，无证明者应补做试验，合格后方能使用。对焊接头应在冷拉前进行，接头强度不低于钢材本身，冷弯90°合格。螺丝端杆可用同级冷拉钢筋制作，如果用45号钢，热处理后强度不低于700MPa，伸长率大于14%。套筒用不低于Q235钢材质的热轧无缝管制作。螺丝端杆与预应力钢筋对焊接长，用带丝扣的套筒连接。螺杆与套筒精度应符合标准，公差配合良好，配套供应。施工过程中应采取措施保护丝扣免遭损坏。

环筋分段长度，主要根据冷拉设备场地和运输条件考虑，一般每环分为2~4段，长约20~40m。

如果采用高强钢丝来作预应力筋，可采用专门的镦铸锚，其构造如图21-75。锚环为45号钢制作，加工后不再作其他处理。钢丝在应力状态下下料，每隔1~1.5m用φ1钢丝绑扎，成束锯齐，保证端头整齐。钢丝束穿过锚环，用LD-10冷镦器逐根镦头，再用φ1钢丝编织定位，拉入锚环，浇以合金，检查合格后方可使用。

图21-75 镦铸锚

1-DZM20A；2-连接套筒；3-高强钢丝束

（2）径向张拉操作

预应力筋按指定的位置安装，尽力拧紧连接套筒，再沿圆周每隔一定距离用简单的张拉器将钢筋拉离池壁约计算值的一半，填上垫块，最后用测力张拉器逐点调整张力到设计要求，再用可调撑（图21-76）顶住。为了使各点离壁的间隙基本一致，张拉时宜同时用多个张拉器均匀地同时进行张拉。

图21-76 可调撑

张拉器可用简单的螺栓张拉油压测力器或穿心式油压张拉测力器。

每环张拉点数，视池直径大小、张拉器能力和池壁局部应力等因素而定。点与点的距离一般不大于1.5m，预制壁板以一板一点为宜。

张拉时，仅考虑张拉的操作损失（包括撑垫对池壁的压陷），即径张系数，一般取控制应力的10%，这样，粗钢筋不大于120MPa，高强钢丝束不大于150MPa，以提高预应力效果。

（3）安全措施

为防止施加预应力时将钢筋拉断，每个对焊接头（包括螺丝端杆）均应经冷拉检验。

张拉点应避开对焊接头不少于10倍钢筋直径，不进行超张拉。

环筋张拉前，在构筑物周围距池壁20~30cm处设护杆，间距约2m，以防断筋伤人。如环筋为钢丝束，则在张拉过程中要测量其从锚环中的滑出量，来判断是否会发生问题。

3．施工测试

（1）池壁径向力的测定

将撑杆制成电阻传感器，用静态电阻应变仪测定。

（2）预应力钢筋内力测定

将套筒制成电阻传感器，用电阻仪测定。钢筋建立起的环拉力N与径向力S 的比值β＝N/S应低于计算值。

（3）池壁变形测定

池壁径向变形用百分仪来测定，可在池壁全高上设置若干点，施加预应力后，测径向内缩值，装满水后，测径向外张值，当预应力的径向压缩值大于满水的外张值，则壁板始终处于受压状态，预应力效果显著。

（4）径向力的检查

在水池试水结束，全部仪表拆除后，按点数抽1/6进行检查，求出标准差和变异系数，进行对比。对径向力不足者均予以补张，以提高预应力效果。

21-3-3 水池施工要点

21-3-3-1 降低地下水措施

一般可采用基坑排水，这种施工方法简单而经济。在土方开挖过程中，沿基坑边挖成临时性的排水沟，相隔一定距离，在底板范围外侧设置集水井，用人工或机械抽水，使地下水位经常处于土表面以下60cm处。如地下水较高，应采用井点降水以降低地下水位，详见本手册“6土方与基坑工程”。

21-3-3-2 底板施工要点

1．钢筋混凝土底板浇筑前，应当检查土质是否与设计资料相符或被扰动。如有变化时，须针对不同情况加以处理。如基土为稍湿而松软时，可在其上铺以厚10cm的砾石层，并加以夯实，然后浇筑混凝土垫层。

2．混凝土垫层浇完隔1~2d（应视施工时的温度而定），在垫层面测定底板中心，然后根据设计尺寸进行放线，定出柱基以及底板的边线，画出钢筋分布线，依线绑扎钢筋，接着安装柱基和底板外围的模板。

3．在绑扎钢筋时，应详细检查钢筋的直径、间距、位置、搭接长度、上下层钢筋的间距、保护层及埋件的位置和数量，均应符合设计要求。上下层钢筋均用铁撑（铁马凳）加以固定，使之在浇捣过程中不发生变位。

4．柱基模板是悬空架设，下面用临时小方木撑在垫层上，边浇混凝土，边取出小木撑。

5．底板应一次连续浇完，不留施工缝。平底板的浇捣顺序见图21-77，施工

间歇时间不得超过混凝土的初凝时间。如混凝土在运输过程中产生初凝或离析现象，应在现场拌板上进行二次搅拌，方可入模浇捣。

图21-77 平底板浇捣顺序

底板厚度在20cm以内，可采用平板振动器。当板的厚度较厚，则采用插入式振动器。

6．池壁为现浇混凝土时，底板与池壁连接处的施工缝可留在基础上口20cm 处。

7．池底与池壁的水平施工缝可留成台阶形、凹槽形、加金属止水片或遇水膨胀橡胶带。各种施工缝的优缺点及做法见表21-16。

各种施工缝的优缺点表21-16