混凝土消防水池设计与施工

混凝土消防水池设计与施工

学兔兔www.xuetutu.com32I2014年2月混凝土消防水池设计与施工董秧生王进中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川威都610041摘要：混凝土消防水池应用广泛，地下水位较高的地区，需高度重视消防水池的抗浮设计；施工过程中应采取可靠措施，避免出现渗漏缺陷。抗浮设计常用自重抗浮、压重抗浮、降水抗浮、锚杆抗浮等方法，根据消防水池的容积及地基条件选择合适的抗浮设计方法，以减少工程建设成本，降低施工难度。针对消防水池施工缝、池壁转角、预埋套管等部位的渗漏原因，采取相应的预控措施，能有效地避免渗漏缺陷。对孔洞、裂缝、蜂窝麻面等不同形式的渗漏缺陷，采取相应的方法进行堵漏，能保证消防水池施工质量。关键词：消防水池；抗浮；防漏DOI：10．3969／j．issn．1o06—5539．2014．06．021O前言2抗浮设计油气田地面建设工程中，混凝土消防水池具有施工2．1消防水池飘浮的后果方便、运行可靠的特点，应用较广泛。但地下水位较高的消防水池在施工、使用过程中，如果消防水池的重地区，如设计、施工措施不当，消防水池很容易发生漂浮量(含覆土及池内载水重量)小于地下水及地表水渗到事故，导致池体受损。消防水池池深壁薄，钢筋密布，混地下引起的浮力，消防水池池体就会发生漂浮。消防水凝土浇筑振捣死角多，容易产生蜂窝、麻面等缺陷，出现池漂浮后，产生不良后果：池底局部架空，底板产生裂渗漏。从经济性方面对消防水池抗浮设计方法进行比缝：内柱与池底交接面发生剪切破坏；池体整体倾斜或较，总结混凝土消防水池常见的设计及施工问题，介绍偏移；与池体连接的管道变形或拉裂，无法实现应有的了消防水池易出现渗漏的部位、原因及堵漏方法。使用功能等。2．2抗浮设计方法1消防水池结构2-2_1自重抗浮混凝土消防水池一般由底板、池壁、隔板、顶板、内通过增加水池底板及池壁等混凝土构件体积，增加柱等构成，半地下结构，自防水，池壁地面以上及顶板做消防水池自重，使其重量大于地下水的浮力。外保温_l_。消防水池剖面图见图1。该方法的优点是设计、施工简单，可靠性好，适用于进人孔容量较小的消防水池或地下水位较低的地方。如某座300m。消防水池，长12．4m，宽8．4m，高4m(地上1m，地下3m)，最高地下水位一1．0m。设计顶板厚度150mm，池壁厚度250mm，底板厚度300mm，利用水池自重即可满足水池抗浮要求。缺点是混凝土用量较多，特别是对于大型消防水收稿日期：2014—08一l1基金项目：中国石油天然气集团公司重点工程资助项目(Z2010—4)作者简介：董秧生(1964一)，男，江苏兴化人，国家一级注册结构工程师，国家一级注册建造工程师，学士，主要从事油气田土建设计与施工工作。n学兔兔www.xuetutu.com第32卷第6期NDUSTRYANDCIVILCONSTRUCTIONl工业与民用建筑lO。Oal工业与民用建筑I池．地下水位较高时，经济性差。如某座2000m。消防水池，长30m，宽18m，高4m(地上1m，地下3m)，地下水3设计及施工常见问题位高一0．5m。通常情况下，如不考虑抗浮设计，顶板设计3．1池壁腋角不利于施工厚度150mm，池壁及底板厚度300mm；如考虑抗浮设消防水池池壁为双层钢筋，池壁腋角上部距止水钢计，底板厚度需增加到800mm，增加混凝土270m，混凝片距离很近，受止水钢片影响，浇筑混凝土时，振动棒很土综合单价按550元／m计算，水池的抗浮成本约15万难插入腋角部位，形成振捣盲区，易导致混凝土振捣不元，费用高。密实，产生蜂窝。同时由于腋角模板位于}昆凝土上方，混2_2．2压重抗浮凝土浇筑过程中产生的气泡不易排出．易产生麻面，坡利用底板外伸增加消防水池压载土体的重量，使消防度较小的腋角问题更突出。腋角结构见图2。水池自重与外伸底板压载土体的重量大于地下水的浮力。改进措施：设计时，腋角的坡度不宜过小。施工时，该方法的优点是设计及施工较简单，混凝土用量较在池壁外侧高出腋角的部位设置振捣口，从外向内进行少，经济性好。如2．2．i中某座2000m’消防水池，若采用振捣；腋角模板密开排气孔；降低腋角部位混凝土浇筑增加压载土体重量法，底板外伸长度1．1m，所需混凝土速度。充分振捣排气。量仅30m，是自重抗浮法的1／9_2]。池壁钢筋缺点是基坑回填前，若突发暴雨，池外的水位高于池内，有可能发生漂浮。为避免发生漂浮，基坑回填前，消防水池的出水口要开启，池外的雨水能通畅地流入池内。保证消防水池内外水位平衡。2．2．3降水抗浮在消防水池四周及基底修建排水盲沟，盲沟将地下水汇集到集水井，通过管沟外排到地势较低的冲沟、河流或城市排水系统。通过排水盲沟的使用，使地下水位始终低于能使消防水池浮起的警戒水位，避免消防水池飘浮_3]。该方法的优点是施工方便，可靠性好，成本较低。适用图2腋角结构于地基土渗透性较差，由地表积水下渗导致的上浮水池。3_2顶板未考虑雨水排放缺点是适用范围较小，外排管沟的制约因素较多。消防水池顶板结构由上至下分别为：钢筋细石混凝2．2．4锚杆抗浮土砼保护层、聚酯无纺布隔离层、聚苯板保温层、水泥砂在地基上设置一定数量的锚杆或锚桩，将水池底板浆找平层、钢筋混凝土顶板。设计一般未说明顶板的坡与地基连到一起。当水池受到浮力作用时，固定在地基度及雨水排放方式，导致顶板坡度过小，雨水沿消防水里的锚杆或锚桩将水池牢牢拉住，使其不会漂浮。单根池壁外表面漫排，形成若干水痕，影响消防水池外观。抗拔承载力特征值计算公式为：改进措施：消防水池顶板平层改为坡层，坡度不小R=O．8竹d1于0．5％，顶板四周上翻边沿，设置雨水管集中排水。式中：R．为单根锚杆拔承载力特征值，kN；d。为锚杆直3．3防渗设计不合理径，m；L为锚固段锚杆的有效长度，m；f为砂浆与岩石问消防水池设计通常要求所有构件均采用C3O混凝的粘接强度特征值，kPa_4]。土，抗渗等级S6。而顶板、内柱、隔墙从功能上来说，对抗锚杆主筋一般采用单根Ⅲ级螺纹钢，直径不宜小于渗没有要求。2000m消防水池，顶板、内柱等采用普通混30mm，尽量采用锥螺纹连接方式。孔径宜取锚筋直径的3凝土，其余采用抗渗混凝土，能减少工程费用约3万元。倍，注浆体采用1：1水泥砂浆，水泥砂浆强度等级不宜小3．4水池顶板未设置施工洞于25MPa。为避免锚杆对地基强力上拉作用，出现局部地消防水池顶板设计进人孔直径700mm，可以满足施基隆起现象，主筋上部应设置一定长度的自由段，自由段工及检修人员进出的要求，但影响消防水池内部模板拆长度通常由被锚固的地基节理裂隙位置确定，自由段的模完整取出，模板损耗很大，增加工程费用。钢筋一般利用塑料布包裹与注浆体之间形成隔离层]。改进措施：在池顶紧邻梁边，弯矩较小位置，经设计确该方法的优点是施工费用适中，可靠性较高。认后设置施工洞_6]，施工洞口尺寸一般900minx1800mm。缺点是受地质情况、设备水平的限制，一般适用于模板取出后，施工洞封堵施工按后浇带的要求进行。岩石地基．施工技术要求较高。n学兔兔www.xuetutu.com34l意l2。4年2月5．3蜂窝、麻面渗漏a)清洁渗漏部位，堵漏粉拌合成胶浆，均匀抹2mm厚。4渗漏b)浆料表面撒干水泥，根据干水泥上的湿点找出漏4．1施工缝部位点．逐点用手指将胶浆压入漏点。渗漏原因：施工缝部位在浇筑第二道混凝土前，浮c)抹水泥砂浆一道，并扫成毛面。浆处理不彻底，断面光滑，未凿毛；钢板止水带连接处拼5。3结果验证缝焊接不严密：钢筋与止水带问空间狭小，池壁高，混凝修补部位的混凝土强度达70％后进行试水，若48h土振捣不密实。内池壁无漏水、无大面积渗水；总湿渍面积小于总防水预控措施：施工缝表面浮浆、浮石清除彻底后，方可面积的0．2％：任意100m防水面积上的湿渍不超过3支模；保证钢板止水带的焊接质量；浇筑混凝土采用细处，单个湿渍的面积不超过0．2m_7]。即表明堵漏完成。震动棒；安排有经验的工人施工。4．2池壁与底板交接处6结论渗漏原因：池壁腋角部位混凝土振捣难度大，气体消防水池设计过程中．抗浮设计宜优先选用压载土不易排出，易形成蜂窝、麻面；池壁与底板交接处应力较体重量法，减少}昆凝土用量；对消防水池细部结构应进大，养护不及时，形成干缩裂缝。行优化设计，降低工程施工难度及造价。施工过程中，针预控措施：在池壁根部外侧设置振捣孔，尺寸200对易发生渗漏的部位，根据渗漏的原因，采取预控措施；mmX200mm，间距1m，池壁根部浇筑完成后，封堵振捣针对渗漏问题，根据渗漏特点，采取对应的补漏方法。孔，进行后续施工；及时拆模，加强养护。4．3预埋套管部位渗漏原因：预埋套管固定不牢，混凝土振捣时发生参考文献：松动、移位，产生缝隙。[1]胥杰．昆仑能源西藏有限公司100×10Nm3液化天然气预控措施：预埋套管的制作及安装严格执行图集做项目拉萨市LNG接收站消防水池[z]．成都：中国石油集法，采取可靠的方法固定套管。团工程设计有限责任公司西南分公司，2011．4．4模板拉杆部位XuJie．100X10Nm3LNGProject’SLNGReceivingStationFirePoolinLhasaofKunlunEnergyCo．，LtdinTibet[zj．渗漏原因：拉杆中部无钢板止水环，或钢板止水环Chengdu：ChinaPetroleumEngineeringCo．，LtdSouthwest焊缝不严密；拆模过早，拉杆松动。Company，2011．预控措施：保证拉杆止水带的焊接质量．彻底清除[2]胡道华．桩筏基础计算与分析[J]．天然气与石油，2000，18拉杆表面的油污及锈迹；混凝土强度达到50％后拆模。(1)：39—42，55．4，5混凝土沉陷裂缝HuDaohua．CalculationandAnalysisofPileFoundationIJJ．渗漏原因：振捣下一步底板混凝土时，对已振捣完NaturalGasandOil，2000，18(I)：39—42，55．毕底板及池壁根部的混凝土产生扰动．导致混凝土不密[3]吴克信．浅谈基础合理的埋置深度[J]．天然气与石油，实；混凝土初凝前，池壁混凝土内部粗骨料处于下沉状1994，12(1)：44—48．态，受钢筋的牵制作用，水平钢筋下方形成水平裂缝。WuKexin．DiscussionontheReasonableDepthofFoundation预控措施：底板}昆凝土初凝后再进行浇筑池壁；池[L1]．NaturalGasandOil，1994，12(1)：44—48．壁采用细骨料混凝土，降低混凝土的浇筑速度。[4]GB50007—2011，建筑地基基础设计规范[s]．GB50007—2011，CodeforDesignofBuildingFoundationlSj．[5]王国良．圆形消防水池施工工艺的改进[T]．浙江建筑，5堵漏2003。19(5)：34—35．5。1子L洞漏水WangGuoliang．TheImprovementofCircularFirePoolCon—a)凿除漏水部位的混凝土。孔洞凿成里大外小，尽strucfonTechnology[J]．ZhejiangConstruction，2003，19(5)：量露出钢筋，并清洁孔洞内部。34-35．b)堵漏粉拌合成团，塞入孔洞，木锤砸实。[6]GB50666—2011，混凝土结构施工规范[s]．C)孔洞周围10cm用堵漏粉兑成浆料刮抹，养护3d。GB50666—2011，CodeforConstructionofConcreteStruc—5-2裂缝渗漏tures[s]．a)将裂缝凿成八字形沟槽，并清理干净。[7]GB50108—2008，地下工程防水技术规范[s]．b)堵漏粉拌合成条，压进沟槽。GB50108—2008，TechnicalCodeforWaterproofingofUn—c)水泥砂浆抹平沟槽，并扫成毛面。dergroundWorkslsj．