概述水塔施工方法的共同特點是:支筒採用液壓滑升模板法施工(簡稱“液壓滑模”),水箱則套在支筒外,就地預製後,利用安在支筒頂的各種設備,提升就位。這種施工作業,將原有的手工操作,改變成機械化施工,尤其在設計將水塔系列化和標準化後,同樣使施工機具實行了標準化和系列化,它大大方便了專業施工隊的作業,減少機具品種,最終也為用戶降低了造價。
雖然這樣,機械化施工畢竟需要一些設備,除了各種配套模板外,還要一系列的液壓裝置和相應的各種千斤頂、捲揚機等。
60年代末,日本在施工倒錐殼水塔時,曾採用液壓滑模施工支筒後,在高空現澆水箱的辦法。
80年代初,國內也做過類似的施工方案,但由於設備成本等原因,都沒能實現。
本著高質量低成本、技術由簡到難和設備因陋就簡的原則,本文提出了一套獨特的無腳手現澆鋼筋砼水塔施工的設備和施工技術。
這套方法經過近20年的不斷改良,它已基本定型配套,利用它已完成了1000m3及各種規格的倒錐殼水塔工。
鋼筋混凝土
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圖一、本公司承做內湖某廠辨之水塔、水箱防水工程。施作前免打除。
一、總體配置在水塔施工現場,設置內外2個鋼結構井架,內井架作用是作為支筒滑升模板時滑升的支承結構,故內井架中心嚴格和水塔支筒中心對齊,外井架專作砼的運送用。
在場
地佈置上為配合外井架的提升,設捲揚機1台,見圖1。 由於水箱在高空現澆,所以地面上的操作面積要比“雙液壓法”要小。
①支筒②內井架③外井架④捲揚機圖1水塔施工現場佈置示意二、水塔支筒的滑升如圖2所示,在支筒中心設內井架,其由3m長一節組合安裝而成,井架支設過程中分層設纜風以確保穩定,支筒壁滑模的內外模板和操作平台結構和常用的基本一樣,所不同的是“液壓滑模”(筆者命名)中的重量是由埋在筒壁中的艥25鋼筋來承受,而將整個滑昇平台等重量,通過4個葫蘆,由內井架來承受。
在滑模提升過程中,由4個人操作這4個葫蘆,將支筒壁模板緩緩上提。
很明顯,這種施工方法的優點之一是節省了1批艥25的爬杆(某些工程中將它替代支筒壁中的受力筋,但為確保安全,筆者認為不利用它們更好),而且較安全可靠,易控制砼澆築質量。
支筒施工過程的關鍵是防扭和確保對中,在本文方法中,由於控制對中及水塔操平僅是在4個點上進行,易於控制。
不像“液壓滑模”是許多個千斤頂,要它們同步相對難度要大些。 在提升架安裝過程中,一開始就嚴格對中操平,並隨滑升過程隨時校正,而且同
時配合2台經緯儀控制,用這種方法(特別操作工人熟練以後)反而比“液壓滑模”要易於操作管理(在“液壓滑模”中,油管長短、彎曲不一樣,都會引千斤頂的不同步)。鋼筋混凝土鋼筋混凝土
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①內井架②纜風③提升用葫蘆④滑模提升架⑤內操作平台⑥外操作平台⑦支筒內外模板⑧鋼筋砼支筒⑨吊中垂球圖2支筒滑昇機具三、水箱的高空現澆在支筒施工完後,將掛架和支筒頂的預埋件連結固定,然後將懸架和掛架連結,掛架外懸端用拉索和內井架相連,利用掛架作徑向龍骨,再加上環向拉桿和支撐,就構成了一個錐形的施工操作平台。
利用它來組裝水箱底模,水箱底模承力構件和掛架類似,主要是徑、環向2種構件。
鋪在徑向構件上的模板是由鋼板和加勁組成,它們的尺寸是按照標準化、系列化的原則設計(錐殼水箱在傾角固定後,不同容量水箱的底模,僅是沿徑向增加一環圈),以便用種類最少的模具,施工品種最多的水塔,從而達到降低造價的目的。
水箱的拆模、外裝飾等,全是利用這個掛架平台。 水箱上蓋的底模和受力構件,如圖3示,它一端支承在人井上,另一端支承在已完工
①掛架②懸架③水箱底底模④水箱頂蓋底模骨架⑤頂蓋底模⑥水箱人井平台⑦撐桿圖3現澆水箱支模示意的水箱中環樑上。
這套水箱施工的模具設計原則,實際上是根據倒錐殼水箱的受力機理,即垂直荷重通過徑向構件(這裡是懸架和底模的徑向龍骨)傳向支筒,水平張力則通過一系列的環向構件自相平衡。
當內井架分段下降時,利用它作為支承,逐步施工每層支筒中的平台。
在水箱頂、底蓋的施工中,僅採用底模,特別在水箱下殼(45°)施工中是採用乾硬性無頂模施工,這樣大大減少了模板和支撐構件,有效的降低了造價。
這種現澆水塔施工方法是利用水箱的結構特點而提出的,所以它的機具相對“液壓滑模”為少,而且現澆結構中不需“環板”和“臨時鋼支撐”這些在預製水箱中不可缺少的部件,所以還能省一些材料,其設備重量也約減少35%。
當然高空現澆水箱方法也有不足之處,如其施工受到氣候的影響,並要求更高的施工技術及嚴謹的施工管理。
近20年的施工實踐中,這套機具應用於近多個水塔的施工,獲得了良好的評價、經濟效益。
圖二、本公司承做內湖某廠辨之水塔、水箱防水工程，歷經一年後拍照，無滲漏水。
上述的預防措施都做了，如果不幸真的發混凝土結構裂縫或滲漏，是否有補救的方法呢？筆者參考國內外的網站有一種叫CDPS
的材料，一個月滲透的深度即達3.5CM，一般的矽酸質的材料也無法到達這樣的深度，而且它的施工方式也很方便，不像pu、環氧樹脂等材料，須塗三、四層以上。但現在市面上的較普遍的防水材料，像pu或環氧樹脂之類，屬於有機質的材料，普遍都有材質劣化的疑慮，且若長期直接曝露在太陽下或長期浸泡在水中，通常防水效果不能持久。彈性水泥，施作厚度也高達2~3公分以上。是否有無機質且長期直接曝露在太陽下或長期浸泡在水中，不會劣化或分解的防水材料而且又是無毒無污染，"CDPS"的防水材料,可以符合上述修件，也曾應用在許大重大工程，而且施工簡便、工期短。
圖三、水塔、水箱內塗佈CDPS奈米結晶滲透保護塗料，可長期浸泡在水中 ，環保安全符合"中華民國台北自來水事業處飲用標準"等測試，而且有效抵抗水壓 。
CDPS「混凝土滲透結晶型」系列防水及修補材料，此種材質屬無機質且長期直接曝露在太陽下或長期浸泡在水中，不會劣化或分解的防水材料而且又是無毒無污染，不會揮發有毒氣體。日後若是混凝土有產生新的裂縫，只要再遇到水，又可以產生新的結晶，會順著水路，把新生的裂縫再修補起來，達到「二次防水」的效果(如所示)，算是觀念蠻新的防水材料，在這裡與大家分享！，在堵漏時必須塞實，混凝土結構工程止漏與防水，選擇適合的材料，使用正確的工法，才能獲得良好效果。
成功的止漏防水方法(如下圖CDPS池槽修補防水示意圖所示)
成功止漏防水的原則及方法：必須通過剔鑿找
出漏水點、漏水處，有重點性地進行堵漏，對漏點、漏水處堵漏採取「混凝土滲透結晶型」系列防水材料，此種材質屬無機質且長期直接曝露在太陽下或長期浸泡在水中，不會劣化或分解的防水材料而且又是無毒無污染，不會揮發有毒氣體。日後若是混凝土有產生新的裂縫，只要再遇到水，又可以產生新的結晶，會順著水路，把新生的裂縫再修補起來，達到「二次防水」的效果，算是觀念蠻新的防水材料，在這裡與大家分享！，在堵漏時必須塞實，地下室工程止漏與防水，選擇適合的材料與專業施工人員。
CDPS池槽修補防水示意圖
CDPS是一種可呼吸的水泥基結晶滲透型且可自動修復裂縫的防水材料，可直接應用於混凝土表面，滲入混凝土結構的微孔和空隙中，堵塞過水通道，處理混凝土結構裂縫
及漏水有顯著效果!鋼筋混凝土
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CDPS結晶原理介紹
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CDPS |
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混凝土滲透結晶型系列防水材料 |
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CDPS防水原理 |
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CDPS，它是由波特蘭水泥、矽沙和多種特殊的活性化學物質所組成的灰色粉末狀無機材料。其防水原理是CDPS特有的活性化學物質，利用水泥混凝土本身的化學特性及多孔性，以水做載體，借助滲透作用在混凝土毛細管中傳輸、並催化混凝土內的微粒和未完全水化的成份再次發生水化作用，而形成不溶性的枝蔓狀結晶，並與混凝土結合成為一體，進而使任何方向來的水或液體被堵塞，達到永久性的防水、防潮和保護鋼筋、增強混凝土結構強度的效果。工作示意圖如下： |
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CDPS |
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混凝土滲透結晶型系列防水材料 |
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CDPS電子顯微鏡觀察 |
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下面是混凝土試體的電子顯微鏡照片。它充分顯示了CDPS在混凝土毛細管和微小通道中的結晶過程和效果。 |
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