一种轻质装配式水池结构及施工方法 |
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| 申请号 | CN202310879938.4 | 申请日 | 2023-07-18 | 公开(公告)号 | CN116905879A | 公开(公告)日 | 2023-10-20 |
| 申请人 | 广州市第二市政工程有限公司; 哈尔滨工业大学重庆研究院; 广州市市政集团有限公司; 哈尔滨工业大学; | 发明人 | 赵小浪; 胡定宇; 钟威; 杨大伟; 李冬冬; 段子木; 潘丹; | ||||
| 摘要 | 一种轻质装配式 水 池结构及装配方法，属于装配式水池技术领域。其包括 底板 、墙体、转 角 墙体、湿接缝、插销和插孔，墙体通过转角墙体组合成闭合的水池墙体结构，闭合的水池墙体结构安装于底板顶部，共同构成水池结构，墙体与转角墙体之间的相邻处通过湿接缝建立连接，墙体和转角墙体与底板之间的相邻处通过插销和插孔建立连接，本 发明 研发目的是为了解决 现有技术 中存在的预制构件种类多、接缝连接方式不完善、制造和装配难度高的问题，本发明提供一种装配标准化、模 块 化、接缝合理，生产和装配实施性强的装配式水池。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种轻质装配式水池结构，其特征在于：包括底板(1)、墙体(2)、转角墙体(3)、V型企口湿接缝(4)、插销(5)和插孔(6)，墙体(2)通过转角墙体(3)组合成闭合的水池墙体结构，闭合的水池墙体结构安装于底板(1)顶部，共同构成水池结构，墙体(2)与转角墙体(3)之间的相邻处通过V型企口湿接缝(4)建立连接，墙体(2)和转角墙体(3)与底板(1)之间的相邻处通过插销(5)和插孔(6)建立连接。 |
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| 说明书全文 | 一种轻质装配式水池结构及施工方法技术领域[0001] 本发明涉及一种轻质装配式水池结构及装配方法，属于装配式水池技术领域。 背景技术[0002] 在建设的过程中，水池是必不可少的建设内容，主要起到满足给排水以及环保工程正常运转的作用，可以实现对水资源进行必要的处理与储存。 [0003] 在市政工程领域，钢筋混凝土水池应用广泛，特别是在净水厂和污水处理厂中，对水资源的调配、处理起重要作用。常见的水池形状有矩形、不规则多边形、圆形等。矩形钢筋混凝土水池广泛应用于矿石采选工程、金属联合冶炼工程等工业和民用蓄水、污水处理站中。 [0004] 随着我国城市农村建设迅速发展，给水排水设施的需求量大幅增加，并且有了更高的要求。由于水池这种结构长期蓄水并埋深于地下，需要特别加强构造并且有良好的结构强度及抗渗性，这样水池整体结构才可以长期正常使用。为满足我国工业、农业和居民用水日益增长的需要，水池在市政给排水工程建设中扮演着越来越重要的角色，其中就有网格沉淀池等水池结构，在设计上除了要满足工艺要求外，这种水池的安全、适用、耐久都有很高的要求，同时要考虑工程造价的经济性。 [0005] 现在主流水池建造分为现浇水池、装配式水池，其中： [0006] 现浇水池通过大规模支模与钢筋绑扎，混凝土浇筑，养护拆模。但是存在现浇混凝土的养护时间造成工期较长，施工现场要求高，造价相对较高等缺点，且现有现浇水池伸缩缝通常采用止水带进行防水，橡胶止水带在施工过程中定位不准，止水带中间的环形结构无法发挥本身应该具有的抵抗变形的作用。 [0007] 因此装配式水池的装配式结构由于质量高、工期短、绿色环保等优势，逐渐替代了现浇水池。 [0008] 但是上述装配式水池的装配式构筑物预制构件重量大。预制构件重量限制了运输设备、现场塔吊的选择，因此在施工车辆机械的成本也会相应增加。为防止发生预制构建倾斜等现象，通常需要对构件进行调垂，构件较大的重量增加施工难度与成本，并且装配式水池的装配式给排水构筑物是采用防水卷材作为防水措施。防水卷材根据防水垫层的形状定制切割，垫层拼接复杂，防水卷材难以粘结，存在较大的漏水风险；防水卷材施工后的保护和漏水后的维护困难，任何部件的渗透性损坏、脱胶和漏胶，则整个连贯水平的防水功能将降低。 [0009] 现有的装配式水池还分为装配式湿法连接水池和装配式干法连接水池，其中： [0010] 装配式湿法连接水池，主体为预制构件，连接处为现浇混凝土，但是采用湿法连接技术的装配式给排水构筑物，先、后浇筑的混凝土结合面处收缩不一致，使结合面黏结力不足，导致开裂渗水； [0011] 装配式干法连接水池，主体为预制构件，连接处为连接件连接，但是采用干法连接技术的装配式给排水构筑物，难以解决板内水工况受力问题；连接采用水橡胶、止水带等形式，由于不均匀变形、冷热交替等损伤累积导致出现严重的渗漏，接缝连接形式难以满足变形与防水需求。 [0012] 因此，亟需提出一种新型的轻质装配式水池结构及装配方法，以解决上述技术问题。 发明内容[0013] 本发明研发目的是为了解决现有技术中存在的预制构件种类多、接缝连接方式不完善、制造和装配难度高的问题，本发明提供一种装配标准化、模块化、接缝合理、轻质，生产和装配实施性强的装配式水池，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。 [0014] 本发明的技术方案： [0015] 方案一、一种轻质装配式水池结构，包括底板、墙体、转角墙体、V型企口湿接缝、插销和插孔，墙体通过转角墙体组合成闭合的水池墙体结构，闭合的水池墙体结构安装于底板顶部，共同构成水池结构，墙体与转角墙体之间的相邻处通过V型企口湿接缝建立连接，墙体和转角墙体与底板之间的相邻处通过插销和插孔建立连接。 [0016] 优选的：所述底板包括多个底板预制构件组合而成，底板预制构件内部设置有钢筋，其连接端面预留钢筋接头，相邻两个底板预制构件之间通过V型企口湿接缝建立连接。 [0017] 优选的：所述墙体包括多个墙体预制构件组合而成，墙体预制构件内部设置有钢筋，其连接端面预留钢筋接头，相邻两个墙体预制构件之间通过V型企口湿接缝建立连接。 [0018] 优选的：所述底板预制构件顶部设置有插孔，墙体预制构件底部设置有插销，墙体预制构件底部的插销插装于底板预制构件顶部的插孔内，所述插销和插孔之间缝隙填充有超高性能混凝土。 [0019] 优选的：所述V型企口湿接缝上设置有接缝渗透固结层，接缝渗透固结层内填充有现浇湿接连接材料，所述V型企口湿接缝的宽度≥200mm。 [0020] 优选的：所述现浇湿接连接材料包括高渗透高分子材料和超高性能混凝土。 [0021] 优选的：所述墙体和转角墙体与底板之间采用高分子材料进行防水处理，同时增强其连接性能。 [0023] 优选的：所述无溶剂环氧厚浆涂层顶部设置有脂肪族聚氨酯层。 [0024] 方案二、一种方案一所述的一种轻质装配式水池结构的施工方法，包括： [0025] S1，铺设混凝土垫层，作为水池结构的垫层； [0026] S2，预制加工底板预制构件、墙体预制构件和转角墙体； [0027] S3，多个底板预制构件通过V型企口湿接缝组合成底板，多个墙体预制构件通过V型企口湿接缝组合成墙体，墙体与转角墙体通过V型企口湿接缝组合成闭合的水池墙体结构，闭合的水池墙体结构安装于底板顶部，在垫层顶部共同构成水池结构； [0028] S4，步骤S3中闭合的水池墙体结构底部设置有插销，底板顶部设置有插孔，插销插装于插孔内，同时插销和插孔之间缝隙填充有超高性能混凝土或高强砂浆，闭合的水池墙体结构与底板之间依次涂刷高渗透环氧防腐防水层，并形成渗透固结层； [0029] S5，水池结构内表面依次涂刷形成有无溶剂环氧厚浆涂层、高渗透环氧防腐防水层和渗透固结层，或水池结构内表面依次涂刷形成有脂肪族聚氨酯层、无溶剂环氧厚浆涂层、高渗透环氧防腐防水层和渗透固结层。 [0030] 本发明具有以下有益效果： [0031] 1.本发明可通过控制底板预制构件、墙体预制构件和转角墙体的数量和布置形式，还有V型企口湿接缝宽度，进而可灵活的改变水池结构的水池尺寸和水池形状，便于标准化施工与构件生产。 [0032] 2.本发明的墙体和转角墙体与底板之间的相邻处通过插销和插孔建立连接，插销和插孔这种榫头式的连接方式使施工更加方便，大大缩减了施工工期，降低施工难度，提升了施工效率； [0033] 3.本发明的V型企口湿接缝的V型企口缝，在进行底板预制构件之间、墙体预制构件之间和墙体预制构件与转角墙体之间的连接时，优化其连接处的受力结构，且施工更加简单，更加标准化； [0035] 5.本发明的高渗透环氧防腐防水、脂肪族聚氨酯层、无溶剂环氧厚浆涂层、防水防腐封闭层和渗透固结层，利用多种高分子材料提高构筑物力学性能与耐腐蚀性能，减少结构裂缝产生，增强结构防水性能、耐腐蚀性，并简化施工流程。附图说明 [0036] 图1是一种轻质装配式水池结构的立体图； [0037] 图2是底板的立体图； [0038] 图3是底板预制构件与墙体预制构件的配合安装图； [0039] 图4是底板预制构件的配合安装图； [0040] 图5是转角墙体和墙体预制构件与底板预制构件的配合安装图； [0041] 图6是V型企口湿接缝的结构示意图； [0042] 图7是图6的Ⅰ处放大图； [0043] 图8是水池结构内表面的结构示意图； [0044] 图中1‑底板，2‑墙体，3‑转角墙体，4‑V型企口湿接缝，5‑插销，6‑插孔，7‑底板预制构件，8‑钢筋接头，9‑墙体预制构件，10‑接缝渗透固结层，11‑现浇湿接连接材料，12‑脂肪族聚氨酯层，13‑无溶剂环氧厚浆涂层，14‑高渗透环氧防腐防水层，15‑渗透固结层。 具体实施方式[0045] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。 [0046] 本发明所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于绑扎、螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择绑扎连接。 [0047] 具体实施方式一：结合图1‑图8说明本实施方式，本实施方式的一种轻质装配式水池结构，包括底板1、墙体2、转角墙体3、V型企口湿接缝4、插销5和插孔6，墙体2通过转角墙体3组合成闭合的水池墙体结构，闭合的水池墙体结构安装于底板1顶部，共同构成水池结构，墙体2与转角墙体3之间的相邻处通过V型企口湿接缝4建立连接，墙体2和转角墙体3与底板1之间的相邻处通过插销5和插孔6建立连接。 [0048] 所述底板1包括多个底板预制构件7组合而成，底板预制构件7内部设置有钢筋，其连接端面预留钢筋接头8或钢管接头，相邻两个底板预制构件7之间通过V型企口湿接缝4建立连接。 [0049] 所述墙体2包括多个墙体预制构件9组合而成，墙体预制构件9内部设置有钢筋，其连接端面预留钢筋接头8或钢管接头，相邻两个墙体预制构件9之间通过V型企口湿接缝4建立连接。 [0050] 位于底板1四周，与墙体预制构件9建立连接的底板预制构件7顶部设置有插孔6，与底板预制构件7建立连接的墙体预制构件9底部设置有插销5，墙体预制构件9底部的插销5插装于底板预制构件7顶部的插孔6内，所述插销5和插孔6之间缝隙填充有超高性能混凝土，又名UHPC。 [0051] 所述插销5为钢管，插孔6内也预埋有钢管，插孔6内预埋的钢管直径大于作为插销5的钢管直径，目的是使作为插销5的钢管可套入作为插孔6的钢管内，设计钢管的目的也是为了增强榫头式的连接方式自身结构的稳定性，不易开裂，即此墙体预制构件9与底板预制构件7的连接方式也可叫作钢管‑UHPC榫头式连接，采用钢管‑UHPC榫接头连接既满足了水池抗弯、抗剪、抗震力学性能要求，同时又满足抗渗，耐腐蚀等耐久性需要，施工方便，周期短。 [0053] 转角墙体3可以为直角转角墙体构件或圆角转角墙体构件，当其为圆角转角墙体构件时，与墙体预制构件9可共同构成矩形圆角的闭合的水池墙体结构，水池墙体结构也可单独由多个转角墙体3组合构成，形成矩形或圆形的水池墙体结构。 [0054] 墙体预制构件9和转角墙体3的尺寸需要相互对应，如等高、等厚。当墙体预制构件9和转角墙体3的厚度比高度大于1/20时，在其内部增加肋板，以适应水池受力状态。 [0055] 所述V型企口湿接缝4上设置有接缝渗透固结层10，V型企口湿接缝4的结构形式简单，施工方便，有利于减少施工过程中机械人工费用。 [0056] 所述接缝渗透固结层10内填充有现浇湿接连接材料11，所述现浇湿接连接材料(11)包括高渗透高分子材料和超高性能混凝土，所述V型企口湿接缝4的宽度≥200mm，目的是使V型企口湿接缝4的宽度可根据钢筋接头8的直径相应调整，以满足钢筋接头8的搭接需要。通过调整标准化底板预制构件7的数量与V型企口缝的宽度，灵活改变水池底板1尺寸。防止水池墙体结构、底板1之间的不均匀沉降，以及先后浇筑的混凝土收缩不一致等导致水池出现裂缝渗漏等问题，侵入式高分子材料需要达到一定抗拉强度，至少为预制构件1/10抗压强度。 [0057] 所述墙体2和转角墙体3与底板1之间采用高渗透高分子材料进行防水处理。 [0058] 所述水池结构内表面从上至下依次设置有无溶剂环氧厚浆涂层13、高渗透环氧防腐防水层14和15渗透固结层。目的是为保障水池结构整体抗渗性能，于水池结构内表面由多种高分子材料整体形成保护层。 [0059] 所述渗透固结层15为高渗透高分子材料、侵入超高性能混凝土或普通混凝土共同组成，高渗透高分子材料可以为高渗透环氧防腐防水材料。 [0060] 若构筑物为污水池等，防腐要求较高时，可采用脂肪族聚氨酯层12进行处理，即水池结构内表面依次涂刷形成有脂肪族聚氨酯层12、无溶剂环氧厚浆涂层13、高渗透环氧防腐防水层14和渗透固结层15。高渗透环氧防腐防水材料涂刷上混凝土表面后，由其高渗透性，一分为二地形成了渗透固层和高渗透环氧防腐防水层两道防护层，后者实际上与渗透固结层15是植根联体的存在方式。 [0061] 渗透固结层15其厚度大于1000um，在这一区域，所有的毛细管、微裂缝和孔隙被充填堵塞，隔断了气相、液相和固相所有腐蚀介质的入侵通道，形成了一道结构内部的抗渗、防腐、抗开裂、耐冲磨的固结增强层，力学强度提高30％。 [0062] 渗透固结层15，就是混凝土结构的内防系统，通过防水防腐涂料的大于结构抗拉强度的粘结力，实现了与外部防腐系统双重联防的一体化体系，解决先、后浇筑的混凝土结合面处收缩不一致。 [0063] 渗透固结层15的涂层内应力小，渗透固结层消除应力集中效能突出。无起泡、缩胀开裂与分层脱壳等现象。构造层次简单，施工方便快捷，工法要求不高，施工质量可控。干湿环境均能可靠施工。同样腐蚀环境，同样防护时效条件下，造价更低，大大降低了施工成本。 [0064] 具体实施方式二：结合图1‑图8说明本实施方式，基于具体实施方式一，本实施方式的一种轻质装配式水池结构的装配方法，包括： [0065] S1，铺设混凝土，作为水池结构的垫层；垫层尺寸可根据水池结构需要的尺寸进行设计。 [0066] S2，根据水池尺寸与形状确定，标准化预制加工底板预制构件7、墙体预制构件9和转角墙体3； [0067] S3，多个底板预制构件7通过V型企口湿接缝4组合成底板1，多个墙体预制构件9通过V型企口湿接缝4组合成墙体2，墙体2与转角墙体3通过V型企口湿接缝4组合成闭合的水池墙体结构，闭合的水池墙体结构安装于底板1顶部，在垫层顶部共同构成水池结构；通过调整底板预制构件7、墙体预制构件9和转角墙体3的数量与形状可得到矩形或圆角水池墙体结构。也可仅采用标准化底板预制构件7和转角墙体3可得到圆形水池结构的底板1； [0068] 所述步骤S3中多个底板预制构件7通过V型企口湿接缝4组合成底板1的连接方法如下： [0069] S3.1，将相邻两个底板预制构件7之间的V型企口湿接缝4中的V型企口湿接缝4均进行凿毛处理，并涂刷防水防腐封闭层，形成渗透固结层12； [0070] S3.2，再将相邻底板预制构件7之间的钢筋接头8进行一一对应连接； [0071] S3.3，最后使用现浇湿接连接材料11对V型企口湿接缝4进行现场浇筑，并养护达到80％设计强度； [0072] 所述步骤S3中多个墙体预制构件9通过V型企口湿接缝4组合成墙体2的连接方法如下： [0073] S3.4，将相邻墙体预制构件9之间的钢筋接头8进行一一对应连接； [0074] S3.5，使用现浇湿接连接材料11对V型企口湿接缝4进行现场浇筑，并养护达到80％设计强度； [0075] S4，步骤S3中闭合的水池墙体结构底部设置有插销5，底板1顶部设置有插孔6，插销5插装于插孔6内，同时插销5和插孔6之间缝隙填充有超高性能混凝土，闭合的水池墙体结构与底板1之间依次涂刷防水防腐封闭层13； [0076] S5，为保障水池整体抗渗性能，于水池内表面由多种高分子材料涂刷整体形成保护层，即水池结构内表面涂刷形成有无溶剂环氧厚浆涂层13、高渗透环氧防腐防水层14和渗透固结层15； [0077] 若构筑物为污水池等，防腐要求较高时可采用脂肪族聚氨酯进行处理，即水池结构内表面涂刷形成有脂肪族聚氨酯层12、无溶剂环氧厚浆涂层13、高渗透环氧防腐防水层14和渗透固结层15。 [0078] 需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。 [0079] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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