水池抗滲混凝土施工需注意的問題

王學溫

（孝義市住房保障和城鄉建設管理局，山西 孝義 032300）

隨著我國對環保的逐漸重視，我國化工、石化等很多工程都設計了相應的污水及廢棄物處理系統。由于污水及廢棄物處理事業在我國起步較晚，所以設計、施工都處在探索階段，尤其是污水處理初沉池、反應池（曝氣池）、二沉池、濃縮池等有抗滲要求的鋼筋混凝土構筑物，由于各種原因的出現使得這些構筑物很難達到理想的抗滲效果，這嚴重影響了構筑物的使用壽命。

1 原材料使用

1.1 水泥

由于普通硅酸鹽水泥（P.O）具有耐腐蝕、抗碳化、抗凍、抗滲等綜合性能較好的特點，故在污水處理廠構筑物施工中被普遍采用。為降低混凝土的堿活性骨料反應，應控制混凝土原材料中的堿含量，將每立方米混凝土的堿含量控制在3 kg以內。

1.2 砂

采用細度模數為2.3～3.0，含泥量小于3%的中砂，可使混凝土具有良好的和易性、泵送性，并提高了混凝土的強度及密實度，改善混凝土的抗滲性能。但抗滲混凝土細骨料不宜采用對鋼筋有腐蝕作用的海砂。

1.3 碎石

盡可能采用連續粒級配碎石，以改善混凝土的和易性及泵送性能。碎石最大粒徑要小于泵管直徑的1/4。

為達到抗滲要求，抗滲混凝土一般都摻加具有減水、引氣性能的外加劑，以保證混凝土的抗滲性能。砂、石使用前要測定含水率，嚴格按配比要求生產混凝土。

2 模板的制作安裝

2.1 穿墻螺栓

為保證混凝土的抗滲性能，加固模板的穿墻螺栓應具有止水功能。一般采用在螺桿中間焊接100×100×（1～2）mm鋼板來阻斷滲水通路的方法，做法見圖1。

圖1 穿墻螺栓的做法

經污水處理施工過程的統計，抗滲混凝土穿墻螺栓實際滲水率一般在1.5%～2%之間。通過對穿墻螺栓止水片焊接質量的控制，可將滲水率控制在1%以內。雖然百分比的數值較小，但中型污水處理系統水池所用具有止水功能的穿墻螺栓一般要達到萬根，滲水點的絕對數量是很大的，因此，在保證混凝土澆筑安全的前提下，應盡量減少穿墻螺栓的使用量。螺栓桿與混凝土形成了光滑的滲水通路，止水片幾乎承擔了全部的止水功能，因此，止水片的焊接質量十分關鍵。為達到較好的止水效果，可將止水片邊緣向臨水面彎曲45°或在穿墻螺桿上焊接兩道止水片。制作過程中，應定期對止水片的焊接質量進行油滲透檢驗。通過對止水片焊接質量的檢驗，來督促操作人員加強責任心，提高焊接質量。圖2為某抗滲構筑物池壁螺栓孔滲水照片。

還應控制混凝土的拆模時間，因為過早拆模會破壞止水片與混凝土的結合，人為造成滲水通路。另外，過早拆模會使混凝土表面失去潮濕環境，加劇混凝土裂縫，因此，拆模應盡量延后。應采用氣割或鋸割的方式去掉螺栓多余部分，不能用套管反復彎曲，以免破壞螺栓的止水功能和螺桿周圍的混凝土。螺栓孔清理干凈并澆水濕潤后，用1∶3的防水砂漿摻入水泥用量6%～8%的膨脹劑，攪拌均勻，堵孔后要壓實搟光，養護期不應少于14天。螺栓孔數量多、分布面積大，多分布在垂直的立面，故養護比較困難。可用黏土加水拌成膠泥狀，用來封住螺栓孔以達到養護的目的。只有保證穿墻螺栓孔砂漿的質量，才能有效防止污水過早腐蝕螺栓，從而破壞混凝土。

提高抗滲混凝土的質量、降低施工成本是承包商追求的目標，所以我們應尋找成本較低、質量更好、操作容易的螺栓來制作、安裝和堵孔。其中一種方法是去掉止水片，用直徑2～3 cm的半硬質塑料套管套住穿墻螺栓，套管長度至少應等于墻體寬度與兩側模板寬度之和，透過模板與模板外表面齊平。混凝土澆筑完成后，取下螺栓及套管，以重復利用穿墻螺栓。然后對螺栓孔進行相應的毛化處理，吹凈孔內塵粒，澆水濕潤，再用干硬性纖維水泥加適量膨脹劑的方法打孔。

圖2 穿墻螺栓孔滲水

2.2 模板的制作安裝

構筑物混凝土多為清水混凝土，一般不進行外裝修，混凝土外觀質量很重要。污水處理廠構筑物基礎、墻體多為規則的幾何形狀，埋入地下的基礎或直形池壁應盡量采用普通鋼模板或定型鋼模，以降低成本。圓型池壁應盡量采用易于彎曲成型、表面光滑、單塊面積較大的竹木膠合模板或定型鋼模板。竹木膠合板可減少拼縫并使弧度平滑，但鋼度較差、成本較高，造成木材的極大浪費。竹木膠合板的加強木方間距應經過計算確定，防止木方間距過大，造成混凝土墻壁表面因漲模而呈波浪形，影響混凝土外觀。據實踐經驗，當使用8 mm厚的竹膠合板作為直形墻壁的模板時，木方間距不應超過20 cm。

模板縫隙應用膠帶或密封條封閉，以防止漏漿從而影響混凝土外觀。施工過程中應注意保護橡膠止水帶，防止刺傷、撕裂橡膠止水帶，尤其注意保護止水帶上的膨脹止水條，否則將降低止水性能。

模板支撐系統要計算確定，既要防止浪費，又要避免因支撐不牢出現崩模、漲模等問題。模板支撐所用鋼管一定要與扣件結合緊密，應檢查所有扣件與鋼管的鎖定情況，防止由于扣件不牢固造成模板變形，從而影響混凝土質量。墻體澆筑時，要考慮墻體內外支撐面承載能力的差異，承載力較弱的一側要做好加強支撐，防止不均勻沉陷造成墻體傾斜。高墻體混凝土澆筑時，底部側壓力很大，為防止底部崩模、脹膜，應使用加強扣件，如普通扣件不能滿足要求，可自制扣件，不應將扣件疊加使用，見圖3。

圖3 扣件制作

這種自制扣件有良好的抗變形性能，某工程墻體模板下3～5層穿墻螺栓使用了這種扣件，未出現脹膜、跑模現象。

構筑物變形縫是混凝土分區澆筑的自然界線，一般都設有橡膠止水帶。支設模板時，應將止水帶固定，并使其平直、舒展，以保證止水帶兩側混凝土密實。

3 混凝土施工

3.1 攪拌

混凝土攪拌過程中要有專業技術人員在場，時刻掌握混凝土的坍落度、和易性，動態調整用水量，保持混凝土物理性質穩定。為保證混凝土的坍落度，每次澆筑混凝土之前，應實地測定砂、石的含水率，根據含水率來調整用水量。

3.2 輸送

泵管安裝時，要檢查密封圈是否完好，并將密封圈套正、套牢。管卡螺栓要上緊，防止因管口跑漿而堵管。混凝土澆筑過程中，尤其是停泵時間較長時，要派人巡視，不斷敲擊泵管，活動管中混凝土。泵管要使用同一廠家產品，以防止因管道內直徑不同而使混凝土輸送不暢。經常對舊管道進行檢查，發現管壁過薄應立即更換，并將更換的新泵管放在混凝土泵的接口處。

抗滲混凝土一般都摻加具有減水、引氣性能的外加劑，以增強混凝土的抗滲性能。目前使用的外加劑大部分都是復合型的，同時具有減水、提高泵送性能等功能，摻量是否準確，不但影響混凝土的抗滲性能，還可能影響泵送性能，因此，外加劑計量要準確。很多現場攪拌站采用人工計量的方法，很難保證用量均勻、準確，從而影響混凝土的性能，因此應采用更科學的計量方法來嚴格控制外加劑的用量。

混凝土輸送管道跨越模板時，要設獨立支撐，盡量避免與模板直接接觸，從而減弱混凝土泵對模板的沖擊，有效保護模板的幾何尺寸。但要完全避免也是很困難的，因此，墻體澆筑方式和順序就很重要。墻體混凝土澆筑時，泵管要盡量與長墻平行。混凝土泵活塞要均勻運動，避免短時間內頻繁啟動。

3.3 澆筑

混凝土要分層移動（前進或后退）澆筑。直形池壁和有變形縫的圓形池壁一般都采用往復澆筑的方法，圓形整體池壁一般采用背向閉合澆筑的方法。池體墻壁一般較高，可采用加串筒或從模板側面開窗的方式澆筑，防止混凝土落距過大而使混凝土石、漿分離，出現蜂窩、麻面等質量問題。

振搗要分區到人，隨澆筑隨振搗，防止出現過震、漏振現象。將振搗棒垂直、迅速插入下層尚未初凝的混凝土中50～100 mm，振搗20～30 s或不再泛氣泡后緩緩拔出，以300～400 mm間距依次進行。振搗過程中要防止振搗棒隨混凝土流動，時刻保持振搗棒垂直下沉，否則振搗棒很可能會卡在密布的穿墻螺桿中無法拔出。構筑物墻體一般較高，澆筑過程中難免造成水泥漿逐層上浮、積累，這時應及時清除浮漿，重新澆筑，減少混凝土表面開裂的可能性。

某污水處理廠初沉池、二沉池集水槽挑梁與池壁聯合澆筑，由于將混凝土澆入狹窄的挑梁模板內比較困難，于是因振搗手長時間振搗墻體內部混凝土，強迫混凝土流入挑梁，造成挑梁與墻體交接處過振，使得滿水時此處滲水比較嚴重，見圖4。

因此，澆筑挑梁混凝土時應主動裝填混凝土，按規定進行振搗。一些帶有扶壁柱或加強帶的構筑物支設模板時，要密封模板的陰角，以減少漏漿的可能性，并在澆筑過程中嚴格控制振搗頻率。某構筑物澆筑時，由于模板不嚴密，澆筑、振搗不規范，造成了扶壁柱陰角滲水，對構筑物的使用造成嚴重影響。

抗滲混凝土底板澆筑時，一般要同時吊模澆筑500 mm左右的墻體，并在墻體上部采取止水措施。應在底板適當位置預先植入大直徑螺紋鋼，為墻體模板支撐提供支點。地錨也是抗滲混凝土中抗滲薄弱位置之一，往往因為地錨被腐蝕、膨脹而破壞混凝土。因此，應在地錨與混凝土上部交界處加一木塊將鋼筋套住，使地錨周圍混凝土深度一致，然后再割掉地錨，抹上防水砂漿，見圖5。在底板有利于排水的位置設置集水坑，為雨季排水作好準備。

圖4 錯誤的澆筑方法

圖5 地錨

一些水工構筑物結構比較復雜，澆筑時需頻繁變換澆筑點，從而影響混凝土的澆筑速度，此時要隨時觀察已澆筑的混凝土，如發現初凝趨向，應立即進行下層混凝土澆筑。當無法保證混凝土澆筑速度要求時，應考慮設置兩套混凝土攪拌、輸送系統同時澆筑。初凝混凝土呈塑性，振搗棒插入會給混凝土造成難以愈合的內傷，并脹開模板引起接茬假象，見圖6。

圖6 混凝土接茬假象

澆筑吊模混凝土時，由于混凝土難以快速初凝，使繼續澆筑十分困難，一些承包商為加快澆筑速度，將缺口處加上鋼絲網片，來阻止混凝土流動，這將造成部分混凝土只有水泥砂漿相黏結，而無石子相連，嚴重影響混凝土的強度，見圖7。

我們在澆筑這類混凝土時，應減緩澆筑速度，待下部混凝土穩定后再繼續澆筑。

混凝土澆筑過程中要派人隨時巡視模板情況，發現問題及時處理。

圖7 鋼絲網將混凝土中粗細骨料分離

3.4 養護

澆筑完成后，及時澆水或覆蓋養護外露部分。竹木膠合板模板是很好的覆蓋保溫、保濕材料，應盡量延緩拆模。拆模后，應采取覆蓋或涂膜養護的方法。底板養護宜采用覆蓋養護。

4 裂縫控制

混凝土裂縫是影響混凝土抗滲性能的重要因素，抗滲混凝土施工中，應采取各種措施來減少混凝土裂縫。混凝土裂縫種類較多，常見的裂縫有溫度裂縫、沉陷收縮裂縫和干縮裂縫。

4.1 溫度裂縫

4.1.1 產生原因

混凝土水泥水化過程中，內部積聚了大量熱量，內外溫差較大，產生了很強的溫度應力。當溫度應力突破混凝土約束應力時，混凝土就會產生裂縫。裂縫會逐漸發展，甚至是穿透混凝土。溫度裂縫開始時可能滲水，但隨著時間的增長，大部分裂縫會逐漸愈合，一般對結構的使用不會構成威脅。

混凝土的內部溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關。隨著水泥用量增大和混凝土厚度的增加，混凝土內部溫度會升高，溫度應力增大，產生裂縫的可能性也越大。

4.1.2 預防措施

摻加少量的粉煤灰來代替水泥，可減少水泥水化而產生的水化熱。實踐證明，混凝土中按比例摻入粉煤灰不但能代替部分水泥并減少水化熱，還可起到潤滑作用，提高混凝土拌和物的流動性、黏聚性和保水性，改善泵送性能。粉煤灰中的活性Al2O3、SiO2與水泥中析出的CaO作用，形成新的水化產物，可用來填充孔隙、增加混凝土的密實度。

在混凝土中摻加具有減水、緩凝作用的外加劑，不但可以改善混凝土的流動性、黏聚性和保水性，還可以減少用水量并提高強度。減少用水量可使混凝土水化熱不至于過分集中，從而減少溫度裂縫。

模板可減緩混凝土表面散熱速度，減小混凝土內外溫度差，從而減少混凝土溫度裂縫，因此在混凝土澆筑完畢后，不要急于拆模。構筑物墻體一般較薄，混凝土內部熱量積累不多，溫度裂縫較少，而在大體積基礎混凝土上較多，因此應采用覆蓋養護，防止內外溫差過大。

4.2 沉陷收縮裂縫

4.2.1 產生原因

鋼筋混凝土現澆結構中，有一種中間寬、兩端窄的水平裂縫，多產生在鋼筋密集、截面及高度變化較大的部位。主要是由于混凝土流動性差，不同時間澆筑的混凝土物理性質差別較大，混凝土下沉密實過程中受到鋼筋、模板限制造成的，見圖8。

圖8 混凝土沉陷收縮裂縫

4.2.2 預防措施

嚴格控制混凝土中各種原材料的比例，在滿足泵送和澆筑要求的前提下，嚴格控制混凝土單位用水量，盡可能減小混凝土的坍落度。可摻加適量外加劑來改善混凝土性能。控制混凝土攪拌時間，防止攪拌不均勻造成混凝土物理性能的較大差異。澆筑過程中，下料不能太快，并充分振搗，防止混凝土堆積及振搗不充分。

4.3 干縮裂縫

4.3.1 產生原因

干燥收縮主要是混凝土在硬化過程中水分蒸發過快，從而使水泥石干燥收縮而造成的。這種裂縫較小，大部分呈網狀，可能誘發鋼筋銹蝕，影響混凝土的耐久性。

4.3.2 預防措施

在自然狀態下，混凝土表面干燥較快。模板能有效地防止混凝土水分蒸發過快的問題，具有一定的保濕、保溫作用，因此，混凝土澆筑完畢后，不要急于拆模。拆模后應采取灑水、覆蓋等養護措施，保證混凝土表面濕潤。

5 結論

本文通過原材料使用、模板的制作安裝、混凝土的施工及養護等方面，對水池抗滲混凝土施工中常出現的問題進行分析，并提出了預防及處理措施。

綜上所述，對于水池抗滲混凝土施工，應因地制宜，結合工程特點，制定出易于操作、切實可行的施工方案。