地下鋼筋混凝土污水池（抗滲墻）施工與質量控制

陳師樁

（廣州機施建設集團有限公司，廣東 廣州 510700）

0 引言

隨著人們生活品質的提高，對環境、環保也越來越重視，城鎮污水池處理各種工業、醫療及生活污水，地下鋼筋混凝土污水池的建造質量影響著使用安全和環境安全，因而污水池的施工結束和質量控制非常關鍵。

1 鋼筋混凝土污水池結構的特點

污水處理池可采用的結構類型分別有土池結構、砌體結構、鋼絲網水泥結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構等。鋼筋混凝土結構污水池有以下的優點：①與砌體、鋼絲網水泥結構相比，其結構承載力較高。②鋼筋混凝土結構設計合理，具有良好的整體性，防水、防腐蝕效果較好，且抗爆、抗震動、抗震性能好。③與鋼結構污水池相比，鋼筋混凝土水池充分發揮了混凝土和鋼筋的力學性能，用材合理，工程造價較低，同時也具有較好的耐火性能。④可模可塑性好，可以根據具體的設計需求設計成不同的形狀、尺寸的構件、結構。⑤正常使用時，鋼筋混凝土結構污水池不需要進行經常性的保養和維修，后期保養、維護費用較低。

鋼筋混凝土結構污水池也存在結構自重過大、混凝土易開裂、現澆作業模板消耗量大、補強修復困難、施工周期長的缺點。通常會通過采用輕質高強度混凝土解決自重大的缺點，采用在混凝土中摻入外加劑、纖維等來克服混凝土的脆性，同時對混凝土構件施加預應力、調節混凝土配合比、優化澆筑施工工藝等方法來解決混凝土開裂的問題。

2 地下鋼筋混凝土污水池常見質量問題及產生原因

污水處理池施工中，有污泥池、初沉池、二沉池、氧化池、混凝池、絮凝池、消毒池等不同的結構，均有不同的防滲等級要求。一般污水池最常見的質量問題就是出現滲漏現象，滲漏一般跟施工環節息息相關。

2.1 混凝土裂縫滲漏

混凝土裂縫形成的原因有很多，尤其是污水池中含有大體積混凝土的施工，如果形成裂縫，將會導致滲漏問題。

（1）原材料的質量、配合比會直接影響混凝土的質量。原材料中的水泥、粗細骨料、外加劑、水按照施工設計的配合比拌制，如果原材料的質量和配合比不佳，會影響各原材料組分之間的結合，待混凝土硬化成型之后，由于不能緊密結合而出現很多細小的裂縫[1]。

（2）溫度影響。水池澆筑大體積混凝土中，水泥在水化過程中會產熱，因而導致混凝土內部溫度高于外部表面的溫度，當溫差太大，溫度應力變大甚至超過混凝土內外約束力，就會產生裂縫。還有受到外界溫度的影響，混凝土內部溫度受到散熱溫度、水泥水化熱導致的絕熱溫度和澆筑溫度的疊加影響，當外界氣溫降低，尤其是氣溫驟降，外層混凝土與其內部的溫度梯度將大大增加，其產生的溫差和溫度應力使混凝土產生裂縫。

（3）混凝土收縮變形。混凝土中的水分大約20%是水泥硬化所需，其他的水分都會蒸發，在水分蒸發時會出現干燥收縮的過程，由于表面水分蒸發和混凝土收縮比中心快，因而表面會產生拉應力從而出現裂縫，同時也是后期養護不及時和沒有做到位造成的[2]。

（4）不均勻沉降造成裂縫。模板、支撐、支架的變形位移和下沉都會引起混凝土結構裂縫，在混凝土還沒達到相應強度而提前過早拆除模板支架等，也會使其結構發生破損和裂縫問題。

2.2 對拉螺栓滲漏

污水池混凝土工程模板施工時，內外模板安裝時常常采用對拉螺栓來進行固定，因而對拉螺栓處容易形成滲漏點。出現滲漏原因有防滲止水片存在缺陷，止水片數量設置太少或者是止水片與對拉螺栓之間焊接出現質量問題，混凝土振搗不充分，導致對拉螺栓、止水片與處的混凝土振搗不密實，沒有完好結合在一起，出現縫隙。

2.3 止水帶處滲漏

污水池一般分節澆筑，施工縫處一般采用凹凸縫或者設置止水帶，設置止水帶是最為常用的方法，一般分為塑料止水帶、橡膠止水帶和金屬止水帶。止水帶的自身質量、拼接和安裝的技術關系到是否會出現滲漏。主要滲漏原因有，塑料止水帶、橡膠止水帶接頭出現裂口、脫膠現象，金屬止水帶焊接的出現漏焊或焊縫質量不佳等，還有安裝位置不準確、不牢固等施工問題。

3 地下鋼筋混凝土污水池施工關鍵技術

3.1 現澆預應力地下鋼筋混凝土污水池的關鍵施工技術

3.1.1 模板、支架施工技術要點

模板和支架搭設之前，地基必須預壓合格，搭設支架模板要安裝牢固，且滿足傾倒、澆筑混凝土時的承載能力、剛度和穩定性的各項要求，模板安裝位置正確。對拉螺栓和墊塊等固定牢固，模板、支架應按照要求設計施工預拱度。在污水池池壁的最底下一層模板安裝時，應該預留好用于清掃雜物灰塵的專用窗口，在澆筑混凝土之前將模板內部環境清理干凈，檢驗合格后才可以將專用窗口再次封閉。為了抵抗混凝土澆筑對側模板產生的壓力，采用可以在兩端拆卸的穿墻螺栓或者可以在拆模時拔出的穿墻螺栓來固定側模，防止變形和產生位移。為了保持池壁混凝土墻體順直和澆筑時模板發生傾覆，應該在設置防傾覆裝置。

3.1.2 鋼筋施工技術要點

在鋼筋加工前，應當對其進行復試和見證取樣等，待檢測合格方可使用。根據污水池的設計保護層厚度、鋼筋品種、級別、規格大小、彎鉤等具體要求確定下料長度，編制好下料表。根據鋼筋使用位置、鋼材品種、直徑、現場施工環境等來確定鋼筋的連接方法，主要采取的方法為焊接、綁接和機械連接。

3.1.3 無粘結預應力施工技術要點

預應力筋應采用專用防腐油脂作為涂料層，其外包材料應采用聚乙烯或聚丙烯，嚴禁使用聚氯乙烯。無粘結預應力筋的布置和安裝時，錨固肋的用量和位置應按照設計圖紙進行布設，無設計要求時，張拉段的無粘結預應力筋的長度控制在50m之內，錨固肋用量為雙數。安裝時，相鄰的上下兩根無粘結預應力筋的錨固布置位置應該錯開一個錨固肋，預應力筋的分段張拉段數量為錨固肋數量的一半，每一段鋼筋的長度在計算時應將錨固肋寬度、錨具長度和張拉工作長度考慮在內。無粘結預應力筋中嚴禁出現接頭和死彎，出現死彎應切斷。無粘結預應力筋可采用一端張拉、兩端張拉等張拉方法，當預應力筋長度小于25m時，使用一端張拉即可；當其大于25m且小于50m時，則使用兩端張拉的方法；當其長度大于50m，應采用分段張拉。外露的預應力筋和凸出式錨具的保護層的厚度均不低于50mm，封錨混凝土的強度不低于C40且不得低于污水池結構混凝土強度。

3.1.4 混凝土施工技術要點

混凝土施工要從原材料、配合比、供應、運輸、澆筑、振搗和養護各個階段進行質量的把控。在澆筑混凝土前應該進行隱蔽驗收，檢查鋼筋、預埋件、預埋管、穿墻螺栓等的位置，混凝土澆筑時，不得碰撞預應力鋼筋、支撐架等構件。澆筑振搗完成后及時遮蓋曬水養護。

3.2 地下鋼筋混凝土污水池的抗浮措施

在雨期、汛期和地下水位較高的地方進行地下鋼筋混凝土污水池施工時，需要采取一些抗浮措施防止污水池浮動位移。當地下水位高于設計坑底時，應該采取基坑降水的措施將水位降低，保證水位低于基地500mm，避免構筑物在施工過程中浮動。當污水池的底板澆筑完成并且達到設計強度或者規定的強度后，應及時進行抗浮結構的施工。

當污水池中沒有抗浮結構的設計時，遇到雨期、汛期施工時，地下水位上漲，加上地表的雨水會大量涌入基坑，當污水池的自重比浮力低時，污水池會上浮，因此要采取抗浮的措施。首先，在施工的基坑周圍設置防汛墻，阻擋地表水流入基坑；其次在污水池下和基坑底部的周邊埋設抽水泵等設備和排水盲溝或盲管，及時將基坑里面的積水排出，同時應備有足夠的應急供電設備。還有一種情況是地下水位較高，而污水池自身的重量不足以抵抗其所承受的浮力時，可以采取因地制宜的方法，將地表水和地下水引入污水池中，使污水池內外水位差減小，可以達到抗浮的效果。

3.3 污水池滿水試驗

污水池施工完畢后，需進行滿水試驗，檢測其滲水量。首先是進行水池注水，注水發3次進行，每次注入的深度為設計水深的1/3，注水時的速度控制在2m/d，相隔的兩次注水間隔不得低于24h，并檢查污水池外觀。然后進行水位的觀測，利用水位標尺測針進行水位測定，注水到設計深度24h后，開始進行水位測讀，連續測定2次以上，初讀數和末讀數的間隔時間不得低于24h。當污水池是無蓋設計時，還需要測定蒸發量。最后計算出滲水量，當鋼筋混凝土污水池的滲水量不超過2L/（m2·d）時，則滲水量合格。

4 地下鋼筋混凝土污水池防滲漏質量控制措施

4.1 混凝土原材料和配合比的質量控制

原材料的品種、質量、規格、性能都應該符合工程設計要求并經試驗確定，進場應該要驗收，檢查資料是否齊全。嚴格按照設計要求的混凝土配合比，選用水化熱較低的水泥，可以選用質量穩定的普通硅酸鹽水泥，碎石和砂要連續集配，控制好含泥量，不得超過相關規范的要求。為了減少了避免大體積混凝土中裂縫的出現，在滿足混凝土強度、工作性和耐久性的前提之下，盡量減少水泥和水的用量，降低水膠比中的水灰比。通過加入可靠的外加劑，來降低混凝土凝固過程所產生的水化熱峰值，降低內外溫差，如減水劑、緩凝劑。也可以加入抗裂外加劑，改善混凝土性能，以減少收縮裂縫，提高防滲能力[3]。混凝土的坍落度不宜太大，一般控制在100~140mm之間。

4.2 模板支架質量控制

在模板的安裝和澆筑混凝土過程中，應設置有保證其穩固的措施，防止因模板變形和位移引起的沉陷性裂縫。模板接縫處應拼接嚴密、平整，模板縫可以采用夾海綿、粘貼雙面膠帶的方式來達到不漏漿的效果，陰陽角應分別采用專用的模板來支設，后澆帶的支架和模板要獨立支設，抗滲混凝土的池壁采用止水對拉螺栓進行加固[4]。

4.3 混凝土澆筑和振搗的質量控制

為了控制混凝土構建內外溫差的問題，在澆筑混凝土前，應在澆筑地再次檢查其坍落度、和易性、均勻性，在滿足要求的前提下，盡量減小混凝土入模的坍落度，同時盡可能地降低混凝土的入模溫度，可以選擇在夜間進行施工，將溫度控制在25℃以下，將混凝土凝固時的溫度起升點盡量減低，從而降低混凝土內部的溫度。混凝土入模后要及時振搗，重點部位要進行二次振搗。在澆筑振搗的過程中，定期檢測混凝土內部和表面的溫度，及時掌握好溫差、溫度梯度變化情況和溫度場的分布狀況，有利于指導混凝土的施工，從而避免因溫差大產生的裂縫，導致防滲能力下降。在大型水池構筑物中，合理地設置后澆帶可以更加有利的控制混凝土溫差和收縮應力，降低裂縫的產生，應遵循“數量適當、位置合理”的原則來設置后澆帶。

4.4 養護

在養護過程中，采取延長拆模時間和控制溫差等方法來減少溫度裂縫。混凝土的內部、表面和外界環境溫度應控制在20℃以內。根據外部環境溫度，采取內部降溫或外部保溫的方法來減少混凝土的內外溫差。內部降溫法有在混凝土的內部預埋冷卻水管，在開始澆筑混凝土的時候就開始通入冷卻水，以此來帶走混凝土凝結時放出的熱量，有效的降低內部溫度，還有投毛石法等，通過內部降溫能有效的控制大體積混凝土開裂。在冬期和受到驟冷氣候影響時，可以在混凝土結構表面外露的地方和模板外側覆蓋草袋、濕砂、棉氈、鋸末等保溫材料，減少因外界氣溫過低引起的內外溫差，并且盡量延長養護的時間，拆除模板之后再次進行覆蓋保護。地下部分的污水池結構，在拆除模板后應該及時回填土，以控制早期、中期開裂。大體積混凝土的濕潤養護時間依據不同的水泥品種有所差異，一般來說不得少于14d，通常為14～21d，在高溫期間的濕潤養護時間應該延長，不得低于28d。

4.5 止水帶施工質量控制

針對止水帶處造成滲漏的問題，可以做出以下的改善和質量控制。在選用止水帶時應該根據污水池的不同位置進行選擇，在池底的伸縮縫處，選擇橡膠止水帶，在池壁的施工縫中，則選擇使用金屬止水帶[5]。橡膠止水帶的接頭應該使用熱接，不得使用疊接，且接縫要牢固。金屬止水帶表面應該平整、無油污、鐵銹、釘孔、砂眼，按照不同的厚度選擇使用折疊咬接或者搭接，搭接長度最低為20mm，且必須使用雙面焊接的方法，在伸縮縫、施工縫縫中的止水帶部分應提前圖啥防腐蝕和防銹蝕的涂料。止水帶安裝位置其中心線必須與縫的中心線對正且安裝牢固。在澆筑混凝土過程中應有專人觀察，確保止水帶的焊接處不會受損。

5 結語

綜上所述，鋼筋混凝土結構是當前地下污水池最為常用的結構形式，污水池最常見的質量問題就是滲漏，由于污水中存在的污染成分不穩定，滲漏到環境中將會對周邊環境造成不同程度的污染，同時影響使用污水池的安全和使用年限。污水池滲漏的因素一般在于混凝土裂縫、對拉螺栓處滲漏和止水帶滲漏，因而在施工中應該嚴格把控各環節的質量，提高污水池的抗滲性能。