浅析蓄水池质量问题及加固处理方案

唐列俊

(陕西省宝鸡峡引渭灌溉中心，陕西 咸阳 712000)

1 工程概况

秦岭北麓某抗旱水源工程，项目主要建设内容为：新建2000 m3蓄水池6座，蓄水池几何尺寸为20 m×27.8 m×4.25 m；蓄水池经过管道引流蓄水，铺设PE引水管道7531 m，铺设低压灌溉引水暗管6500 m。池内蓄水通过放水暗管重力自流的方式进入农田灌溉，新增灌溉面积1200余亩。

蓄水池建设地点为秦岭北麓坡积区，项目区区域地质概况为：地表上部为残坡积粉土(Q4dl+el)，呈褐灰、褐黄色等杂色，手捏有滑腻感，土质以粉粒为主，刀切面较粗糙，中密，植物根孔发育，厚度为1.0 m～1.5 m；下部为中更新(Q2)洪积砾石黄土，根据工程地质调查，其厚度为大于10.0 m，砾石黄土呈浅红、浅桔红色，均质、粘粒含量较高，可搓成直径1 mm～3 mm的土条，土壤可塑性较好，层内可见少量0.5 cm～1.5 cm的钙质结核，分散出现，未见集中成层，呈硬塑状，坚硬致密；底部为中元古界基岩，根据现场地形状况推测，蓄水池建筑区地下水位埋深应大于15 m。工程施工过程中，建筑物基础开挖后，蓄水池工程地基密实稳定，地基承载力能够满足建筑物荷载压力以及安全稳定要求。

2 蓄水池建筑物设计

1)建筑物基础设计：根据各蓄水池所处位置和各水池底部地质的具体情况，设计蓄水池建基面以下基础分别采用换填1 m厚3∶7灰土或1 m厚砂卵石夯填。

2)蓄水池建筑物结构设计：施工图采用《国家建筑标准设计图集·矩形钢筋混凝土蓄水池标准图集》进行设计，施工图去掉了标准图集中池内立柱、连系梁、池壁肋梁等结构，水池底板、侧墙钢筋混凝土厚度均为25 cm，墙角、墙体与地板没有扩大截面加固结构，底板在侧墙外没有外放。蓄水池为矩形，几何尺寸为20 m×27.8 m×4.25 m，容积2000 m3。

3 工程施工过程和水池蓄水试验

蓄水池施工过程中，施工单位严格按照设计图纸进行了蓄水池地基处理和池体结构施工。钢筋制安、混凝土浇筑质量、水池结构尺寸符合设计图纸要求。

六座蓄水池工程完工后，经项目业主同意，项目施工单位在监理工程师的现场旁站下，对蓄水池开始进行注水蓄水试验。1号、2号蓄水池在注水2.5 m水深时，经现场检查，蓄水池无渗水、无裂缝，水池外壁干燥无潮湿。蓄水进行到第二天，1号水池水深达到3.8 m水深时，东西向布置的矩形蓄水池西北角和东北角墙体连接处出现开裂现象，长度27.8 m的北边侧墙向外倾斜。池壁破坏现象随着池内水位升高迅速发展，西、东、南三边墙体均出现微倾现象。池水通过池壁裂缝向外呈喷射状渗漏，蓄水试验人员立即关闭1号蓄水池进水闸门，停止蓄水试验，并立即停止其余几座蓄水池的注水试验，放空正在注水的几个蓄水池。

蓄水池结构破坏事故发生后，经建设、设计、监理、施工等单位商议，决定重建1号蓄水池。1号蓄水池重建施工已经完成，重建过程还是按照原设计图纸进行了施工。鉴于1号蓄水池在蓄水试验过程中出现的质量事故，参建各方对六座水池蓄水运行十分担心，建成后的六座蓄水池空池闲置，是对项目投资的严重浪费，故需尽快制定出解决方案。

4 蓄水池发生工程质量事故的原因分析

刚刚建成的蓄水池，在蓄水试验过程中就发生了池壁开裂破坏事故，是严重的工程质量事故，也是严重的安全事故。经过调查分析，查阅工程资料，询问施工人员，发生这样严重的质量问题，原因如下：

1)原设计方案存在缺陷，导致水池结构安全存在重大隐患。设计单位在水池结构设计时，采用了《国家建筑标准设计图集·矩形钢筋混凝土蓄水池标准图集》进行了水池结构设计，但去掉了图集中水池内立柱、拉梁等结构部分。水池底板、侧墙钢筋混凝土厚度均为25 cm，池壁墙体高度4.25 m，是纯粹的薄壳式结构，侧墙相连的墙角、墙体与地板位置没有钢筋混凝土结构断面扩大的加固结构，底板在侧墙外没有外放，墙体没有设置纵、横向肋条。况且1号水池蓄水时已经发生了侧墙墙角开裂事故，虽然做了拆除返工处理，但在返工重建时，仍然采用原设计图纸进行施工，此种没有任何加固设施的薄壳式结构，蓄水池建筑物结构强度不足，完工后的蓄水池本身存在安全风险。

2)底板没有外放尺寸，地板与侧墙采用90°直接连接，不利于4.25 m高的水池池壁侧墙的竖向稳定；20 m～27.8 m长的池壁侧墙无肋墙等补强措施，不利于池壁侧墙的纵横向稳定。

3)项目开工前，参建各方没有对设计图纸进行严格会审，图纸会审深度不够，对水池结构安全隐患认识不足。如果能在项目施工建设前，提前发现蓄水池设计图纸结构安全方面存在的隐患和风险，或聘请有关建筑结构设计方面的专家详细论证蓄水池的结构安全性和强度保证性，由设计单位尽早优化设计，加强水池结构安全措施，完全可以避免这样的质量事故发生。

4)查看项目建设现场，设计、施工单位在项目设计和施工中对项目运行安全环境保障设计考虑和实施不足，水池四周池壁侧墙外侧土方回填不到位，局部没有回填，侧墙、底板完全外露，没有形成有利于蓄水后的外围土体抗力。六座蓄水池东、西、南三侧均没有坡面截水设施，没有排水引流设施，遇暴雨或连阴雨时，坡面产流会在水池东、西、南三面夹槽内汇集，致使水池基础浸泡下沉，或存在坡面产流切割破坏水池基础的风险。

5 水池加固处理措施

蓄水池正常蓄水运行时，由于水池蓄水后，池壁要抵抗池内水压力，产生向外的张引力，而水池放空后，池壁又要抵抗外侧回填土压力，池壁受力情况比较复杂，4.25 m的高度，20 m～27.8 m的跨度，25 cm的墙体壁厚，墙体结构安全存在风险。鉴于1号蓄水池蓄水试验时已经发生的建筑物结构破坏事故，为了保证蓄水池的蓄水运行安全，对按照原设计图施工，已经建成的六座蓄水池进行加固处理是十分必要的。

1)蓄水池侧墙加固：由于蓄水池底板没有外放尺寸，在池外加固处理工程量较大，施工难度也大，为了便于加固工程施工，加固处理工程应该在池内进行。在池壁内侧池壁腰部补设两条钢筋混凝土连续横梁、墙顶内侧补设一条钢筋混凝土连续顶梁，顶梁和腰部肋梁尺寸为30 cm×30 cm，在水池池壁内侧按照4 m的间距，贴壁补设厚度30 cm的钢筋混凝土梯形扶壁立柱，在池底墙根处补设和扶壁立柱底等宽的钢筋混凝土底梁，补设的池壁肋梁、底梁和扶壁立柱相连，构成池壁内侧的网格式加固结构。

2)对池壁侧墙与侧墙、侧墙与池底连接部位，用钢筋混凝土进行扩大截面加固。

3)加固处理时，凿除加固部位的混凝土，钢筋外露后，加固结构的钢筋要和原池壁墙体和池底板内的钢筋相连接，施工中可采取钻孔植筋的方式。

4)在水池南面背靠的山坡和东、西两个侧面山坡上增设截水、排水以及引流工程。

5)在水池周围设计部署环境整治和生态恢复工程。

6 结语

对蓄水池按照上述加固措施进行处理后，再次进行注水试验，试验过程及静置后均未发现质量问题，后期运行中亦无其他缺陷，加固处理措施得到成功应用。可为类似案例提供借鉴。