某净水厂续建工程沉淀池质量分析

范 永，刘忠富，李书友

（1.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春 130061；2.南水北调中线干线工程建设管理局，北京 100038）

随着中国经济的快速发展，对工程质量的要求越来越高，无论是建筑物外观质量还是结构强度均为人们所重视。混凝土广泛应用于房屋建筑、公路桥梁、大坝等土木工程中，是最主要的工程材料之一，在浇筑过程中及拆模后容易产生蜂窝、麻面、裂缝、露筋及空洞等缺陷。[1]

1 研究区概况

某净水厂续建工程总建筑面积为8 820.59 m2。其中沉淀池为单层框架结构，建筑面积为2 925.39 m2，建筑高度为12.5 m，池体为钢筋混凝土，屋面为球形网架结构。V型滤池为单层框架结构，建筑面积为2 651.00 m2，建筑高度为主厂房12.4 m、副厂房5.4 m，池体为钢筋混凝土，主厂房屋面为球形网架结构。

沉淀池完工后进行池体试水试验，试验过程中池体出现多处渗漏现象，因此，为保证净水厂续建工程质量，对沉淀池关键部位混凝土质量进行调查，确定其结构安全性能和使用性能。

2 方法

2.1 混凝土外观缺陷调查

对混凝土外观缺陷进行调查，从外表确定混凝土结构损坏的种类和范围，检查方式以现场普查、目测描述、尺寸量测为主，现场缺陷调查内容：蜂窝麻面、孔洞、露筋、疏松区等；裂缝的部位、数量、走向、长度、宽度等；混凝土的点、线、面渗漏情况；伸缩缝的状态及变形情况。

2.2 混凝土匀质性调查

混凝土匀质性调查采用带波形显示的低频超声波检测仪和频率为20~250 kHz的声波换能器测量混凝土的声速，并根据声速及其相对变化分析判断混凝土匀质性的方法。

2.3 混凝土回弹强度检测

现场调查部位均为薄壁结构，内部钢筋密布，实体取芯调查会对构筑物的稳定性和完整性产生严重损伤，因此，采用ZC3-A型混凝土回弹仪进行混凝土强度检测。在用回弹法检测混凝土的强度时，回弹值的大小与表层混凝土的结构密切相关，因此，可以依据混凝土的回弹强度推定值来分析混凝土的均匀性、密实度等指标，并以此来表征混凝土的质量。

3 结果分析

3.1 沉淀池外观调查

对沉淀池外围墙壁进行调查，根据方位，共分为东、南、西、北四面外墙，其平面示意图如图1所示，图1中虚线即为此次沉淀池外围墙壁调查区域，调查按照逆时针方向展开，为了便于描述，划分为若干区域，每一区域的编号、位置图1所示，调查缺陷类型及缺陷量如表1所示。

表1 沉淀池外墙缺陷统计表

图1 沉淀池外观调查平面示意简图（单位：m）

沉淀池调查面积为1 267.59 m2。调查区域的构筑物均存在裂缝、蜂窝麻面、孔洞、露筋、龟裂细微裂缝、表面浅层裂缝，部分墙体存在施工冷缝，局部模板交界处存在边角错台，混凝土表面平整度较差，局部存在漏浆、漏振、欠振现象，先期进行了表面缺陷修补和施工缝修补，但依然存在质量缺陷，墙面上多处遗留聚氨酯和模板碎块等现象。按照缺陷类型，推测缺陷的成因：

1）蜂窝麻面、孔洞。推测是由于浇筑时采用坍落度较大的泵送混凝土，胶材用量大，且入仓高度较大，导致混凝土产生离析，大骨料、局部骨料架空、集中现象。同时，由于构筑物钢筋分布较密且为薄壁结构，施工过程中振捣不到位使得骨料集中，进而发展至蜂窝麻面、孔洞。

2）露筋。现场采用的均为木制模板，定位和固定有所偏差，受浇筑振捣施工影响，使得模板加剧错动，致使局部钢筋裸露。

3）裂缝。按照裂缝的形态和分布可分为龟裂细微裂缝、表面浅层裂缝、施工冷缝，推测龟裂细微裂缝和表面浅层裂缝是由于泵送混凝土坍落度较大，进而混凝土成型期产生较大干缩，同时，混凝土自身存在离析、骨料集中和养护温度控制不到位，也综合导致了裂缝的产生。局部存在的施工冷缝是因为施工时不能严格控制浇筑时间，使得两次浇筑间隔较长导致，虽已进行砂浆抹面处理，但现场调查发现，施工冷缝处存在未处理和局部砂浆脱落现象。

3.2 混凝土匀质性调查

根据沉淀池工程部位的重要性及现场调查条件，确定对东1和西3墙体部分区域进行混凝土匀质性调查，调查位置示意图如图1所示，调查区域剖面图如图2所示，其中虚线代表调查区域，测区的具体位置及调查结果如表2所示，混凝土波速云图如图3所示。可以看出混凝土波速分布在3 777~4 166 m/s，平均波速约为3 985 m/s，整体匀质性较好，内部没有严重的不密实区、空洞等缺陷，但局部区域波速较低，对照混凝土外观缺陷调查图，波速较低区域外观质量也存在缺陷，有较好的对应关系。

表2 沉淀池匀质性调查

图3 混凝土波速云图

3.3 沉淀池混凝土回弹强度检测

沉淀池共进行10组回弹强度检测，均在外侧墙体进行，东侧、西侧各进行3组，南侧、北侧各进行2组，合计进行10组，每组包含16个测区，均布在各侧墙体上，修正角度和碳化深度均为0，检测结果如表3所示。

表3 沉淀池回弹检测数据表

由表3中可知，沉淀池上各面外墙体的混凝土回弹推定强度值均大于30.0 MPa，同时变异系数较小，满足设计要求。

4 结语

调查、检测结果表明，混凝土匀质性较好，但混凝土外观缺陷较多，局部较严重，部分区域钢筋保护层厚度较薄，随着净水厂投入使用年限的增加，各项构筑物在饱水、脱水、受力、卸荷的作用下，现有的缺陷将逐步发展，蜂窝麻面、孔洞面积逐步增大，裂缝继续延伸，水将通过蜂窝麻面、孔洞、裂隙渗透至露筋处和钢筋保护层厚度较薄区域，进而导致钢筋锈蚀，从而影响混凝土耐久性，危害构筑物结构安全和使用。

因此，为保障工程安全和使用性能，建议对严重的蜂窝麻面、漏筋处进行水泥砂浆或环氧砂浆修补处理，对严重的孔洞、裂缝处进行化学灌浆处理，对所有构筑物的迎水面池壁进行聚脲喷涂或其他方法进行彻底处理，处理后需形成环形闭合，彻底解决渗漏问题，确保各构筑物结构安全和设计使用寿命。