地下钢筋混凝土污水池（抗渗墙）施工与质量控制

陈师桩

（广州机施建设集团有限公司，广东 广州 510700）

0 引言

随着人们生活品质的提高，对环境、环保也越来越重视，城镇污水池处理各种工业、医疗及生活污水，地下钢筋混凝土污水池的建造质量影响着使用安全和环境安全，因而污水池的施工结束和质量控制非常关键。

1 钢筋混凝土污水池结构的特点

污水处理池可采用的结构类型分别有土池结构、砌体结构、钢丝网水泥结构、钢筋混凝土结构和钢结构等。钢筋混凝土结构污水池有以下的优点：①与砌体、钢丝网水泥结构相比，其结构承载力较高。②钢筋混凝土结构设计合理，具有良好的整体性，防水、防腐蚀效果较好，且抗爆、抗震动、抗震性能好。③与钢结构污水池相比，钢筋混凝土水池充分发挥了混凝土和钢筋的力学性能，用材合理，工程造价较低，同时也具有较好的耐火性能。④可模可塑性好，可以根据具体的设计需求设计成不同的形状、尺寸的构件、结构。⑤正常使用时，钢筋混凝土结构污水池不需要进行经常性的保养和维修，后期保养、维护费用较低。

钢筋混凝土结构污水池也存在结构自重过大、混凝土易开裂、现浇作业模板消耗量大、补强修复困难、施工周期长的缺点。通常会通过采用轻质高强度混凝土解决自重大的缺点，采用在混凝土中掺入外加剂、纤维等来克服混凝土的脆性，同时对混凝土构件施加预应力、调节混凝土配合比、优化浇筑施工工艺等方法来解决混凝土开裂的问题。

2 地下钢筋混凝土污水池常见质量问题及产生原因

污水处理池施工中，有污泥池、初沉池、二沉池、氧化池、混凝池、絮凝池、消毒池等不同的结构，均有不同的防渗等级要求。一般污水池最常见的质量问题就是出现渗漏现象，渗漏一般跟施工环节息息相关。

2.1 混凝土裂缝渗漏

混凝土裂缝形成的原因有很多，尤其是污水池中含有大体积混凝土的施工，如果形成裂缝，将会导致渗漏问题。

（1）原材料的质量、配合比会直接影响混凝土的质量。原材料中的水泥、粗细骨料、外加剂、水按照施工设计的配合比拌制，如果原材料的质量和配合比不佳，会影响各原材料组分之间的结合，待混凝土硬化成型之后，由于不能紧密结合而出现很多细小的裂缝[1]。

（2）温度影响。水池浇筑大体积混凝土中，水泥在水化过程中会产热，因而导致混凝土内部温度高于外部表面的温度，当温差太大，温度应力变大甚至超过混凝土内外约束力，就会产生裂缝。还有受到外界温度的影响，混凝土内部温度受到散热温度、水泥水化热导致的绝热温度和浇筑温度的叠加影响，当外界气温降低，尤其是气温骤降，外层混凝土与其内部的温度梯度将大大增加，其产生的温差和温度应力使混凝土产生裂缝。

（3）混凝土收缩变形。混凝土中的水分大约20%是水泥硬化所需，其他的水分都会蒸发，在水分蒸发时会出现干燥收缩的过程，由于表面水分蒸发和混凝土收缩比中心快，因而表面会产生拉应力从而出现裂缝，同时也是后期养护不及时和没有做到位造成的[2]。

（4）不均匀沉降造成裂缝。模板、支撑、支架的变形位移和下沉都会引起混凝土结构裂缝，在混凝土还没达到相应强度而提前过早拆除模板支架等，也会使其结构发生破损和裂缝问题。

2.2 对拉螺栓渗漏

污水池混凝土工程模板施工时，内外模板安装时常常采用对拉螺栓来进行固定，因而对拉螺栓处容易形成渗漏点。出现渗漏原因有防渗止水片存在缺陷，止水片数量设置太少或者是止水片与对拉螺栓之间焊接出现质量问题，混凝土振捣不充分，导致对拉螺栓、止水片与处的混凝土振捣不密实，没有完好结合在一起，出现缝隙。

2.3 止水带处渗漏

污水池一般分节浇筑，施工缝处一般采用凹凸缝或者设置止水带，设置止水带是最为常用的方法，一般分为塑料止水带、橡胶止水带和金属止水带。止水带的自身质量、拼接和安装的技术关系到是否会出现渗漏。主要渗漏原因有，塑料止水带、橡胶止水带接头出现裂口、脱胶现象，金属止水带焊接的出现漏焊或焊缝质量不佳等，还有安装位置不准确、不牢固等施工问题。

3 地下钢筋混凝土污水池施工关键技术

3.1 现浇预应力地下钢筋混凝土污水池的关键施工技术

3.1.1 模板、支架施工技术要点

模板和支架搭设之前，地基必须预压合格，搭设支架模板要安装牢固，且满足倾倒、浇筑混凝土时的承载能力、刚度和稳定性的各项要求，模板安装位置正确。对拉螺栓和垫块等固定牢固，模板、支架应按照要求设计施工预拱度。在污水池池壁的最底下一层模板安装时，应该预留好用于清扫杂物灰尘的专用窗口，在浇筑混凝土之前将模板内部环境清理干净，检验合格后才可以将专用窗口再次封闭。为了抵抗混凝土浇筑对侧模板产生的压力，采用可以在两端拆卸的穿墙螺栓或者可以在拆模时拔出的穿墙螺栓来固定侧模，防止变形和产生位移。为了保持池壁混凝土墙体顺直和浇筑时模板发生倾覆，应该在设置防倾覆装置。

3.1.2 钢筋施工技术要点

在钢筋加工前，应当对其进行复试和见证取样等，待检测合格方可使用。根据污水池的设计保护层厚度、钢筋品种、级别、规格大小、弯钩等具体要求确定下料长度，编制好下料表。根据钢筋使用位置、钢材品种、直径、现场施工环境等来确定钢筋的连接方法，主要采取的方法为焊接、绑接和机械连接。

3.1.3 无粘结预应力施工技术要点

预应力筋应采用专用防腐油脂作为涂料层，其外包材料应采用聚乙烯或聚丙烯，严禁使用聚氯乙烯。无粘结预应力筋的布置和安装时，锚固肋的用量和位置应按照设计图纸进行布设，无设计要求时，张拉段的无粘结预应力筋的长度控制在50m之内，锚固肋用量为双数。安装时，相邻的上下两根无粘结预应力筋的锚固布置位置应该错开一个锚固肋，预应力筋的分段张拉段数量为锚固肋数量的一半，每一段钢筋的长度在计算时应将锚固肋宽度、锚具长度和张拉工作长度考虑在内。无粘结预应力筋中严禁出现接头和死弯，出现死弯应切断。无粘结预应力筋可采用一端张拉、两端张拉等张拉方法，当预应力筋长度小于25m时，使用一端张拉即可；当其大于25m且小于50m时，则使用两端张拉的方法；当其长度大于50m，应采用分段张拉。外露的预应力筋和凸出式锚具的保护层的厚度均不低于50mm，封锚混凝土的强度不低于C40且不得低于污水池结构混凝土强度。

3.1.4 混凝土施工技术要点

混凝土施工要从原材料、配合比、供应、运输、浇筑、振捣和养护各个阶段进行质量的把控。在浇筑混凝土前应该进行隐蔽验收，检查钢筋、预埋件、预埋管、穿墙螺栓等的位置，混凝土浇筑时，不得碰撞预应力钢筋、支撑架等构件。浇筑振捣完成后及时遮盖晒水养护。

3.2 地下钢筋混凝土污水池的抗浮措施

在雨期、汛期和地下水位较高的地方进行地下钢筋混凝土污水池施工时，需要采取一些抗浮措施防止污水池浮动位移。当地下水位高于设计坑底时，应该采取基坑降水的措施将水位降低，保证水位低于基地500mm，避免构筑物在施工过程中浮动。当污水池的底板浇筑完成并且达到设计强度或者规定的强度后，应及时进行抗浮结构的施工。

当污水池中没有抗浮结构的设计时，遇到雨期、汛期施工时，地下水位上涨，加上地表的雨水会大量涌入基坑，当污水池的自重比浮力低时，污水池会上浮，因此要采取抗浮的措施。首先，在施工的基坑周围设置防汛墙，阻挡地表水流入基坑；其次在污水池下和基坑底部的周边埋设抽水泵等设备和排水盲沟或盲管，及时将基坑里面的积水排出，同时应备有足够的应急供电设备。还有一种情况是地下水位较高，而污水池自身的重量不足以抵抗其所承受的浮力时，可以采取因地制宜的方法，将地表水和地下水引入污水池中，使污水池内外水位差减小，可以达到抗浮的效果。

3.3 污水池满水试验

污水池施工完毕后，需进行满水试验，检测其渗水量。首先是进行水池注水，注水发3次进行，每次注入的深度为设计水深的1/3，注水时的速度控制在2m/d，相隔的两次注水间隔不得低于24h，并检查污水池外观。然后进行水位的观测，利用水位标尺测针进行水位测定，注水到设计深度24h后，开始进行水位测读，连续测定2次以上，初读数和末读数的间隔时间不得低于24h。当污水池是无盖设计时，还需要测定蒸发量。最后计算出渗水量，当钢筋混凝土污水池的渗水量不超过2L/（m2·d）时，则渗水量合格。

4 地下钢筋混凝土污水池防渗漏质量控制措施

4.1 混凝土原材料和配合比的质量控制

原材料的品种、质量、规格、性能都应该符合工程设计要求并经试验确定，进场应该要验收，检查资料是否齐全。严格按照设计要求的混凝土配合比，选用水化热较低的水泥，可以选用质量稳定的普通硅酸盐水泥，碎石和砂要连续集配，控制好含泥量，不得超过相关规范的要求。为了减少了避免大体积混凝土中裂缝的出现，在满足混凝土强度、工作性和耐久性的前提之下，尽量减少水泥和水的用量，降低水胶比中的水灰比。通过加入可靠的外加剂，来降低混凝土凝固过程所产生的水化热峰值，降低内外温差，如减水剂、缓凝剂。也可以加入抗裂外加剂，改善混凝土性能，以减少收缩裂缝，提高防渗能力[3]。混凝土的坍落度不宜太大，一般控制在100~140mm之间。

4.2 模板支架质量控制

在模板的安装和浇筑混凝土过程中，应设置有保证其稳固的措施，防止因模板变形和位移引起的沉陷性裂缝。模板接缝处应拼接严密、平整，模板缝可以采用夹海绵、粘贴双面胶带的方式来达到不漏浆的效果，阴阳角应分别采用专用的模板来支设，后浇带的支架和模板要独立支设，抗渗混凝土的池壁采用止水对拉螺栓进行加固[4]。

4.3 混凝土浇筑和振捣的质量控制

为了控制混凝土构建内外温差的问题，在浇筑混凝土前，应在浇筑地再次检查其坍落度、和易性、均匀性，在满足要求的前提下，尽量减小混凝土入模的坍落度，同时尽可能地降低混凝土的入模温度，可以选择在夜间进行施工，将温度控制在25℃以下，将混凝土凝固时的温度起升点尽量减低，从而降低混凝土内部的温度。混凝土入模后要及时振捣，重点部位要进行二次振捣。在浇筑振捣的过程中，定期检测混凝土内部和表面的温度，及时掌握好温差、温度梯度变化情况和温度场的分布状况，有利于指导混凝土的施工，从而避免因温差大产生的裂缝，导致防渗能力下降。在大型水池构筑物中，合理地设置后浇带可以更加有利的控制混凝土温差和收缩应力，降低裂缝的产生，应遵循“数量适当、位置合理”的原则来设置后浇带。

4.4 养护

在养护过程中，采取延长拆模时间和控制温差等方法来减少温度裂缝。混凝土的内部、表面和外界环境温度应控制在20℃以内。根据外部环境温度，采取内部降温或外部保温的方法来减少混凝土的内外温差。内部降温法有在混凝土的内部预埋冷却水管，在开始浇筑混凝土的时候就开始通入冷却水，以此来带走混凝土凝结时放出的热量，有效的降低内部温度，还有投毛石法等，通过内部降温能有效的控制大体积混凝土开裂。在冬期和受到骤冷气候影响时，可以在混凝土结构表面外露的地方和模板外侧覆盖草袋、湿砂、棉毡、锯末等保温材料，减少因外界气温过低引起的内外温差，并且尽量延长养护的时间，拆除模板之后再次进行覆盖保护。地下部分的污水池结构，在拆除模板后应该及时回填土，以控制早期、中期开裂。大体积混凝土的湿润养护时间依据不同的水泥品种有所差异，一般来说不得少于14d，通常为14～21d，在高温期间的湿润养护时间应该延长，不得低于28d。

4.5 止水带施工质量控制

针对止水带处造成渗漏的问题，可以做出以下的改善和质量控制。在选用止水带时应该根据污水池的不同位置进行选择，在池底的伸缩缝处，选择橡胶止水带，在池壁的施工缝中，则选择使用金属止水带[5]。橡胶止水带的接头应该使用热接，不得使用叠接，且接缝要牢固。金属止水带表面应该平整、无油污、铁锈、钉孔、砂眼，按照不同的厚度选择使用折叠咬接或者搭接，搭接长度最低为20mm，且必须使用双面焊接的方法，在伸缩缝、施工缝缝中的止水带部分应提前图啥防腐蚀和防锈蚀的涂料。止水带安装位置其中心线必须与缝的中心线对正且安装牢固。在浇筑混凝土过程中应有专人观察，确保止水带的焊接处不会受损。

5 结语

综上所述，钢筋混凝土结构是当前地下污水池最为常用的结构形式，污水池最常见的质量问题就是渗漏，由于污水中存在的污染成分不稳定，渗漏到环境中将会对周边环境造成不同程度的污染，同时影响使用污水池的安全和使用年限。污水池渗漏的因素一般在于混凝土裂缝、对拉螺栓处渗漏和止水带渗漏，因而在施工中应该严格把控各环节的质量，提高污水池的抗渗性能。