污水處理鋼筋混凝土水池抗?jié)B控制

摘 要：在污水處理工程中，鋼筋混凝土水池是最普遍的結(jié)構(gòu)形式。水池的滲漏是工程實施過程中常見問題，既影響水池的使用功能，又對環(huán)境造成污染。如何控制水池的滲漏，與設(shè)計、施工過程中的諸多因素有關(guān)。文章結(jié)合工程實例從設(shè)計、施工兩方面談?wù)勱P(guān)于鋼筋混凝土水池抗?jié)B控制的一些看法。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土水池；伸縮縫；裂縫控制；水灰比

今年是“十八大”后開局之年，隨著我國對環(huán)保的重視及要求進(jìn)一步提高，對我省石化產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求。石化產(chǎn)業(yè)作為福建省三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，近幾年得到迅速發(fā)展，福建石化集團(tuán)先后實施了東港石化罐區(qū)項目、福橡化工合成橡膠項目、東南電化搬遷擴(kuò)建項目等一批大型項目。在項目實施過程中，污水處理工程作為企業(yè)發(fā)展的生命線得到了高度的重視，本人有幸參與到工程實施過程中，其中以鋼筋混凝土水池應(yīng)用的最為廣泛，如水解池、CBR池、曝氣池、調(diào)節(jié)池、預(yù)沉池、沉淀池、二沉池、事故池等。這些結(jié)構(gòu)若發(fā)生滲漏，就會影響到工廠的生產(chǎn)，造成地下水污染。如何有效的減少和防止?jié)B漏，需要在工程實踐中不斷總結(jié)研究，進(jìn)而從設(shè)計、施工階段采取必要的措施予以完善。下面本人從設(shè)計和施工兩方面結(jié)合實際工程談?wù)勛约涸谶@方面的體會。

1 設(shè)計方面導(dǎo)致水池發(fā)生滲漏的原因及預(yù)防措施

1.1 結(jié)構(gòu)分析時，對水池在各種工況下的水位變化、空滿情況、地質(zhì)資料、水溫、氣溫、地下水位等的資料有誤或設(shè)計時遺漏某種極端工況；對于地下式、半地下式水池，應(yīng)根據(jù)地下水位情況進(jìn)行抗浮計算，如上述工程實例中提到的事故池，最高地下水位為地面下0.5m，該池埋置深度為6m，浮力巨大，采用水池下增加2m毛石混凝土與池底板連接起到抗浮作用，施工完成后未出現(xiàn)不良狀況。

1.2 結(jié)構(gòu)建模缺陷，造成內(nèi)力、變形點、應(yīng)力集中把握不準(zhǔn)，在開洞周圍、變斷面轉(zhuǎn)角部位，轉(zhuǎn)角處等由溫度變化和混凝土收縮，會產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫；為此，可建議設(shè)計人員設(shè)置必要的溫度配筋，在混凝土孔洞四周增配斜向鋼筋，在轉(zhuǎn)折處增配構(gòu)造鋼筋，使構(gòu)造筋起到溫度筋的作用，能有效地提高混凝土抗裂性能。

1.3 裂縫驗算不細(xì)致；在滿足結(jié)構(gòu)受力的基礎(chǔ)上，裂縫的計算控制尤其重要，在裂縫計算時應(yīng)采用《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[1]而不能采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[2]的裂縫控制公式。因為后者的構(gòu)件裂縫寬度的計算方法是建立在梁系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的，而水池壁板則屬于板系結(jié)構(gòu)，所以前者所提供的公式驗算結(jié)果更符合實際情況。

《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》裂縫驗算公式：

ωmax=1.8Ψ（σsq/Es）（1.5c+0.11d/ρte）（1+α1）.v

Ψ=1.1-0.65ftk/（ρteσsqα2）

ωmax-最大裂縫寬度（mm）；

Ψ-裂縫間受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)，當(dāng)ψ<0.4時，應(yīng)取0.4；當(dāng)ψ>1.0時，應(yīng)取1.0；

σsq-按長期效應(yīng)準(zhǔn)永久組合作用計算的截面縱向受拉鋼筋應(yīng)力（N/mm2）；

Es-鋼筋的彈性模量（N/mm2）；

c-最外層縱向受拉鋼筋的混凝土凈保護(hù)層厚度（mm）；

d-縱向受拉鋼筋直徑（mm）；當(dāng)采用不同直徑的鋼筋時，應(yīng)取d=4As/u；u為縱向受拉鋼筋截面的總周長（mm）；

ρte-以有效受拉混凝土截面面積計算的縱向受拉鋼筋配筋率；

v-縱向受拉鋼筋表面特征系數(shù)，對光面鋼筋應(yīng)取1.0；對變形鋼筋應(yīng)取0.7；

ftk--混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）；

α2--系數(shù)，對受彎構(gòu)件可取α2=1.0。

運用上述公式進(jìn)行驗算，可歸納處一些在相同配筋率下有利裂縫控制的方法。

①最外層縱向受拉鋼筋宜采用直徑小、間距密的配筋方式；②保護(hù)層的厚度不宜過大；③全截面對稱配筋，起到溫度配筋的作用，以改善應(yīng)力集中，防止裂縫的出現(xiàn)。

2 施工方面導(dǎo)致水池發(fā)生滲漏的原因及預(yù)防措施

2.1 施工縫處理不當(dāng)；對于水池池壁的施工縫，宜留在高出底板表面200mm～500mm的豎壁上，接縫形式有多種，如凸凹縫、高低縫、平縫、設(shè)止水帶縫等[4]。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)“凹凸”型施工縫，施工難度大，且很難保證質(zhì)量；而采用橡膠止水帶防水，安裝時難于固定、易老化失效，也不利于水池的長久使用；發(fā)現(xiàn)采用400mm寬、2mm厚的鋼板作為施工縫處的止水帶，其防水效果均很好，一是施工方便；二是不易變形且便于固定；三是施工縫上下止水板均有200mm高，爬水坡度陡，高度也較大，具有較好的防滲漏效果。上述實例中四個水池施工縫均采用鋼板止水帶，使用后未發(fā)現(xiàn)施工縫處明顯滲漏，起到比較好的效果。

2.2 固定模板用的對拉止水螺栓、預(yù)埋件制作和安裝缺陷；對拉止水螺栓一定要按照設(shè)計尺寸制作、加工、焊接，止水片與螺桿要滿焊，焊渣要清理干凈，對拉螺栓安裝前注意應(yīng)將鐵件表面的油污、銹蝕清理干凈，混凝土振搗時鐵件、止水片周圍一定要振搗密實，防止出現(xiàn)蜂窩、空洞、麻面質(zhì)量問題與缺陷。上述實例中調(diào)節(jié)池止水螺栓處滲水較多，主要原因就是止水片與螺桿焊渣未清理干凈導(dǎo)致。

2.3 抗?jié)B混凝土質(zhì)量、水灰比、強(qiáng)度控制，振搗不到位造成蜂窩、麻面；對設(shè)計要求的抗?jié)B混凝土標(biāo)號，在施工前，先與商品混凝土攪拌站進(jìn)行聯(lián)系，并進(jìn)行試配，從而確定最佳且合理的施工配合比。水灰比方面，為滿足強(qiáng)度要求，施工中普通混凝土的水灰比一般控制在0.5以內(nèi)。

2.4 伸縮縫施工不當(dāng)，導(dǎo)致橡膠止水帶變形及破壞；安裝橡膠止水帶應(yīng)注意以下事項：

①不能長時間存放橡膠止水帶，不要在露天曝曬，防止雨淋，勿與污染性強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)接觸。②在止水帶的運輸和施工中，防止機(jī)械，鋼筋損傷止水帶。③在施工過程中，橡膠止水帶必須可靠固定，如需穿孔時，只能選在止水帶的邊緣安裝區(qū)，不得損傷其它部分。避免在澆注混凝土?xí)r發(fā)生位移，保證止水帶在混凝土中的正確位置。

2.5 拆模過早，混凝土養(yǎng)護(hù)不到位；由于摻入膨脹劑的混凝土需要鋼筋、模板及相鄰構(gòu)件的約束，在約束狀態(tài)下才能有效發(fā)揮膨脹作業(yè)，而施工中模板拆除過早，大大削弱了對混凝土的約束，這種約束無力的膨脹造成混凝土內(nèi)部疏松，甚至開裂，因此對于補償收縮混凝土的模板不宜過早拆除。規(guī)范明確規(guī)定，拆除池壁模板不得小于7天，且混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50%[5]。

3 結(jié)束語

綜上所述，污水處理水池抗?jié)B控制貫穿于設(shè)計、施工的全過程，從結(jié)構(gòu)分析、內(nèi)力計算、裂縫驗算、伸縮縫設(shè)置到施工縫處理、混凝土質(zhì)量控制、伸縮縫安裝、拆模養(yǎng)護(hù)等整個過程的控制，認(rèn)真做好上述要點，才能使水池的滲漏控制在較小的范圍，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50069-2002《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[S].中國建筑工業(yè)出版社.

[2]GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》[S].中國建筑工業(yè)出版社.

[3]SH3132-2002《石油化工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池設(shè)計規(guī)范》[S].中國石化出版社.

[4]《建筑施工手冊》第四版[M].中國建筑工業(yè)出版社.

[5]SH3535-2002《石油化工混凝土水池工程施工及驗收規(guī)范》[S].中國石化出版社.