污水处理厂抗渗混凝土施工应注意的问题

污水处理厂抗渗混凝土施工应注意的问题石四军（北京磐石建设监理有限责任公司，北京100037）摘要：文章主要针对污水处理厂抗渗混凝土施工中常出现的问题进行分析，并提出预防及处理措施。关键词：污水处理厂；抗渗混凝土施工；注意的问题文献标识码：BSHISI-JUN污水处理事业在我国起步较晚，设计、施工都处在探索阶段，尤其是初沉池、反应池（曝气池）、二沉池、浓缩池等有抗渗要求的钢筋混凝土构筑物，由于各种原因使这些构筑物很难达到理想抗渗效果，严重影响了构筑物的使用寿命。下面就污水处理厂抗渗混凝土施工谈几点看法。一、原材料使用1、水泥由于普通硅酸盐水泥（P.O）具有耐腐蚀、抗碳化、抗冻、抗渗等综合性能较好的特点，在污水处理厂构筑物施工中被普遍采用。为降低混凝土的碱活性骨料反应，应控制混凝土原材料中的碱含量，将每立方米混凝土的碱含量控制在3kg以内。2、砂采用细度模数为2.3~3.0，含泥量小于3%的中砂，可使混凝土具有良好的和易性、泵送性，并提高混凝土强度及密实度，改善混凝土的抗渗性能。抗渗混凝土细骨料不宜采用对钢筋有腐蚀作用的海砂。3、碎石尽可能采用连续粒级碎石，以改善混凝土的和易性及泵送性能。碎石最大粒径要小于泵管直径的1/4。为达到抗渗要求，抗渗混凝土一般都掺加具有减水、引气性能的外加剂，以保证混凝土的抗渗性能。砂、石使用前要测定含水率，严格按配比要求生产混凝土。二、模板制作安装1、穿墙螺栓为保证混凝土的抗渗性能，加固模板的穿墙螺栓应具有止水功能。一般采用在螺杆中间焊接100×100×（1~2）mm钢板阻断渗水通路的方法，做法见图1：图1：穿墙螺栓的做法经两个污水处理厂施工过程的统计，抗渗混凝土穿墙螺栓实际渗水率一般在1.5~2%之间。通过对穿墙螺栓止水片焊接质量的控制，可将渗水率控制在1%以内。虽然百分比的数值较小，但中型污水处理厂所用具有止水功能的穿墙螺栓一般要达到几万根，渗水点的绝对数量是很大的，因此，在保证混凝土浇筑安全的前提下应尽量减少穿墙螺栓的使用量。螺栓杆与混凝土形成光滑的渗水通路，止水片几乎承担全部止水功能，止水片的焊接质量十分关键。为达到较好的止水效果，可将止水片边缘向临水面弯曲45度或在穿墙螺杆上焊接两道止水片。制作过程中，应定期对止水片的焊接质量进行油渗透检验。图2是两个污水处理厂穿墙螺栓止水片焊接质量检验情况及螺栓孔实际渗水率统计，图形的前半部分是对唐山西郊污水处理二厂抗渗混凝土穿墙螺栓止水片进行控制的效果，尤其最后施工的反应池效果更加明显。图2：螺栓止水片检验及螺栓孔渗水率统计虽然上图中的止水片渗油率远大于螺栓孔实际渗水率，但两条曲线的趋势基本相同。通过对止水片焊接质量的检验，督促操作人员加强责任心，提高焊接质量。图3为某抗渗构筑物池壁螺栓孔渗水照片。图3：穿墙螺栓孔渗水应控制混凝土的拆模时间，过早拆模会破坏止水片与混凝土的结合，人为造成渗水通路。另外，过早拆模会使混凝土表面失去潮湿环境，加剧混凝土裂缝，因此拆模应尽量延后。应采用气割或锯割的方式去掉螺栓多余部分，不能用套管反复弯曲，以免破坏螺栓的止水功能和螺杆周围的混凝土。螺栓孔清理干净并浇水湿润后，用1:3防水砂浆掺入水泥用量6~8%的膨胀剂，搅拌均匀，堵孔后要压实擀光，养护期不应少于14天。螺栓孔数量多，分布面积大，多分布在垂直的立面，养护比较困难。可用粘土加水拌成胶泥状封住螺栓孔以达到养护的目的。只有保证穿墙螺栓孔砂浆质量，才能有效防止污水过早腐蚀螺栓，破坏混凝土。提高抗渗混凝土的质量、降低施工成本是承包商追求的目标，我们应寻找成本较低、质量更好、操作容易的螺栓制作、安装和堵孔方法。其中一种方法是去掉止水片，用2~3cm直径的半硬质塑料套管套住穿墙螺栓，套管长度至少应等于墙体宽度与两侧模板宽度之和，透过模板与模板外表面齐平。混凝土浇筑完成后，取下螺栓及套管，以重复利用穿墙螺栓。对螺栓孔进行相应的毛化处理，吹净孔内尘粒，浇水湿润，然后用干硬性纤维水泥加适量膨胀剂的方法打孔。通过对某日处理量12万吨/日的中型污水处理厂的2个初沉池、2个反应池、4个二沉池穿墙螺栓两种制作方法的比较，后一种方法至少可降低成本50%，节约18万元以上。2、模板制作安装构筑物混凝土多为清水混凝土，一般不进行外装修，混凝土外观质量很重要。污水处理厂构筑物基础、墙体多为规则的几何形状，埋入地下的基础或直形池壁应尽量采用普通钢模板或定型钢模，以降低成本。圆型池壁应尽量采用易于弯曲成型、表面光滑、单块面积较大的竹木胶合模板或定型钢模板。竹木胶合板可减少拼缝并使弧度平滑，但钢度较差，成本较高，造成木材的极大浪费。竹木胶合板的加强木方间距应经过计算确定，防止木方间距过大，造成混凝土墙壁表面因涨模而呈波浪形影响混凝土外观。据实践经验，当使用8mm厚的竹胶合板作为直形墙壁的模板时木方间距不应超过20cm。模板缝隙应用胶带或密封条封闭，防止漏浆影响混凝土外观。施工过程中注意保护橡胶止水带，防止刺伤、撕裂橡胶止水带，尤其注意保护止水带上的膨胀止水条，否则将降低止水性能。模板支撑系统要计算确定，既要防止浪费，又要避免因支撑不牢出现崩模、涨模等问题。模板支撑所用钢管一定要与扣件结合紧密，应检查所有扣件与钢管的锁定情况，防止由于扣件不牢固造成模板变形，从而影响混凝土质量。墙体浇筑时要考虑墙体内外支撑面承载能力的差异，承载力较弱的一侧要做好加强支撑，防止不均匀沉陷造成墙体倾斜。高墙体混凝土浇筑时，底部侧压力很大，为防止底部崩模、胀膜，应使用加强扣件，如普通扣件不能满足要求，可自制扣件，不应将扣件叠加使用，如图4：图4：扣件制作这种自制扣件有良好的抗变形性能，某工程墙体模板下3~5层穿墙螺栓使用了这种扣件，未出现胀膜、跑模现象。构筑物变形缝是混凝土分区浇筑的自然界线，一般都设有橡胶止水带。支设模板时应将止水带固定，并使其平直、舒展，以保证止水带两侧混凝土密实。三、混凝土施工1、搅拌混凝土搅拌过程中要有专业技术人员在场，时刻掌握混凝土的坍落度、和易性，动态调整用水量，保持混凝土物理性质稳定。为保证混凝土的坍落度，每次浇注混凝土之前，应实地测定砂、石的含水率，根据含水率调整用水量。2、输送泵管安装时要检查密封圈是否完好，并将密封圈套正、套牢。管卡螺栓要上紧，防止因管口跑浆而堵管。混凝土浇筑过程中尤其是停泵时间较长时要派人巡视，不断敲击泵管，活动管中混凝土。泵管要使用同一厂家产品，防止因管道内直径不同使混凝土输送不畅。经常对旧管道进行检查，发现管壁过薄应立即更换，应将更换的新泵管放在混凝土泵的接口处。抗渗混凝土一般都掺有具有减水、引气性能的外加剂，增强混凝土的抗渗性能。目前使用的外加剂大部分都是复合型的，同时具有减水、提高泵送性能等功能，掺量是否准确，不但影响混凝土的抗渗性能，还可能影响泵送性能，因此外加剂计量要准确。很多现场搅拌站采用人工计量的方法，很难保证用量均匀、准确，从而影响混凝土的性能，因此应采用更科学的计量方法严格控制外加剂的用量。混凝土输送管道跨越模板时，要设独立支撑，尽量避免与模板直接接触，减弱混凝土泵对模板的冲击，有效保护模板的几何尺寸。但要完全避免也是很困难的，因此墙体浇筑方式和顺序就很重要。墙体混凝土浇筑时泵管要尽量与长墙平行。混凝土泵活塞要均匀运动，避免短时间内频繁启动。3、浇筑混凝土要分层移动（前进或后退）浇筑。直形池壁和有变形缝的圆形池壁一般都采用往复浇筑的方法，圆形整体池壁一般采用背向闭合浇筑的方法。池体墙壁一般较高，可采用加串筒或从模板侧面开窗的方式浇筑，防止混凝土落距过大而使混凝土石、浆分离，出现蜂窝、麻面等质量问题。振捣要分区到人，随浇筑随振捣，防止出现过震、漏振现象。将振捣棒垂直迅速插入下层尚未初凝的混凝土中50~100mm，振捣20~30s或不再泛气泡后缓缓拔出，以300~400mm间距依次进行。振捣过程中要防止振捣棒随混凝土流动，时刻保持振捣棒垂直下沉，否则振捣棒很可能卡在密布的穿墙螺杆中无法拔出。构筑物墙体一般较高，浇筑过程中难免造成水泥浆逐层上浮、积累，应及时清除浮浆，重新浇筑，减少混凝土表面开裂的可能性。某污水处理厂初沉池、二沉池集水槽挑梁与池壁联合浇筑，由于将混凝土浇入狭窄的挑梁模板内比较困难，于是振捣手长时间振捣墙体内部混凝土，强迫混凝土流入挑梁，造成挑梁与墙体交接处过振，满水时此处渗水比较严重，见图5：图5：错误的浇筑方法因此，浇筑挑梁混凝土时应主动装填混凝土，按规定进行振捣。一些带有扶壁柱或加强带的构筑物支设模板时，要密封模板的阴角，减少漏浆的可能性，并在浇筑过程中严格控制振捣频率。某构筑物浇筑时，由于模板不严密，浇筑、振捣不规范，造成扶壁柱阴角渗水，对构筑物的使用造成严重影响。抗渗混凝土底板浇筑时一般要同时吊模浇筑500mm左右的墙体，并在墙体上部采取止水措施。应在底板适当位置预先植入大直径螺纹钢，为墙体模板支撑提供支点。地锚也是抗渗混凝土中抗渗薄弱位置之一，往往因为地锚被腐蚀、膨胀而破坏混凝土。因此应在地锚与混凝土上部交界处加一木块将钢筋套住，使地锚周围混凝土深度一致，然后再割掉地锚，抹上防水砂浆，如图6：图6：地锚在底板有利于排水的位置设置集水坑，为雨季排水做好准备。一些水工构筑物结构比较复杂，浇筑时需频繁变换浇筑点，从而影响混凝土的浇筑速度，此时要随时观察已浇筑的混凝土，如发现初凝趋向，应立即进行下层混凝土浇筑。当无法保证混凝土浇筑速度要求时，应考虑设置两套混凝土搅拌、输送系统同时浇筑。初凝混凝土呈塑性，振捣棒插入会给混凝土造成难以愈合的内伤，并胀开模板引起接茬假象，见图7：图7：混凝土接茬假象浇筑吊模混凝土时，由于混凝土难以快速初凝，使继续浇筑十分困难，一些承包商为加快浇筑速度，将缺口处加上钢丝网片，阻止混凝土流动，这将造成部分混凝土只有水泥砂浆相粘结，而无石子相连，严重影响混凝土的强度，如图8：图8：钢丝网将混凝土中粗细骨料分离我们在浇筑这类混凝土时，应减缓浇筑速度，下部混凝土稳定后再继续浇筑。混凝土浇筑过程中要派人随时巡视模板情况，发现问题及时处理。4、养护浇筑完成后，及时浇水或覆盖养护外露部分。竹木胶合板模板是很好的覆盖保温、保湿材料，应尽量延缓拆模。通过对2×2×1.5m基础C30混凝土内外温度的测量，拆模后混凝土内外温差比不拆模混凝土内外温差平均高7.7℃，如图9。图9：混凝土测温记录拆模后采取覆盖或涂膜养护的方法，底板养护宜采用覆盖养护。四、裂缝控制混凝土裂缝是影响混凝土抗渗性能的重要因素，抗渗混凝土施工中应采取各种措施减少混凝土裂缝。混凝土裂缝种类较多，常见的裂缝有温度裂缝、沉陷收缩裂缝和干缩裂缝。1、温度裂缝A、产生原因混凝土水泥水化过程中内部积聚大量热量，内外温差较大，产生了很强的温度应力。当温度应力突破混凝土约束应力时，混凝土就会产生裂缝。裂缝会逐渐发展，甚至是穿透混凝土。温度裂缝开始时可能渗水，但随着时间发展，大部分裂缝会逐渐愈合，一般对结构的使用不会构成威胁。混凝土的内部温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。随着水泥用量增大和混凝土厚度的增加，混凝土内部温度会升高，温度应力增大，产生裂缝的可能性也越大。B、预防措施掺加少量的粉煤灰代替水泥可减少水泥水化而产生的水化热。实践证明，混凝土中按比例掺入粉煤灰不但能代替部分水泥并减少水化热，还可起到润滑作用，提高混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，改善泵送性能。粉煤灰中的活性Al2O3、SiO2与水泥中析出的CaO作用，形成新的水化产物，填充孔隙、增加混凝土的密实度。在混凝土中掺加具有减水、缓凝作用的外加剂，不但可以改善混凝土的流动性、粘聚性和保水性，还可以减少用水量并提高强度。减少用水量可使混凝土水化热不至于过分集中，从而减少温度裂缝。模板可减缓混凝土表面散热速度，减小混凝土内外温度差，从而减少混凝土温度裂缝，因此在混凝土浇筑完毕后，不要急于拆模。构筑物墙体一般较薄，混凝土内部热量积累不多，温度裂缝较少，而在大体积基础混凝土上较多，因此应采用覆盖养护，防止内外温差过大。2、沉陷收缩裂缝A、产生原因钢筋混凝土现浇结构中，有一种中间宽、两端窄的水平裂缝，多产生在钢筋密集、截面及高度变化较大的部位。主要是由于混凝土流动性差，不同时间浇筑的混凝土物理性质差别较大，混凝土下沉密实过程中受到钢筋、模板限制造成的，见图10：图10：混凝土沉陷收缩裂缝B、预防措施严格控制混凝土中各种原材料的比例，在满足泵送和浇筑要求的前提下，严格控制混凝土单位用水量，尽可能减