混凝土自防水在池体结构中的应用探讨

混凝土自防水在池体结构中的应用探讨

王道远

中铁建南沙投资发展有限公司，广东广州，510000

【摘要】本文对广州市南沙区东涌污水处理厂采用混凝土结构自防水进行分析，在实践中研究了混凝土结构自防水的质量控制技术，详细介绍了该项目控制混凝土池体自防水的技术措施，为后续类似项目建设提供经验。

关键词：混凝土，自防水，结构

一、工程概况

广州南沙近年发展较快，市政污水处理需求增大。东涌污水处理厂规划设计总规模为12万m3/d，规划服务面积约40平方公里，采用工程总承包模式建设。采用二级生物处理系统，核心处理工艺为改良A/A/O工艺，主要池体结构有细格栅及沉砂池、改良A/A/O生物池、辅流沉淀池、高效沉淀池、反硝化滤池，均为钢筋混凝土结构，防水等级为一级，但所有结构均未设置柔性防水层，依靠混凝土结构自身防渗漏。池体结构复杂，底板厚度为600-800mm，池壁厚度为400-700mm，有圆形池壁、变截面池壁等，最高池壁超过7米，蓄水深度超过6米，水压大，污水性质变化差异大，底板和池壁混凝土采用C30，抗渗等级为P6。所以，本项目对混凝土施工质量要求非常高，必须确保所有环节高质量完成才能满足要求。

二、控制措施

2．1．有针对性的优化设计

本项目采用工程总承包模式，总承包部统筹设计和施工，从设计着手防水抗渗，取得较好的效果。具体措施有：一是根据《混凝土结构设计规范》GB50010中相关要求，结合各池体结构的实际情况，以20-30米为间隔在底板和池壁设置了贯通后浇带，后浇带施工缝采用止水钢板止水。后浇带的设置既方便了施工，又有利于减少沉降差和减少混凝土收缩应力导致的有害裂缝，提升了设计使用年限内防水抗渗的可靠性。二是优化混凝土配合比设计，提高对混凝土原材料要求，减小细微裂缝，具体有：水灰比≤0.45，胶凝材料≥320kg/m³，骨料粒径≤40mm，选用中粗砂，砂含泥量≤3%，碎石含泥量≤1%。混凝土配比的砂率宜为35%~40%，入泵坍落度宜控制在140±20mm。三是采取了抗浮设计，桩基抗拔承载力要求≥300KN，有效避免了浮力带来的破坏。四是对各池体结构间的连接管道采用搅拌桩做软基处理，避免后续运营期间管道下沉破裂导致漏水。

2．2．科学优化施工方案和技术交底、有效提高质量意识

根据污水厂的施工特点，制定施工方案，并有由公司本部相关专业技术人员审查混凝土防水施工，采用BIM技术优化平面布置，尤其是混凝土浇筑时期交通布置、泵车位置的布置、人员设备配置等，确保浇筑的连续性。加强技术交底，由现在专业技术人员交底到每一位工人，将施工方案和技术交底二维码张贴至施工现场，方便每一个工人及时查阅。同时将样板实体摆放至施工现场，并且常态化组织工序质量样板观摩会，推广钢筋绑扎、模板安装等标准做法，营造比学赶超的氛围，切实有效提高了全体人员的质量意识。

2．3．做好材料检测验收，严格把控材料质量

为了确保设计使用年限内不出现开裂、渗漏等问题，施工阶段更要严格把控工程材料，本项目非常注重混凝土、止水钢板、止水环等材料的质量。

混凝土的质量控制点主要包括强度、抗渗性能、抗侵蚀性能和工作性。目前，城市建设工程基本采用商品混凝土，我们需要在与商混站的供应合同中就明确质量责任，明确混凝土和水泥、砂、石、外加剂等原材的质量标准。同时，我们还需要注意以下几点，一是我们要提前针对本项目设计要求和实际工作性能要求设计配合比，并按要求做混凝土配合比试配和各种性能的检测。部分商混站没有供应污水厂用混凝土的经验，我们要尽可能找到该地区有做为污水厂混凝土配合比使用过的做基础，在此之上进行有针对性的改进，往往能更快更有效的取得合适的配合比。二是要严格按照要求抽检商混站的水泥、砂、石、外加剂等原材，同时要了解商混站的生产工艺、生产过程，要定期抽查商混站的生产过程中各种材料的掺入量。实际过程中，往往最开始会按要求抽检商混站原材，但过一段时间后，就难以坚持，放弃了对原材的抽检，留下了质量隐患，这是需要引起重视的。三是要现场管理人员要严格检查检查进场混凝土质量，对明显符合要求的混凝土，要敢于及时退场。四是要使用工作性能符合要求的混凝土，广东地区一年中高温天气时间较长，混凝土水分易蒸发，遇到混凝土太干难以泵送时，要由商混站实验员按照规范要求加减水剂等，严禁私自加水等。

2．4．严格管控混凝土浇筑风险点

混凝土浇筑是最容易产生质量隐患的一个阶段，要严格按照要求按照既定的施工方案施工，而且要注意以下几点：一是合理设置施工缝，有盖构筑物的池壁可以设置两道施工缝，一道位于距离底板约30cm处（如有腋角，则距腋角约30cm），一道位于距离顶板约15至30cm处（如有腋角，则位于距腋角处），也可只设置底部一道；无盖构筑物池壁在距离底板约30cm设置一道即可；二是要做好施工缝的止水钢板搭接焊接和交圈，搭接长度不小于20mm，焊缝需饱满合格，同时一定要确保止水钢板交圈，尤其是部分位置止水钢板与受力钢筋交叉，可以选择断开受力钢筋然后焊接在止水钢板上且在止水钢板外两侧补上不少于被截断的钢筋数2根（图）；也可以选择不断开钢筋，然后根据钢筋位置开槽止水钢板，通过两块开槽止水钢板闭合槽，同时焊接好开口处，但此种方法成本较高，操作难度较大（图）。三是建议采用三段式止水对拉螺栓（图），其中两端伸出墙体部分可重复利用，且留下了较好的喇叭口，为后续封堵提供条件。且根据项目经验，采用三段式对拉螺栓较普通止水螺栓成本更低。同时应根据模板受力计算结果，适当加大螺栓直径，以减少螺栓喇叭口数量，减少渗漏风险。四是做好混凝土浇筑前钢筋模板的验收，确保模板支撑强度，确保止水钢板交圈、确保无杂物等。五是做好混凝土浇筑，包括分层交圈浇筑顺序、上下层接缝，分层浇筑的每层厚度宜为400mm（规范要求不大于50cm），浇筑上一层时振捣棒要插入下一层，同时要注意上一层的浇筑时间，切忌下一层初凝后再浇筑上一层，否则可能形成贯通的冷缝造成渗漏。六是水平施工缝时必须先凿毛再涂刷界面剂等，且浇筑混凝土前必须先浇筑3-5cm同混凝土浆液成分相同的水泥砂浆，本项目部分池壁高度较高，达到了7米，且池壁上部有暗梁，钢筋间距不大，为避免离析，应控制混凝土碎石直径，适当减少分层厚度，把控振捣程度。

2．5．做好混凝土养护，及时封堵螺栓喇叭口

混凝土浇筑后要及时养护，针对高温天气，待初凝后可以用土工布覆盖，洒水养护，防止开裂，养护时间不少于14天。对后浇带的养护则要加长至28天。池壁拆模后，要及时对螺杆喇叭口涂防锈漆，再用水湿润洞口，用防水砂浆封堵，现场管理人员要逐一检查。封堵螺杆洞喇叭口非常重要，每一个喇叭口都可能是渗水点。

2．6．及时满水试验，及时处理

池体结构是否满足要求，要通过满水试验确定，在混凝土龄期满足要求后，池体周围回填前，要由有资质的第三方及时做满水试验并出具报告。若有渗水等现象，可以及时采取注环氧树脂等胶凝材料封堵，切忌因赶工而先回填再做满水试验，否则有可能因难以发现渗漏点导致需全面再开挖。

三、存在的问题及处理

施工过程中，可能会出现以下几个问题：一是质量管理不到位，工人觉得费时，未对受力钢筋直接穿过止水钢板进行专门的处理，导致止水钢板未交圈，这会埋下严重的质量隐患。二是未严格按要求对全部穿墙螺栓洞进行封堵或封堵不严实，埋下严重的质量隐患，导致后续封堵渗漏费用高且质量效果差。三是质量意识不够，要从整体意识上提高对池体渗漏的认识，污水池体结构一旦渗漏将严重污染地下水和土壤，且具有一定的隐蔽性。

四、总结

污水厂发生渗漏对当地土壤和地下水造成较大的影响，破坏当地生态环境。目前东涌污水厂已完成试运行并投产运营，各方面验收合格，并获得了广东省工程质量相关奖项。充分利用混凝土结构自防水性能，具有较好的经济性和可靠性，混凝土结构自防水成功应用于该项目，为后续类似项目的建设提供了经验。

【参考文献】

[1]徐可，刘拼，闵强，杨静《地下工程混凝土结构自防水系统及其工程应用》-中国建筑防水，2020（11）：37-41

[2]纪宪坤，徐可《防水混凝土、结构自防水、刚性防水及工程应用》-中国建筑防水，2020（10）:49-57