城市污水處理廠工程混凝土質(zhì)量控制

（廈門市政工程有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的提升，城市規(guī)模也在不斷增長，導(dǎo)致水資源供需矛盾逐漸受到更多關(guān)注，在生態(tài)環(huán)境連年惡化的背景下，水資源污染與供水不足這一問題日益加劇。為了使水資源污染與供水緊張這一現(xiàn)狀得到有效解決，我國政府不斷加大污水處理廠投入力度，不同類型與級別的給水與污水處理廠紛紛進(jìn)入建設(shè)階段，這對于城市綠化、回用水、農(nóng)田灌溉、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國民用水等方面有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 我國城市污水處理廠發(fā)展概況

我國城市污水處理廠于20世紀(jì)20年代初期開始投入建設(shè)，伴隨近些年來城市化進(jìn)程的不斷深入，城市污水處理翻天覆地的變化。雖然現(xiàn)階段我國政府針對污水處理領(lǐng)域不斷加大投入力度，促使污水處理項(xiàng)目不斷增長。但是，就現(xiàn)階段來看，仍然無法令城市污水處理這一需求得到充分滿足。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，我國近些年城市污水處理項(xiàng)目不斷增加，對于污水處理的能力也在顯著提升，相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表1。雖然近些年來城市污水處理項(xiàng)目也在快速發(fā)展，但是仍然存在以下3點(diǎn)不足之處。1） 城市污水處理項(xiàng)目長遠(yuǎn)規(guī)劃較為缺乏。由于部分地區(qū)對于城市污水處理工作尚未形成明確認(rèn)知，導(dǎo)致當(dāng)?shù)匚鬯幚眄?xiàng)目并不具備長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃，在使項(xiàng)目整體受到影響的同時(shí)，連帶發(fā)生規(guī)劃不到位、資金缺口較大、建設(shè)速度緩慢等相關(guān)問題，使城市污水項(xiàng)目順利開展受到嚴(yán)重影響[1]。2） 對于污水處理廠土建階段尚未予以足夠重視。在城市污水處理項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)過程當(dāng)中，由于尚未予以其土建階段質(zhì)量控制足夠重視力度，導(dǎo)致部分地區(qū)污水處理廠建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量要求，使當(dāng)?shù)匚鬯畯S處理污水時(shí)存在工作效率低下與成本較高等問題，使污水處理項(xiàng)目的正常運(yùn)作受到嚴(yán)重影響。3） 污水處理廠利用效率偏低。雖然我國與地方政府對于城市污水處理廠項(xiàng)目建設(shè)不斷加強(qiáng)重視力度，但是部分項(xiàng)目在竣工投入使用后無法得到充分利用，令整體實(shí)施效果受到較大影響[2]。

2 工程概況

該文所舉例污水處理廠主要包括粗格柵間、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵間、曝氣沉砂池、曝氣池、終沉池、消化池以及儲泥池等水工構(gòu)筑物。

3 混凝土工程特點(diǎn)與難點(diǎn)

該文所舉例工程混凝土澆筑量為80 000 km2，混凝土澆筑量較大，并且對于抗?jié)B與抗裂等方面有著較高要求。混凝土工程質(zhì)量對于污水處理廠日常能否正常運(yùn)作有著最為直接的關(guān)聯(lián)，該文所舉例污水廠工程土建階段混凝土工程所含有特點(diǎn)與難點(diǎn)具體內(nèi)容如下。

3.1 抗裂、抗?jié)B要求較高

該文所舉例工程主要為水工構(gòu)筑物，由于對混凝土抗裂與抗?jié)B有著極高要求，同時(shí)其也是該文所舉例工程的首要控制難點(diǎn)，因此需要為混凝土結(jié)構(gòu)自身的防水功能提供有力保障，促使其剛性防水能夠令設(shè)計(jì)功能要求與需求得到充分滿足。該文所舉例工程混凝土抗?jié)B等級為S6～S12。

3.2 大體積混凝土

該文所舉例工程消化池底板厚度為1 000 mm，面積為232 m2，澆筑方式采用一次性澆筑，屬于大體積混凝土。如何為該部分混凝土澆筑質(zhì)量提供有力保障，避免裂縫現(xiàn)象，是該工程混凝土質(zhì)量的重要控制內(nèi)容之一。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)超長，底板建筑面積較大

由于該文所舉例工程的工期較短，為了確保順利竣工，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見表2。作為地下水工構(gòu)筑物，該文所舉例工程結(jié)構(gòu)均為超長結(jié)構(gòu)。如何為該部分混凝土澆筑質(zhì)量提供保障，規(guī)避裂縫現(xiàn)象，同樣也是該工程混凝土結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)之一。

4 混凝土配比設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、澆筑

4.1 混凝土原材料與配比

該文所使用水泥為具有良好抗?jié)B性能的普通硅酸鹽水泥，為能夠令構(gòu)筑物抗裂性能與混凝土泵送與篩分曲線相匹配，所采用石子為粒徑在5 mm～40 mm并擁有良好級配的卵石。選用砂子為中砂，選用粉煤灰為二級。在混凝土配比原則方面，首先，在促使工程設(shè)計(jì)與施工工藝得到充分滿足的前提下，使單體積水泥用量以及澆筑過程用水量最大限度減少。其次，將混凝土在養(yǎng)護(hù)、硬化過程當(dāng)中所出現(xiàn)收縮、沉降等現(xiàn)象降至最低[3]。在配比技術(shù)措施這一方面首先，由于終沉池與消化池池壁使用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，因此在其中摻加粉煤灰，并且用量為水泥的20%，促使混凝土和易性得到有效改善。其次，選擇WG-HEA這一能夠促使混凝土抗裂性能與緩凝時(shí)間得到充分滿足，同時(shí)不削弱混凝土早期強(qiáng)度的高效復(fù)合外加劑，使用劑量為8%。最后，使用能夠令工藝得到充分滿足的最小合理性砂率，同時(shí)對混凝土水膠比合理性進(jìn)行最終確認(rèn)，從而促使混凝土用水量被控制于合理范圍之內(nèi)[4]。

4.2 混凝土運(yùn)輸與澆筑

在運(yùn)輸混凝土過程中，需對混凝土澆筑強(qiáng)度、初凝時(shí)間和接縫需求等相關(guān)技術(shù)條件加以充分考慮，同時(shí)對現(xiàn)場施工條件、接卸設(shè)備和場地條件等因素加以綜合統(tǒng)籌。在運(yùn)輸過程中，需要始終秉承經(jīng)濟(jì)、使用合理等原則；在通過罐車運(yùn)輸混凝土的過程中，需要與工程實(shí)際設(shè)計(jì)情況以及澆筑方案相結(jié)合確認(rèn)泵車配備數(shù)量，同時(shí)將泵車數(shù)量、效率、每小時(shí)澆筑量、攪拌運(yùn)輸車性能、交通路況、運(yùn)輸距離以及場地道路等作為基礎(chǔ)，在減少混凝土在攪拌車內(nèi)停留時(shí)間的同時(shí)，將混凝土坍落損失降至最低。混凝土輸送泵車與攪拌運(yùn)輸車數(shù)量以及輸送能力計(jì)算方式如公式（1）所示。

式中：qn為混凝土澆筑數(shù)量，m3/h，qmax為混凝土泵車輸送最大排量，m3/h，η為泵車作業(yè)效率（一般取值為0.6），N為混凝土輸送泵車需用臺數(shù)。

攪拌車輸送能力計(jì)算方式如公式（2）所示。

式中：q為混凝土運(yùn)送泵車排量，m3/h，qm為泵車計(jì)劃排量，m3/h，L為攪拌站至現(xiàn)場距離，km，v為攪拌運(yùn)輸車速度，用km/h表示，取值為30，t為一個(gè)運(yùn)輸周期總的停車時(shí)間，min，Q為混凝土攪拌運(yùn)輸車容量，m3，qmax為混凝土泵車輸送最大排量，m3/h，η為泵車作業(yè)效率，一般取值為0.6，a為配管條件系數(shù)，取值0.8～0.9。

由于汽車泵具有較高靈活性，根據(jù)該文所舉例工程的實(shí)際情況，該文所使用汽車具有2臺42 m泵，在將其調(diào)整到適宜位置后就能夠?yàn)榛炷翝仓ぷ鞯捻樌_展提供有力保障。另外，針對諸如氧化溝等無法通過汽車泵的施工部分，該文在澆筑過程中選用混凝土地泵，在使用這一設(shè)備過程中，需要注意以下3點(diǎn)：1） 由于管道配管較短，需降低軟管、彎管、彎度過大的彎頭等的使用頻率。2） 特別注意管路布置時(shí)，泵送方向須與混凝土澆筑方向相反。3） 應(yīng)使用腳手鋼管對輸送管道進(jìn)行固定，最大限度地避免鋼筋模板在澆筑過程中受到干擾而發(fā)生位移[5]。

4.3 混凝土澆筑

在澆筑過程中，需要對結(jié)構(gòu)實(shí)際尺寸、形式、混凝土施工特點(diǎn)等方面加以綜合考慮。在澆筑混凝體時(shí)，該文所用澆筑方式為分段和分層，同時(shí)與混凝土泵車自身泵送能力、混凝土供應(yīng)能力以及初凝時(shí)間等因素相結(jié)合，對每段澆筑長度加以精準(zhǔn)確認(rèn)，然后進(jìn)行分層均勻振搗，嚴(yán)格控制澆筑速度與厚度，從而促使混凝土內(nèi)部水化熱釋放，規(guī)避混凝土發(fā)生沉縮或骨料下沉現(xiàn)象。以終沉池底板為例，具體內(nèi)容見表3。

5 混凝土施工措施

5.1 檢查資質(zhì)與質(zhì)量證明文件

作為污水處理廠土建階段的重要材料，混凝土質(zhì)量也是該階段的核心所在。在原材料進(jìn)場前，相關(guān)公共人員需對原材料生產(chǎn)廠家相關(guān)資質(zhì)文件與營業(yè)執(zhí)照加以重點(diǎn)檢查，其中主要包括混凝土合格證、配合比以及出廠檢測報(bào)告等相關(guān)文件。通過這些文件，能夠在初期對混凝土質(zhì)量加以有效審核，促使后期發(fā)生混凝土質(zhì)量問題時(shí)能夠切實(shí)做到源頭可追溯[6]。

5.2 坍落度檢測

由于在混凝土運(yùn)輸過程中，往往需要對其攪拌加以強(qiáng)化，避免其在運(yùn)輸過程中發(fā)生初凝現(xiàn)象。因此，在對混凝土進(jìn)行澆筑前，相關(guān)工作人員需要針對其坍落度加以檢測，同時(shí)為其和易性提供有效的保障。如果混凝土自身不具備較強(qiáng)和易性，就會導(dǎo)致污水處理廠在澆筑后混凝土無法流動至部分線條與細(xì)縫中，導(dǎo)致孔洞現(xiàn)象發(fā)生。因此，相關(guān)工作人員需針對混凝土坍落度加以嚴(yán)格檢測。在完成檢測后，針對與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不匹配的混凝土要及時(shí)反鏟，不能在施工現(xiàn)場中將就使用。在完成檢測工作后還需要及時(shí)制作試塊，將其用于后期修復(fù)工作當(dāng)中，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土質(zhì)量復(fù)查不合標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)實(shí)際情況使用適宜處理措施[7]。

5.4 注重澆筑順序

在污水處理廠澆筑混凝土的過程中，需要始終遵循先澆筑中間位置，后澆筑兩側(cè)，先底后高這一順序。這一澆筑順序能夠有效防止混凝土某些質(zhì)量問題發(fā)生。在開展混凝土澆筑工作前，相關(guān)工作人員需要嚴(yán)格遵守施工圖紙要求，明確澆筑位置，同時(shí)將高低標(biāo)號混凝土交界處使用鋼絲網(wǎng)進(jìn)行分割，從而有效規(guī)避混凝土在澆筑后從高標(biāo)號位置流動至低標(biāo)號位置現(xiàn)象，從而為構(gòu)建強(qiáng)度與工程質(zhì)量提供有力保障。

表2 混凝土結(jié)構(gòu)與建筑面積

表3 終沉池地板混凝土澆筑

5.5 控制構(gòu)建幾何尺寸

防止鋼筋保護(hù)層偏大或偏小、保證混凝土構(gòu)建尺寸偏差能夠?yàn)楣こ膛c混凝土質(zhì)量以及其自身承重能力提供有力保障。在實(shí)際施工過程中，混凝土構(gòu)建尺寸出現(xiàn)偏差的因素較多，但是其主要根源在于拆除模板過程中，尚未針對模板偏差加以有效控制，從而導(dǎo)致混凝土在實(shí)際澆筑過程中出現(xiàn)偏差。另外，在澆筑過程中出現(xiàn)漲模現(xiàn)象也會導(dǎo)致混凝土尺寸偏大的情況。針對上述問題，需要在混凝土澆筑前將模板底部封死，在混凝土澆筑后，確保其中的水泥漿液不會大量流出。

5.6 加強(qiáng)振搗

在實(shí)際施工過程中，振搗工序能夠有效規(guī)避混凝土發(fā)生蜂窩麻面現(xiàn)象。振搗方式有很多，例如，在梁、墻、板等位置的振動方式都存在一定的差異，尤其是針對部分剪力墻根部位置，需在模板表面進(jìn)行振動。首先，將振動棒插入混凝土內(nèi)部，通過全方位振動來規(guī)避蜂窩麻面現(xiàn)象。其次，在實(shí)際建設(shè)過程中，也可通過分層振搗的方式在不同類型的構(gòu)件與層面分層振搗使之密實(shí)，該方式對于規(guī)避蜂窩麻面的質(zhì)量通病來說也有很大的幫助。

5.7 及時(shí)養(yǎng)護(hù)

在結(jié)束施工后，混凝土只有在經(jīng)過一段時(shí)間后才能夠高達(dá)要求強(qiáng)度，在其達(dá)到要求強(qiáng)度前，相關(guān)工作人員需針對混凝土加以有效養(yǎng)護(hù)。例如，在夏季溫度較高與太陽照曬下，相關(guān)工作人員應(yīng)對混凝土適宜灑水沒延緩混凝土水分流失速度，從而減少開裂顯現(xiàn)出現(xiàn)。在對混凝土進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)后，需將其使用塑料薄膜覆蓋。另外，如果施工使其為冬季，相關(guān)工作人員可使用火爐養(yǎng)護(hù)方式提升現(xiàn)場環(huán)境混度，防止混凝土由于氣溫過度而冷凍，導(dǎo)致工程整體質(zhì)量受到嚴(yán)重影響[8]。除此之外，如果想促使混凝土當(dāng)中水泥能夠充分水化，加快其硬化速度，防止混凝土因風(fēng)吹、干燥等因素影響后出現(xiàn)不正常收縮、裂縫現(xiàn)象，邊學(xué)在混凝土澆筑完畢后在6 h～8 h之內(nèi)開展灑水養(yǎng)護(hù)工作，并且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于28 d。

5.8 模板質(zhì)量控制

在混凝土施工過程中，其施工方案應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)工程結(jié)構(gòu)體系、荷載、工期以及模板等相關(guān)情況，對模板與支撐體系加以全方位考慮，確?；炷两Y(jié)構(gòu)與構(gòu)件形狀、尺寸以及位置等因素的正確性。由于模板具有充足承載能力、剛度、穩(wěn)定性，因此能夠有效承載混凝土自重與側(cè)壓力以及施工所產(chǎn)生的荷載。在模板接縫處理過程中，需要確保其不會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，并且所選擇模板與支架系統(tǒng)構(gòu)造需秉承簡單、拆卸便捷等原則，為混凝土鋼筋綁扎、安裝、清理、澆筑、養(yǎng)護(hù)等工作提供有力保障。現(xiàn)階段，剛組合、木質(zhì)、膠合以及塑料等為混凝土施工中常用模板，在使用該類模板過程中，需對其質(zhì)量、外型、尺寸、平坦度、整潔程度、附件以及支撐系統(tǒng)等方面加以嚴(yán)格檢查，對其規(guī)格加以明確，同時(shí)對其關(guān)鍵部位進(jìn)行預(yù)裝。除此之外，所使用隔離劑以質(zhì)量優(yōu)良、價(jià)格合理為最佳。由于優(yōu)質(zhì)隔離劑在使混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件等質(zhì)量得到大幅度提升的同時(shí)，有效減少了模板使用費(fèi)用，因此，在選用過程中，需對其干燥時(shí)間是否能夠令工藝需求得到充分滿足加以更深層次考慮。除此之外，由于脫模劑自身效果與混凝土拆模時(shí)間有著最為直接的關(guān)聯(lián)，當(dāng)其與混凝土接觸面之間的黏結(jié)力高于混凝土內(nèi)聚力時(shí)，就會發(fā)生混凝土表面局部掉落的現(xiàn)象。因此，在實(shí)際拆模過程中，需要通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)對脫模時(shí)間加以確認(rèn)，同時(shí)以相關(guān)設(shè)計(jì)要求、實(shí)際氣溫、混凝土強(qiáng)度等情況為依據(jù)例如，混凝土強(qiáng)度達(dá)到25 MPa以上時(shí)，由于其表面與棱角不會因?yàn)椴鹉６艿綋p壞，因此可直接拆模；而針對承重模板，需要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號百分比后才能進(jìn)行拆模。

6 結(jié)語

綜上所述，由于城市污水處理廠能夠促使水資源循環(huán)利用、水資源不足等問題得到有效解決，因此，國家與地方政府部門應(yīng)該加大對其的支持力度。在建設(shè)城市污水處理廠的過程中，由于其土建階段質(zhì)量控制對于污水處理工作效率與質(zhì)量有著最為直接的影響，因此，需要通過對污水處理廠建設(shè)階段的混凝土技術(shù)施工加以科學(xué)合理的管控，并在合理選擇外加劑與科學(xué)設(shè)計(jì)配合比這一基礎(chǔ)之上，嚴(yán)格把控原材料與施工質(zhì)量關(guān)，對混凝土各項(xiàng)主要技術(shù)與指標(biāo)加以管控，同時(shí)針對工程實(shí)際特點(diǎn)，使用適宜澆筑方式，嚴(yán)格遵守國家相關(guān)施工規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，針對工序與工藝質(zhì)量加以有效控制，從而促使污水處理效率與質(zhì)量得到有效提升。在污水處理廠土建階段當(dāng)中，只有通過使用全方位綜合措施，才能夠使時(shí)效性與質(zhì)量得到有力保障。