淺談濕陷性黃土地區(qū)防水混凝土池體質(zhì)量控制措施

張 漢，王毅凡，王嘉璽

（陜西省桃曲坡水庫(kù)灌溉中心,陜西 銅川 727031）

隨著社會(huì)高速發(fā)展,城鄉(xiāng)公共供水設(shè)施不斷擴(kuò)展,儲(chǔ)水池、調(diào)節(jié)池等防水混凝土得到了更加廣泛的應(yīng)用。但在工程實(shí)際管理及應(yīng)用過(guò)程,由于工程經(jīng)驗(yàn)不足、措施不力,往往會(huì)發(fā)生池體滲漏等現(xiàn)象,增加工程維護(hù)和運(yùn)行成本,造成工程安全隱患和物力財(cái)力上的浪費(fèi)。筆者通過(guò)工程實(shí)例,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)分析各類(lèi)池體漏損原因及質(zhì)量控制措施,以期為類(lèi)似工程提供借鑒。

1 概況

西北地區(qū)某地表凈水廠,主要承擔(dān)城市居民生活和周邊工業(yè)制水任務(wù)。廠內(nèi)現(xiàn)有供水生產(chǎn)線兩條,日供水能力5 萬(wàn)m3/d,目前實(shí)際日最高供水量4.4 m3/d。處理工藝為：不銹鋼網(wǎng)格反應(yīng)池→斜管沉淀池→V型濾池→消毒→清水池→城區(qū)管網(wǎng)。

該凈水廠生產(chǎn)工藝過(guò)程產(chǎn)生廢水總共約900 m3/d（制水總量的2%以下）,主要來(lái)自兩部分,一部分為反應(yīng)池、沉淀池排泥水,一部分為濾池反沖洗排水。由于凈水廠的水源取自上游10 km外的桃曲坡水庫(kù),該水源為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中的Ⅲ類(lèi)以上,所以處理工藝主要去除水中的濁度及病原微生物,以上排泥水主要污染物為懸浮物。為了響應(yīng)國(guó)家建設(shè)節(jié)約型、綠色、環(huán)保供水企業(yè)要求,該凈水廠2020 年年底啟動(dòng)建設(shè)生產(chǎn)廢水回用利用工程,近期先建設(shè)一座廢水回用調(diào)節(jié)池,主要把收集的生產(chǎn)廢水在調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)沉淀,然后把上清液通過(guò)提升泵進(jìn)行回收利用,每年可節(jié)約水資源32.8 萬(wàn)m3。遠(yuǎn)期建設(shè)一座污泥處理車(chē)間,主要把沉淀后的污泥進(jìn)行脫水,泥餅進(jìn)行無(wú)害化處置。本論文圍繞該生產(chǎn)廢水回用利用調(diào)節(jié)池工程的防水質(zhì)量控制措施展開(kāi)。

生產(chǎn)廢水回用工程調(diào)節(jié)池由濾池反沖洗調(diào)節(jié)池和沉淀池污泥水調(diào)節(jié)池兩部分構(gòu)成。調(diào)節(jié)池池體設(shè)計(jì)概況如下：池體采用C30鋼筋混凝土,池體混凝土防滲等級(jí)為S6,水灰比不大于0.5。池體尺寸33 m×11 m×5.6 m（見(jiàn)圖1）,有效容積1700 m3,地板厚度0.55 m,池壁厚度0.4 m,池體中間加一道隔墻。為提高防水性能,設(shè)計(jì)中要求池體混凝土內(nèi)壁采用多功能高效防水涂料進(jìn)行噴涂。該工程長(zhǎng)期滿水運(yùn)行,為避免對(duì)周邊建筑物及地基造成滲漏塌陷危險(xiǎn),需嚴(yán)格控制地基處理質(zhì)量和混凝土防水質(zhì)量。

圖1 生產(chǎn)廢水（調(diào)節(jié)池）平面布置圖

2 水池主要滲漏原因分析

常見(jiàn)給排水水池工程出現(xiàn)滲漏原因,主要?dú)w納為以下幾個(gè)方面：

（1）混凝土配合比控制不合適,特別是外加劑配比不當(dāng)和坍落度控制不當(dāng),導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性能達(dá)不到；

（2）施工縫和止水帶處理不當(dāng),造成漏水點(diǎn)或滲水通道；

（3）混凝土澆筑質(zhì)量控制不好,在澆筑過(guò)程出現(xiàn)漏振、欠振或超振,造成混凝土表面蜂窩麻面或裂縫、爛根等現(xiàn)象；

（4）穿墻套管及模板止水螺栓等細(xì)節(jié)處處理不當(dāng)造成漏漿滲水等。

常見(jiàn)滲漏工程案例見(jiàn)圖1。

圖2 常見(jiàn)滲漏工程案例示意圖

3 主要防滲施工措施

防滲混凝土配合比不合適時(shí)會(huì)直接影響池體強(qiáng)度和抗?jié)B性?？?jié)B混凝土配合比的計(jì)算方法和試配步驟除應(yīng)遵守普通混凝土配合比設(shè)計(jì)的規(guī)定外,還應(yīng)注意骨料選擇及坍落度控制。

膠凝材料≥320 kg/m3；水泥用量≥260 kg/m3;砂率35%～40%；粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配,其最大粒徑不宜大于40 mm,含泥量≤1.0%,泥塊含量≤0.5%；細(xì)骨料的含泥量≤3.0%,泥塊含量≤1.0%。坍落度120 mm～160 mm,水膠比≤0.5。

本工程選用西安某建筑材料公司生產(chǎn)的高性能纖維膨脹抗裂劑,加量為水泥用量的7.8%。粉煤灰摻用時(shí)通常是按照《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GBJ 146-90）的規(guī)定,本工程采用二級(jí)粉煤灰（適用于鋼筋混凝土和無(wú)鋼筋混凝土）,摻加量為普通硅酸鹽水泥用量的21%。本工程配合比見(jiàn)表1。

表1 工程配合比

注意,試配抗?jié)B水壓值比設(shè)計(jì)值提高0.2 MPa；抗?jié)B試塊留置每500 m3留置1組,每單位工程不少于2 組。

（1）施工縫處止水帶的施工質(zhì)量控制

本工程設(shè)計(jì)中在混凝土底板和側(cè)墻澆筑之間考慮設(shè)置水平施工縫,具體位置為底板以上300 mm的側(cè)墻高度處。而施工縫處的止水帶質(zhì)量控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

首先是止水帶的選擇,止水帶一般有橡膠止水帶、鋼板止水帶、鋼邊橡膠止水帶、遇水膨脹止水條、迎水面外涂防水涂料等多種形式。橡膠類(lèi)止水帶容易遇雨水淋濕而造成提前膨脹,或模板加固和振搗過(guò)程位移,止水效果降低。本工程采用300×4 止水鋼板。

其次,施工過(guò)程需控制好止水鋼板的位置、埋深、加固、搭接等環(huán)節(jié)。止水鋼板位置應(yīng)為所在結(jié)構(gòu)部位截面的中間位置,埋深應(yīng)為止水鋼板寬度的中間值,止水鋼板折邊所形成的凹面應(yīng)朝向迎水面。止水鋼板規(guī)格符合要求,折邊30 mm～50 mm,兩塊止水鋼板的搭接不應(yīng)少于50 mm～100 mm,搭接處雙面滿焊。在鋼板止水帶下口焊短鋼筋,以支撐鋼板,短鋼筋一般間隔不大于2000 mm,間距過(guò)小則增加成本和工作量,間距過(guò)大則鋼板止水帶易彎曲,澆筑混凝土?xí)r受振動(dòng)易變形。止水鋼板與鋼筋焊接時(shí)嚴(yán)禁焊穿鋼板或與鋼板有空隙。

（2）混凝土澆筑過(guò)程質(zhì)量控制

澆筑混凝土前,應(yīng)清除表面浮漿和雜物,然后鋪設(shè)高標(biāo)號(hào)砂漿或涂刷混凝土界面處理劑、水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料等材料,再鋪30 mm～50 mm厚的1∶1水泥砂漿,并應(yīng)及時(shí)澆筑混凝土?；炷潦┕み^(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土塌落度在160 mm～180 mm。混凝土澆筑每層厚度應(yīng)嚴(yán)格控制,澆筑層厚度≤振搗棒作用部分長(zhǎng)度的1.25 倍。本工程采用50 型振動(dòng)棒（作用部分長(zhǎng)度38.5 cm）,混凝土分層厚度400 mm?，F(xiàn)場(chǎng)制作五根混凝土澆筑厚度控制桿（在50 mm×25 mm×2000 mm木條上刷黃油漆,自下而上每400 mm用紅油漆標(biāo)上刻度,刻度字體要大而醒目）隨時(shí)探測(cè)、調(diào)整混凝土（包括基礎(chǔ)梁、柱、墻、梁混凝土等）澆筑厚度。振搗間距不得大于振搗棒作用半徑的1.5 倍,振搗時(shí)應(yīng)插入下層50 mm?；炷料侣涓叨瘸^(guò)1.5 m,輸送混凝土?xí)r應(yīng)使用串筒或溜槽。為了防止混凝土后期收縮開(kāi)裂,應(yīng)保證混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少14天。

（3）穿墻管道套管及止水螺栓的選擇注意事項(xiàng)

儲(chǔ)水池一般涉及混凝土側(cè)壁進(jìn)出水管、溢流管穿墻等問(wèn)題,在這些部位會(huì)因結(jié)構(gòu)鋼筋密集、管底人為漏振、套管與管體縫隙防水處理不當(dāng)?shù)仍蛟斐珊笃跐B水,施工時(shí)需加以重視。在制作防水套管時(shí),翼環(huán)和套管厚度應(yīng)符合規(guī)范要求,防水套管的翼環(huán)兩邊應(yīng)雙面滿焊,且焊縫飽滿、平整、光滑、無(wú)夾渣、無(wú)氣泡、無(wú)裂紋等現(xiàn)象。焊好后,把焊渣清理干凈,再刷兩遍以上的防銹漆。在安裝時(shí),須嚴(yán)格控制安裝位置和標(biāo)高,套管兩端用鋼筋再用油麻、石棉水泥填充,填充后緊密搗實(shí),施工結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

本工程鋼筋混凝土澆筑時(shí)規(guī)避了傳統(tǒng)止水螺栓,選用新型三段式止水螺栓,其具有安拆方便、對(duì)混凝土擾動(dòng)小、止水效果良好等特點(diǎn),整個(gè)工程滿水試驗(yàn)證實(shí)在拉桿處未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

（4）其它強(qiáng)調(diào)

根據(jù)工程地勘報(bào)告,本工程所處場(chǎng)地屬自重濕陷性場(chǎng)地,濕陷等級(jí)為Ⅲ級(jí),此類(lèi)工程的地基處理設(shè)計(jì)及地基施工質(zhì)量也將影響著混凝土池體的防滲安全性。工程設(shè)計(jì)地基處理類(lèi)型多采用樁基及灰土墊層復(fù)合地基形式,需結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)慎重確定地基形式,對(duì)于選用孔內(nèi)深層強(qiáng)夯地基時(shí)需充分考慮土的含水量對(duì)樁間擠密效果的影響。施工過(guò)程需嚴(yán)格依據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50026-2018）和《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ 79-2012）等相關(guān)技術(shù)規(guī)范控制地基施工質(zhì)量。

為提高防水性能,本工程設(shè)計(jì)中要求池體混凝土內(nèi)壁采用多功能高效防水涂料進(jìn)行噴涂。需要注意的是,涉及用于飲用水回用等涉水池體,如選用防水涂料、防水砂漿、防腐漆時(shí),需核查相應(yīng)涉水環(huán)保檢驗(yàn)報(bào)告等產(chǎn)品安全證明,必要時(shí)做生物觀測(cè)試驗(yàn),確保防滲池體無(wú)污染。出現(xiàn)微量部位漏水點(diǎn),可采用新型聚氨酯堵漏劑進(jìn)行注射補(bǔ)漏,其遇水膨脹可達(dá)到迅速止水補(bǔ)漏效果（見(jiàn)上右下角圖效果）,其具有高膨脹、不收縮、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)好的特點(diǎn)。

滿水試驗(yàn)是檢驗(yàn)防滲混凝土池體施工的重要環(huán)節(jié),應(yīng)依據(jù)《給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50141-2008）進(jìn)行池體滲水量測(cè)定。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,對(duì)于設(shè)計(jì)為自身抗?jié)B防水的混凝土施工中,對(duì)施工能力提出更高的要求,期間可能會(huì)因地基沉降、混凝土配合比不當(dāng)、施工振搗環(huán)節(jié)失控、止水帶和螺栓細(xì)節(jié)處理不到位等原因造成池體滲漏,這些環(huán)節(jié)均有針對(duì)性經(jīng)驗(yàn)措施,只要施工過(guò)程中重視落實(shí)質(zhì)量管控措施,可以確保整體工程質(zhì)量,從而實(shí)現(xiàn)滿水試驗(yàn)無(wú)滲漏的合格產(chǎn)品目標(biāo),這樣不僅利于縮短工程建設(shè)周期,且工程質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)等方面均可做到兼顧。相信今后會(huì)有更多更好的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用到此類(lèi)防滲池體質(zhì)量控制中去。