污水處理廠抗?jié)B混凝土施工應(yīng)注意的問題

污水處理廠抗?jié)B混凝土施工應(yīng)注意的問題石四軍（北京磐石建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京100037）摘要：文章主要針對(duì)污水處理廠抗?jié)B混凝土施工中常出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并提出預(yù)防及處理措施。關(guān)鍵詞：污水處理廠；抗?jié)B混凝土施工；注意的問題文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BSHISI-JUN污水處理事業(yè)在我國起步較晚，設(shè)計(jì)、施工都處在探索階段，尤其是初沉池、反應(yīng)池（曝氣池）、二沉池、濃縮池等有抗?jié)B要求的鋼筋混凝土構(gòu)筑物，由于各種原因使這些構(gòu)筑物很難達(dá)到理想抗?jié)B效果，嚴(yán)重影響了構(gòu)筑物的使用壽命。下面就污水處理廠抗?jié)B混凝土施工談幾點(diǎn)看法。一、原材料使用1、水泥由于普通硅酸鹽水泥（P.O）具有耐腐蝕、抗碳化、抗凍、抗?jié)B等綜合性能較好的特點(diǎn)，在污水處理廠構(gòu)筑物施工中被普遍采用。為降低混凝土的堿活性骨料反應(yīng)，應(yīng)控制混凝土原材料中的堿含量，將每立方米混凝土的堿含量控制在3kg以內(nèi)。2、砂采用細(xì)度模數(shù)為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，并提高混凝土強(qiáng)度及密實(shí)度，改善混凝土的抗?jié)B性能。抗?jié)B混凝土細(xì)骨料不宜采用對(duì)鋼筋有腐蝕作用的海砂。3、碎石盡可能采用連續(xù)粒級(jí)碎石，以改善混凝土的和易性及泵送性能。碎石最大粒徑要小于泵管直徑的1/4。為達(dá)到抗?jié)B要求，抗?jié)B混凝土一般都摻加具有減水、引氣性能的外加劑，以保證混凝土的抗?jié)B性能。砂、石使用前要測定含水率，嚴(yán)格按配比要求生產(chǎn)混凝土。二、模板制作安裝1、穿墻螺栓為保證混凝土的抗?jié)B性能，加固模板的穿墻螺栓應(yīng)具有止水功能。一般采用在螺桿中間焊接100×100×（1~2）mm鋼板阻斷滲水通路的方法，做法見圖1：圖1：穿墻螺栓的做法經(jīng)兩個(gè)污水處理廠施工過程的統(tǒng)計(jì)，抗?jié)B混凝土穿墻螺栓實(shí)際滲水率一般在1.5~2%之間。通過對(duì)穿墻螺栓止水片焊接質(zhì)量的控制，可將滲水率控制在1%以內(nèi)。雖然百分比的數(shù)值較小，但中型污水處理廠所用具有止水功能的穿墻螺栓一般要達(dá)到幾萬根，滲水點(diǎn)的絕對(duì)數(shù)量是很大的，因此，在保證混凝土澆筑安全的前提下應(yīng)盡量減少穿墻螺栓的使用量。螺栓桿與混凝土形成光滑的滲水通路，止水片幾乎承擔(dān)全部止水功能，止水片的焊接質(zhì)量十分關(guān)鍵。為達(dá)到較好的止水效果，可將止水片邊緣向臨水面彎曲45度或在穿墻螺桿上焊接兩道止水片。制作過程中，應(yīng)定期對(duì)止水片的焊接質(zhì)量進(jìn)行油滲透檢驗(yàn)。圖2是兩個(gè)污水處理廠穿墻螺栓止水片焊接質(zhì)量檢驗(yàn)情況及螺栓孔實(shí)際滲水率統(tǒng)計(jì)，圖形的前半部分是對(duì)唐山西郊污水處理二廠抗?jié)B混凝土穿墻螺栓止水片進(jìn)行控制的效果，尤其最后施工的反應(yīng)池效果更加明顯。圖2：螺栓止水片檢驗(yàn)及螺栓孔滲水率統(tǒng)計(jì)雖然上圖中的止水片滲油率遠(yuǎn)大于螺栓孔實(shí)際滲水率，但兩條曲線的趨勢基本相同。通過對(duì)止水片焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)，督促操作人員加強(qiáng)責(zé)任心，提高焊接質(zhì)量。圖3為某抗?jié)B構(gòu)筑物池壁螺栓孔滲水照片。圖3：穿墻螺栓孔滲水應(yīng)控制混凝土的拆模時(shí)間，過早拆模會(huì)破壞止水片與混凝土的結(jié)合，人為造成滲水通路。另外，過早拆模會(huì)使混凝土表面失去潮濕環(huán)境，加劇混凝土裂縫，因此拆模應(yīng)盡量延后。應(yīng)采用氣割或鋸割的方式去掉螺栓多余部分，不能用套管反復(fù)彎曲，以免破壞螺栓的止水功能和螺桿周圍的混凝土。螺栓孔清理干凈并澆水濕潤后，用1:3防水砂漿摻入水泥用量6~8%的膨脹劑，攪拌均勻，堵孔后要壓實(shí)搟光，養(yǎng)護(hù)期不應(yīng)少于14天。螺栓孔數(shù)量多，分布面積大，多分布在垂直的立面，養(yǎng)護(hù)比較困難。可用粘土加水拌成膠泥狀封住螺栓孔以達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的。只有保證穿墻螺栓孔砂漿質(zhì)量，才能有效防止污水過早腐蝕螺栓，破壞混凝土。提高抗?jié)B混凝土的質(zhì)量、降低施工成本是承包商追求的目標(biāo)，我們應(yīng)尋找成本較低、質(zhì)量更好、操作容易的螺栓制作、安裝和堵孔方法。其中一種方法是去掉止水片，用2~3cm直徑的半硬質(zhì)塑料套管套住穿墻螺栓，套管長度至少應(yīng)等于墻體寬度與兩側(cè)模板寬度之和，透過模板與模板外表面齊平。混凝土澆筑完成后，取下螺栓及套管，以重復(fù)利用穿墻螺栓。對(duì)螺栓孔進(jìn)行相應(yīng)的毛化處理，吹凈孔內(nèi)塵粒，澆水濕潤，然后用干硬性纖維水泥加適量膨脹劑的方法打孔。通過對(duì)某日處理量12萬噸/日的中型污水處理廠的2個(gè)初沉池、2個(gè)反應(yīng)池、4個(gè)二沉池穿墻螺栓兩種制作方法的比較，后一種方法至少可降低成本50%，節(jié)約18萬元以上。2、模板制作安裝構(gòu)筑物混凝土多為清水混凝土，一般不進(jìn)行外裝修，混凝土外觀質(zhì)量很重要。污水處理廠構(gòu)筑物基礎(chǔ)、墻體多為規(guī)則的幾何形狀，埋入地下的基礎(chǔ)或直形池壁應(yīng)盡量采用普通鋼模板或定型鋼模，以降低成本。圓型池壁應(yīng)盡量采用易于彎曲成型、表面光滑、單塊面積較大的竹木膠合模板或定型鋼模板。竹木膠合板可減少拼縫并使弧度平滑，但鋼度較差，成本較高，造成木材的極大浪費(fèi)。竹木膠合板的加強(qiáng)木方間距應(yīng)經(jīng)過計(jì)算確定，防止木方間距過大，造成混凝土墻壁表面因漲模而呈波浪形影響混凝土外觀。據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)使用8mm厚的竹膠合板作為直形墻壁的模板時(shí)木方間距不應(yīng)超過20cm。模板縫隙應(yīng)用膠帶或密封條封閉，防止漏漿影響混凝土外觀。施工過程中注意保護(hù)橡膠止水帶，防止刺傷、撕裂橡膠止水帶，尤其注意保護(hù)止水帶上的膨脹止水條，否則將降低止水性能。模板支撐系統(tǒng)要計(jì)算確定，既要防止浪費(fèi)，又要避免因支撐不牢出現(xiàn)崩模、漲模等問題。模板支撐所用鋼管一定要與扣件結(jié)合緊密，應(yīng)檢查所有扣件與鋼管的鎖定情況，防止由于扣件不牢固造成模板變形，從而影響混凝土質(zhì)量。墻體澆筑時(shí)要考慮墻體內(nèi)外支撐面承載能力的差異，承載力較弱的一側(cè)要做好加強(qiáng)支撐，防止不均勻沉陷造成墻體傾斜。高墻體混凝土澆筑時(shí)，底部側(cè)壓力很大，為防止底部崩模、脹膜，應(yīng)使用加強(qiáng)扣件，如普通扣件不能滿足要求，可自制扣件，不應(yīng)將扣件疊加使用，如圖4：圖4：扣件制作這種自制扣件有良好的抗變形性能，某工程墻體模板下3~5層穿墻螺栓使用了這種扣件，未出現(xiàn)脹膜、跑?，F(xiàn)象。構(gòu)筑物變形縫是混凝土分區(qū)澆筑的自然界線，一般都設(shè)有橡膠止水帶。支設(shè)模板時(shí)應(yīng)將止水帶固定，并使其平直、舒展，以保證止水帶兩側(cè)混凝土密實(shí)。三、混凝土施工1、攪拌混凝土攪拌過程中要有專業(yè)技術(shù)人員在場，時(shí)刻掌握混凝土的坍落度、和易性，動(dòng)態(tài)調(diào)整用水量，保持混凝土物理性質(zhì)穩(wěn)定。為保證混凝土的坍落度，每次澆注混凝土之前，應(yīng)實(shí)地測定砂、石的含水率，根據(jù)含水率調(diào)整用水量。2、輸送泵管安裝時(shí)要檢查密封圈是否完好，并將密封圈套正、套牢。管卡螺栓要上緊，防止因管口跑漿而堵管?；炷翝仓^程中尤其是停泵時(shí)間較長時(shí)要派人巡視，不斷敲擊泵管，活動(dòng)管中混凝土。泵管要使用同一廠家產(chǎn)品，防止因管道內(nèi)直徑不同使混凝土輸送不暢。經(jīng)常對(duì)舊管道進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)管壁過薄應(yīng)立即更換，應(yīng)將更換的新泵管放在混凝土泵的接口處?？?jié)B混凝土一般都摻有具有減水、引氣性能的外加劑，增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性能。目前使用的外加劑大部分都是復(fù)合型的，同時(shí)具有減水、提高泵送性能等功能，摻量是否準(zhǔn)確，不但影響混凝土的抗?jié)B性能，還可能影響泵送性能，因此外加劑計(jì)量要準(zhǔn)確。很多現(xiàn)場攪拌站采用人工計(jì)量的方法，很難保證用量均勻、準(zhǔn)確，從而影響混凝土的性能，因此應(yīng)采用更科學(xué)的計(jì)量方法嚴(yán)格控制外加劑的用量?；炷凛斔凸艿揽缭侥０鍟r(shí)，要設(shè)獨(dú)立支撐，盡量避免與模板直接接觸，減弱混凝土泵對(duì)模板的沖擊，有效保護(hù)模板的幾何尺寸。但要完全避免也是很困難的，因此墻體澆筑方式和順序就很重要。墻體混凝土澆筑時(shí)泵管要盡量與長墻平行?；炷帘没钊鶆蜻\(yùn)動(dòng)，避免短時(shí)間內(nèi)頻繁啟動(dòng)。3、澆筑混凝土要分層移動(dòng)（前進(jìn)或后退）澆筑。直形池壁和有變形縫的圓形池壁一般都采用往復(fù)澆筑的方法，圓形整體池壁一般采用背向閉合澆筑的方法。池體墻壁一般較高，可采用加串筒或從模板側(cè)面開窗的方式澆筑，防止混凝土落距過大而使混凝土石、漿分離，出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量問題。振搗要分區(qū)到人，隨澆筑隨振搗，防止出現(xiàn)過震、漏振現(xiàn)象。將振搗棒垂直迅速插入下層尚未初凝的混凝土中50~100mm，振搗20~30s或不再泛氣泡后緩緩拔出，以300~400mm間距依次進(jìn)行。振搗過程中要防止振搗棒隨混凝土流動(dòng)，時(shí)刻保持振搗棒垂直下沉，否則振搗棒很可能卡在密布的穿墻螺桿中無法拔出。構(gòu)筑物墻體一般較高，澆筑過程中難免造成水泥漿逐層上浮、積累，應(yīng)及時(shí)清除浮漿，重新澆筑，減少混凝土表面開裂的可能性。某污水處理廠初沉池、二沉池集水槽挑梁與池壁聯(lián)合澆筑，由于將混凝土澆入狹窄的挑梁模板內(nèi)比較困難，于是振搗手長時(shí)間振搗墻體內(nèi)部混凝土，強(qiáng)迫混凝土流入挑梁，造成挑梁與墻體交接處過振，滿水時(shí)此處滲水比較嚴(yán)重，見圖5：圖5：錯(cuò)誤的澆筑方法因此，澆筑挑梁混凝土?xí)r應(yīng)主動(dòng)裝填混凝土，按規(guī)定進(jìn)行振搗。一些帶有扶壁柱或加強(qiáng)帶的構(gòu)筑物支設(shè)模板時(shí)，要密封模板的陰角，減少漏漿的可能性，并在澆筑過程中嚴(yán)格控制振搗頻率。某構(gòu)筑物澆筑時(shí)，由于模板不嚴(yán)密，澆筑、振搗不規(guī)范，造成扶壁柱陰角滲水，對(duì)構(gòu)筑物的使用造成嚴(yán)重影響。抗?jié)B混凝土底板澆筑時(shí)一般要同時(shí)吊模澆筑500mm左右的墻體，并在墻體上部采取止水措施。應(yīng)在底板適當(dāng)位置預(yù)先植入大直徑螺紋鋼，為墻體模板支撐提供支點(diǎn)。地錨也是抗?jié)B混凝土中抗?jié)B薄弱位置之一，往往因?yàn)榈劐^被腐蝕、膨脹而破壞混凝土。因此應(yīng)在地錨與混凝土上部交界處加一木塊將鋼筋套住，使地錨周圍混凝土深度一致，然后再割掉地錨，抹上防水砂漿，如圖6：圖6：地錨在底板有利于排水的位置設(shè)置集水坑，為雨季排水做好準(zhǔn)備。一些水工構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，澆筑時(shí)需頻繁變換澆筑點(diǎn)，從而影響混凝土的澆筑速度，此時(shí)要隨時(shí)觀察已澆筑的混凝土，如發(fā)現(xiàn)初凝趨向，應(yīng)立即進(jìn)行下層混凝土澆筑。當(dāng)無法保證混凝土澆筑速度要求時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置兩套混凝土攪拌、輸送系統(tǒng)同時(shí)澆筑。初凝混凝土呈塑性，振搗棒插入會(huì)給混凝土造成難以愈合的內(nèi)傷，并脹開模板引起接茬假象，見圖7：圖7：混凝土接茬假象澆筑吊?；炷?xí)r，由于混凝土難以快速初凝，使繼續(xù)澆筑十分困難，一些承包商為加快澆筑速度，將缺口處加上鋼絲網(wǎng)片，阻止混凝土流動(dòng)，這將造成部分混凝土只有水泥砂漿相粘結(jié)，而無石子相連，嚴(yán)重影響混凝土的強(qiáng)度，如圖8：圖8：鋼絲網(wǎng)將混凝土中粗細(xì)骨料分離我們?cè)跐仓@類混凝土?xí)r，應(yīng)減緩澆筑速度，下部混凝土穩(wěn)定后再繼續(xù)澆筑?；炷翝仓^程中要派人隨時(shí)巡視模板情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。4、養(yǎng)護(hù)澆筑完成后，及時(shí)澆水或覆蓋養(yǎng)護(hù)外露部分。竹木膠合板模板是很好的覆蓋保溫、保濕材料，應(yīng)盡量延緩拆模。通過對(duì)2×2×1.5m基礎(chǔ)C30混凝土內(nèi)外溫度的測量，拆模后混凝土內(nèi)外溫差比不拆模混凝土內(nèi)外溫差平均高7.7℃，如圖9。圖9：混凝土測溫記錄拆模后采取覆蓋或涂膜養(yǎng)護(hù)的方法，底板養(yǎng)護(hù)宜采用覆蓋養(yǎng)護(hù)。四、裂縫控制混凝土裂縫是影響混凝土抗?jié)B性能的重要因素，抗?jié)B混凝土施工中應(yīng)采取各種措施減少混凝土裂縫?；炷亮芽p種類較多，常見的裂縫有溫度裂縫、沉陷收縮裂縫和干縮裂縫。1、溫度裂縫A、產(chǎn)生原因混凝土水泥水化過程中內(nèi)部積聚大量熱量，內(nèi)外溫差較大，產(chǎn)生了很強(qiáng)的溫度應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力突破混凝土約束應(yīng)力時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。裂縫會(huì)逐漸發(fā)展，甚至是穿透混凝土。溫度裂縫開始時(shí)可能滲水，但隨著時(shí)間發(fā)展，大部分裂縫會(huì)逐漸愈合，一般對(duì)結(jié)構(gòu)的使用不會(huì)構(gòu)成威脅。混凝土的內(nèi)部溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)。隨著水泥用量增大和混凝土厚度的增加，混凝土內(nèi)部溫度會(huì)升高，溫度應(yīng)力增大，產(chǎn)生裂縫的可能性也越大。B、預(yù)防措施摻加少量的粉煤灰代替水泥可減少水泥水化而產(chǎn)生的水化熱。實(shí)踐證明，混凝土中按比例摻入粉煤灰不但能代替部分水泥并減少水化熱，還可起到潤滑作用，提高混凝土拌合物的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，改善泵送性能。粉煤灰中的活性Al2O3、SiO2與水泥中析出的CaO作用，形成新的水化產(chǎn)物，填充孔隙、增加混凝土的密實(shí)度。在混凝土中摻加具有減水、緩凝作用的外加劑，不但可以改善混凝土的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，還可以減少用水量并提高強(qiáng)度。減少用水量可使混凝土水化熱不至于過分集中，從而減少溫度裂縫。模板可減緩混凝土表面散熱速度，減小混凝土內(nèi)外溫度差，從而減少混凝土溫度裂縫，因此在混凝土澆筑完畢后，不要急于拆模。構(gòu)筑物墻體一般較薄，混凝土內(nèi)部熱量積累不多，溫度裂縫較少，而在大體積基礎(chǔ)混凝土上較多，因此應(yīng)采用覆蓋養(yǎng)護(hù)，防止內(nèi)外溫差過大。2、沉陷收縮裂縫A、產(chǎn)生原因鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中，有一種中間寬、兩端窄的水平裂縫，多產(chǎn)生在鋼筋密集、截面及高度變化較大的部位。主要是由于混凝土流動(dòng)性差，不同時(shí)間澆筑的混凝土物理性質(zhì)差別較大，混凝土下沉密實(shí)過程中受到鋼筋、模板限制造成的，見圖10：圖10：混凝土沉陷收縮裂縫B、預(yù)防措施嚴(yán)格控制混凝土中各種原材料的比例，在滿足泵送和澆筑要求的前提下，嚴(yán)格控制混凝土單位用水量，盡可能減