李立紅

中化二建集團(tuán)有限公司 山西太原 030021

因混凝土具有取材容易、易于成型、耐久適用，以及抗?jié)B、抗腐蝕性能優(yōu)越等諸多優(yōu)點(diǎn)，在水工構(gòu)筑物中充分利用混凝土結(jié)構(gòu)本身的自防水性能來(lái)進(jìn)行止水、防水已成為工程界的共識(shí)。這種結(jié)構(gòu)環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，且不需另做防水層，因此可節(jié)約資源、降低工程成本。但由于混凝土抗拉強(qiáng)度和抗溫度變形能力均較低，結(jié)構(gòu)構(gòu)件超過(guò)一定規(guī)模，混凝土就會(huì)開(kāi)裂，這大大消弱了混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B和抗腐蝕性能。為避免上述不良影響，充分發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)的自防水性能，常將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池設(shè)計(jì)成兩種結(jié)構(gòu)形式：一是整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池，二是單元組合式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池。前者由于受混凝土性能的影響，容積較小，只適用于小型結(jié)構(gòu)；而后者通過(guò)在池體內(nèi)增設(shè)變形縫，可有效地避免結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，適用于大中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池。

隨著社會(huì)的發(fā)展，構(gòu)筑物逐漸向大型化、規(guī)模化發(fā)展，傳統(tǒng)的整體式混凝土結(jié)構(gòu)水池由于容積有限已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求。因此，單元組合式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。但單元組合式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池施工工藝復(fù)雜、細(xì)部節(jié)點(diǎn)較多，且施工要求較高，在施工中如何保證各節(jié)點(diǎn)部位的施工質(zhì)量，是施工中需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

1 單元組合式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池的特點(diǎn)

在大中型水池的設(shè)計(jì)、施工中，由于池體長(zhǎng)度、寬度均超過(guò)了相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范的最大值，因此常被設(shè)計(jì)成單元組合式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由幾個(gè)獨(dú)立的混凝土板塊單元及相鄰板塊單元間的橡膠止水帶組成。為抵抗溫度變形和結(jié)構(gòu)不均勻沉降對(duì)池體的不良影響，相鄰單元板塊間一般設(shè)計(jì)貫通的變形縫（變形縫的寬度通常為30～50mm）。變形縫處各單元板塊的鋼筋、混凝土完全斷開(kāi)，僅靠設(shè)置在單元板塊間的抗拉伸性能良好的橡膠止水連接形成整體。相比整體式混凝土結(jié)構(gòu)水池，其具有以下特點(diǎn)：

1.1 結(jié)構(gòu)的整體性較差

整體式結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土水池因沒(méi)有變形縫，整個(gè)池體的鋼筋、混凝土均不斷開(kāi)，整體性較好，抵抗不良環(huán)境因素的影響能力較強(qiáng)。而單元組合式結(jié)構(gòu)水池是由幾個(gè)獨(dú)立的混凝土板塊單元及相鄰板塊單元之間的橡膠止水帶組成，相鄰板塊單元之間設(shè)置有一定寬度的貫通變形縫，因此結(jié)構(gòu)整體性較差，抵抗不良環(huán)境因素的影響能力較弱

1.2 對(duì)地基的處理要求較高

由于整體式結(jié)構(gòu)水池底板為一整體的鋼筋混凝土板塊，整體性能較好，抵抗地基局部不均勻沉降的能力也相對(duì)較高。而單元組合式結(jié)構(gòu)的水池底板是由幾塊混凝土板塊組成的，相鄰之間無(wú)剛性連接，變形縫處設(shè)置的橡膠止水帶雖具有一定的伸縮變形能力，但如果局部地基承載力不足，特別是靠近某一變形縫處時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)單元板塊靠近該變形縫的一端下沉、另一端上浮現(xiàn)象的發(fā)生。如果發(fā)生不均勻沉降的板塊上設(shè)置有壁板，則底板的微小位移都會(huì)引起壁板上部較大的位移，這一方面可會(huì)加劇地基的不均勻沉降，另一方面如果板塊單元相對(duì)位移超過(guò)橡膠止水帶的極限變形值或其產(chǎn)生的拉力大于止水帶與混凝土結(jié)合強(qiáng)度時(shí)，止水帶就會(huì)撕裂或被整體拉出，從而造成嚴(yán)重的工程事故。

1.3 施工工藝復(fù)雜

整體式結(jié)構(gòu)水池施工工藝較為簡(jiǎn)單，施工組織容易，其施工流程見(jiàn)圖1。

單元組合式結(jié)構(gòu)水池因設(shè)置有貫通的變形縫將底板與壁板分割成幾個(gè)獨(dú)立的混凝土板塊單元，施工工藝較為復(fù)雜，施工組織難度較大。其施工流程見(jiàn)圖2。

1.4 施工縫的設(shè)置與處理質(zhì)量要求高

水池施工時(shí)，池壁水平方向需要人為設(shè)置一道或多道水平施工縫，以滿(mǎn)足施工工藝的要求，并在水平施工縫處設(shè)置鋼板止水帶來(lái)預(yù)防滲漏的發(fā)生。對(duì)于整體式水池，只要保證水平施工縫處鋼板止水帶的焊接質(zhì)量及安裝質(zhì)量即可；而對(duì)于單元組合式水池，由于壁板設(shè)計(jì)有垂直貫通的變形縫，鋼板止水帶需在此處斷開(kāi)，變形縫處還設(shè)置有橡膠止水帶，所以施工時(shí)不僅要保證水平施工縫處鋼板止水帶的施工質(zhì)量，還要保證水平安裝的鋼板止水帶與垂直設(shè)置的橡膠止水帶交叉處的施工質(zhì)量。

1.5 變形縫的設(shè)置與施工很關(guān)鍵

單元組合式水池在變形縫處常設(shè)置中埋式橡膠止水帶，將變形縫兩側(cè)的單元板塊連接形成整體。變形縫一般寬30～50mm，并靠設(shè)置在變形縫內(nèi)的止水帶中間圓孔部位來(lái)抵抗溫度變形和結(jié)構(gòu)不均勻沉降。整個(gè)池體在該部位僅靠設(shè)置的8～10mm厚的橡膠止水帶來(lái)實(shí)現(xiàn)止水、防水，如何保證兩種不同材質(zhì)的材料可靠連接和將止水帶中間的圓孔部位準(zhǔn)確定位于變形縫內(nèi)，并保證其在砼澆筑過(guò)程中不移位、不損壞非常關(guān)鍵。特別是底板內(nèi)水平設(shè)置的橡膠止水帶下方部位在混凝土澆筑過(guò)程中極易發(fā)生孔洞、蜂窩等缺陷。因此，該部位也是整個(gè)水池極易發(fā)生滲漏的關(guān)鍵部位。

圖2 單元組合式結(jié)構(gòu)水池施工工藝流程圖

上述幾點(diǎn)分析對(duì)比表明，單元組合式水池在結(jié)構(gòu)整體性、抗環(huán)境不良影響方面均不如整體式鋼筋混凝土水池。由于其對(duì)地基整體承載力要求較高、施工工藝較為復(fù)雜、細(xì)部節(jié)點(diǎn)較大且極易產(chǎn)生缺陷，因此在施工過(guò)程中確保上述各部位的施工質(zhì)量，是保證其結(jié)構(gòu)自防水性能的關(guān)鍵。

2 背景項(xiàng)目簡(jiǎn)介

中化二建施工的某污水處理廠項(xiàng)目中AAO反應(yīng)池長(zhǎng)×寬×高為84.8m×67.5m×6.6m，設(shè)計(jì)容量為3萬(wàn)m3，最大容量約3.6萬(wàn)m3，為鋼筋混凝土污水池。整個(gè)水池由縱、橫向四道貫通的變形縫將池底板、壁板、內(nèi)隔墻、上部導(dǎo)流槽分為9塊獨(dú)立的板塊單元，相鄰板塊單元之間設(shè)30mm的變形縫，變形縫處依靠中埋式橡膠止水帶將9塊獨(dú)立單元連接形成整體，變形縫處的防水、止水完全由中埋式橡膠止水帶保證。

3 關(guān)鍵部位施工操作要點(diǎn)及其注意事項(xiàng)

3.1 地基處理

對(duì)于單元組合式鋼筋混凝土水池，因其底板面積較大，且整個(gè)底板各板塊之間為柔性連接，為防止局部地基承載力不足，產(chǎn)生不均勻沉降，造成止水帶破壞，常需進(jìn)行地基處理。本工程采用天然級(jí)配砂石對(duì)地基進(jìn)行加固處理，換填厚度1000mm?？刂埔c(diǎn)如下：

（1）首先由項(xiàng)目質(zhì)檢人員會(huì)同監(jiān)理對(duì)原材料進(jìn)行驗(yàn)收，確保原材料合格，級(jí)配符合要求。

（2）對(duì)基層進(jìn)行清理，對(duì)超挖部分按要求處理，確?；鶎悠秸?。

（3）攤鋪前對(duì)原材料天然含水量進(jìn)行測(cè)定，確保含水率控制在最佳范圍內(nèi)。如原材料過(guò)干或過(guò)濕，應(yīng)在攤鋪前采取適度灑水或翻松、晾曬等措施進(jìn)行處理。

（4）每層攤鋪厚度控制在300～500mm，采用人工配合推土機(jī)分層鋪填，攤鋪過(guò)程中由工程技術(shù)人員隨時(shí)檢查標(biāo)高，確保攤鋪厚度準(zhǔn)確。如圖3所示。

圖3 換填厚度控制

（5）壓實(shí)時(shí)采用不小于12t級(jí)振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)先低速靜壓2～3遍，使其表面平實(shí)；然后進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，直至表面無(wú)明顯輪跡為止；最后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，壓實(shí)系數(shù)不小于96%，合格后方可進(jìn)行下層施工。壓實(shí)時(shí)，應(yīng)緩慢、多次碾壓；碾壓自?xún)蛇呏饾u向中間進(jìn)行，碾輪每次重疊15～25cm，避免漏壓；邊緣及邊角壓實(shí)不到之處，采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。地基壓實(shí)、取樣如圖4所示。

圖4 地基壓實(shí)、取樣

（6）為減少地基不均勻沉降，提高地基整體性及承載力，每層攤鋪及壓實(shí)時(shí)應(yīng)一氣呵成，且上下兩層攤鋪和碾壓方向應(yīng)垂直，避免同方向施工。

（7）碾壓過(guò)程中嚴(yán)禁采用貼薄層的方法進(jìn)行找平。如果局部厚度不足，應(yīng)采用人工挖至層底，修整接茬面，使其垂直，然后填筑新料。先用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)3～5遍，最后進(jìn)行整體碾壓。

（8）施工完成后，按要求進(jìn)行載荷試驗(yàn)。應(yīng)取基坑中間或角部進(jìn)行試驗(yàn)，以確保地基處理效果。如圖5所示。

圖5 地基載荷試驗(yàn)

3.2 施工工藝確定

本工程縱、橫向各兩道變形縫將底板、壁板分成9個(gè)獨(dú)立板塊。因變形縫處設(shè)置有橡膠止水帶、填縫板，且縫隙寬度僅為3mm，施工時(shí)變形縫兩側(cè)板塊只能逐塊澆筑，不能同時(shí)施工。為確保施工進(jìn)度，本工程采用了間隔法施工，如圖6、圖7所示。底板先同時(shí)對(duì)稱(chēng)施工1#、2#、3#、4#、5# 板塊，然后再進(jìn)行其余板塊的施工，壁板施工參照底板進(jìn)行。

圖6 單元板塊劃分

圖7 現(xiàn)場(chǎng)壁板間隔施工

3.3 變形縫處止水帶安裝及混凝土澆筑

（1）橡膠止水帶規(guī)格、型號(hào)應(yīng)按圖紙要求選用，材質(zhì)宜選取天然橡膠。

（2）現(xiàn)場(chǎng)止水帶連接應(yīng)采用效果較好的熱接硫化法進(jìn)行，嚴(yán)禁采用冷接。如圖8所示。

圖8 止水帶現(xiàn)場(chǎng)連接

（3）止水帶安裝時(shí)應(yīng)保證止水帶中間圓孔部位準(zhǔn)確就位于變形縫內(nèi)，并保證在混凝土澆筑過(guò)程中不移位、不損壞。如圖9所示。

圖9 止水帶現(xiàn)場(chǎng)安裝示意圖

（4）因底板變形縫處的止水帶為水平安裝，混凝土澆筑時(shí)止水帶下方極易產(chǎn)生孔洞、蜂窩等缺陷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致重大的質(zhì)量事故。為此，施工中應(yīng)特別注意，混凝土澆筑時(shí)嚴(yán)禁將混凝土直接傾倒在止水帶上，可在止水帶外澆筑，使混凝土自然流向止水帶的下方。澆筑時(shí)先將混凝土澆筑面澆筑至略高于止水帶水平面，然后暫停澆筑，沿板塊四周對(duì)變形縫處止水帶的下方部位進(jìn)行振搗；振搗時(shí)將振搗器從止水帶邊緣斜向45°插入止水帶下方，邊振搗邊派專(zhuān)人用鋼筋鉤勾住止水帶外邊緣，對(duì)止水帶進(jìn)行上下輕微的晃動(dòng)，以保證橡膠止水帶下方氣體完全排除；待止水帶下方混凝土振搗完成后，方可分段分層澆筑上部混凝土。澆筑壁板混凝土?xí)r，變形縫處亦應(yīng)重點(diǎn)注意，必要時(shí)可從模板外側(cè)二次振搗，以確保該部位的施工質(zhì)量。如圖10、圖11所示。

圖10 變形縫處止水帶效果圖

圖11 模板外側(cè)二次振搗

（5）待變形縫先施工一側(cè)的板塊單元混凝土施工完成模板拆除后，派專(zhuān)人仔細(xì)檢查止水帶兩側(cè)與混凝土接觸部位，如有缺陷應(yīng)由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人制定修補(bǔ)方案，并按方案施工，嚴(yán)禁隨意填抹水泥砂漿。

3.4 壁板水平施工縫的設(shè)置

（1）本工程池壁高度為6.6m,下部池壁厚700mm，上部池壁厚300mm,為異形變截面鋼筋混凝土墻體。為了控制墻體精度、減少施工縫的留設(shè)數(shù)量，本工程分別在池壁變截面處設(shè)兩道水平施工縫。如圖12所示，施工縫采用3mm厚的鍍鋅鋼板制作。制作尺寸如圖13所示。

圖12 水平施工縫設(shè)置示意圖

圖13 鋼板止水帶制作示意圖

（2）止水鋼板設(shè)置在墻體中間，兩端彎折應(yīng)面向池內(nèi)，如圖12所示。水平施工縫位置確定好后，應(yīng)根據(jù)標(biāo)高控制點(diǎn)在鋼板止水帶上口拉通線，以保持其上口平直。

（3）采用鋼筋焊接固定止水鋼板，在鋼板止水帶下口標(biāo)高位置焊接橫向短鋼筋，以支撐鋼板；兩端焊接在池壁鋼筋網(wǎng)片上，間距500mm。鋼板止水帶上口采用橫向短鋼筋里外焊接在池壁鋼筋網(wǎng)片上，間距500mm，以固定止水鋼板。

（4）鋼板的接頭采用搭接焊，搭接長(zhǎng)度為150mm，兩端均應(yīng)滿(mǎn)焊，焊縫高度不低于鋼板厚度。

（5）當(dāng)鋼板止水帶穿過(guò)扶壁柱時(shí)，因與柱箍筋產(chǎn)生交叉，需做細(xì)部處理。具體做法是將鋼板止水帶范圍內(nèi)的柱箍筋折斷，與鋼板止水帶焊接，如圖14所示。

圖14 止水帶安裝

3.5 水平施工縫與變形縫交叉處的細(xì)部構(gòu)造處理

在單元組合式水池施工中，池壁變形縫內(nèi)設(shè)置的垂直止水帶與水平施工縫內(nèi)設(shè)置的水平鋼板止水帶相交處也是施工過(guò)程中應(yīng)控制的重點(diǎn)部位。如不能對(duì)該部位進(jìn)行有效處理，后期水流會(huì)沿著兩種止水帶之間的縫隙滲漏。本工程中橡膠止水帶和鋼板止水帶均設(shè)置在壁板中間，為保證該部位的施工質(zhì)量，在距離相交處1m處開(kāi)始對(duì)鋼板止水帶的設(shè)置位置進(jìn)行微調(diào)，使其逐漸偏離壁板中心，并在相交處位于壁板厚度的1/4處，下層壁板混凝土施工時(shí)在水平施工縫內(nèi)橡膠止水帶和鋼板止水帶之間用50mm×100mm的方木設(shè)置深100mm的止水凹槽。待上部壁板混凝土澆筑時(shí)，清除凹槽內(nèi)的雜質(zhì)，灑水濕潤(rùn)，以保證混凝土的結(jié)合質(zhì)量達(dá)到止水、防水效果。

3.6 變形縫密封膏的施工

變形縫處填縫膏的施工質(zhì)量是確保該處防水效果的第一道屏障，必須加以重視，本工程采用雙組分聚硫密封膠。

（1）變形縫處采用手提砂輪或鋼刷進(jìn)行表面處理，確保粘結(jié)界面干燥、清潔、無(wú)油污和粉塵，并暴露出堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)層，對(duì)于局部潮濕部位采用噴燈進(jìn)行烘干。如圖15所示。

圖15 變形縫清理

（2）密封膏混合要完全充分，雙組分混合至顏色均勻一致，可采用小型攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。

（3）涂膠前先在變形縫兩側(cè)面上刷涂底涂料，待其自然干燥后立即涂抹密封膏。如圖16所示。

圖16 涂刷底料

（4）密封膏拌合時(shí)應(yīng)少量、多次，隨拌隨用，確保在初凝時(shí)間內(nèi)用完。

（5）每條變形縫應(yīng)盡可能一次施工完成，冷接縫時(shí)應(yīng)清除表面雜質(zhì)并修整成斜接縫，涂刷底料，確保施工質(zhì)量。

（6）涂膠施工時(shí)應(yīng)從一個(gè)方向進(jìn)行，并保證膠層密實(shí)，避免出現(xiàn)氣泡和缺膠現(xiàn)象。

（7）膠層在完全硫化前要注意養(yǎng)護(hù)，不得泡水或人為損壞。

嚴(yán)格按照以上步驟施工，最終，本項(xiàng)目水池試水一次成功（圖 17、圖18）。

圖 17水池試水一次成功

4 結(jié)論

圖18 工程效果圖

通過(guò)對(duì)單元組合式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池與整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池在幾個(gè)方面的對(duì)比，總結(jié)得出了單元組合式鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)自防水施工在各個(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，并結(jié)合工程實(shí)例論述了具體施工方法。隨著大中型單元組合式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，工程對(duì)其結(jié)構(gòu)自防水的性能要求不斷提高，按照上述施工方法及注意事項(xiàng)嚴(yán)格規(guī)范操作步驟，可在同類(lèi)工程施工中確保施工質(zhì)量，避免重大工程質(zhì)量事故。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、施工經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)和積累，將會(huì)有更好、更先進(jìn)的方法出現(xiàn)，從而使工程施工質(zhì)量、工程管理水平不斷提高。