污水廠大型水池設計與施工問題分析

樊思思

（山西國控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030000）

1 地下水位的確定

地下水位是污水廠大型水池設計過程中的重要影響因素之一，許多污水廠大型水池結(jié)構選型上的錯誤都是由于地下水位確定不合理而導致的，例如抗浮力不達標等。值得注意的是，設計人員在得到由工程地質(zhì)勘察所得的地下水位數(shù)據(jù)時，應通過實地考察，排除暴雨、臺風以及地表水排除不及時等因素導致的地下水位上升情況，并根據(jù)現(xiàn)場情況對報告進行完善和補充。同時，污水廠大型水池的土建設計人員和水設計人員還應保持密切的交流和溝通，充分掌握現(xiàn)場的地下水位和地質(zhì)情況，通過共同分析和研判確立最終的基底標高，并結(jié)合工藝流程要求、土建造價、運營成本、投產(chǎn)年限等因素，經(jīng)過一系列的統(tǒng)籌規(guī)劃之后確立恰當?shù)脑O計方案。

2 合理設置伸縮縫和后澆帶

2.1 合理設置伸縮縫

污水廠大型水池的伸縮縫設置應嚴格遵照國家相關設計標準進行設計，一般情況下以20～30m之間為宜。近年來，隨著水池長度的不斷增加、建筑材料和建筑工藝的不斷進步，相關設計人員也應結(jié)合現(xiàn)場實際情況，合理判斷伸縮縫的設置與否。此外，由于溫度、混凝土收縮變形等因素是造成水池裂縫的主要原因，因此，為了有效減少水池裂縫，需要在設計時著重考慮以下兩點：

1）增加配筋率，首先，對于水池的設計環(huán)節(jié)，可選取大體積混凝土截面或節(jié)點應力集中的位置，增設鋼筋網(wǎng)片或構造鋼筋，并對鋼筋做細密、均勻的配置，促進構建抗裂性能的進一步提升；其次，對于施工環(huán)節(jié)，要求施工人員要嚴格控制施工進度，不宜盲目追求施工周期上的縮短?？衫脺p水劑和緩凝劑，降低混凝土的水灰比。同時為了降低水泥使用量，也可適當增加粉煤灰的用量。此外，施工人員要及時覆蓋振搗成型后的混凝土，并對其進行必要的養(yǎng)護，養(yǎng)護工作在夏季和大風天氣時，應予以適當?shù)难娱L。

2）合理計算伸縮縫間距，伸縮縫的計算應同時考慮施工難度與連續(xù)性，因此設計人員應優(yōu)先考慮無縫設計。同時，在設計過程中，設計人員應認真收集相關資料，仔細分析水池地基的硬度和溫差，并結(jié)合施工過程中混凝土收縮時的實際溫差情況，合理確立最終的伸縮縫間距。

2.2 合理設置后澆帶

污水廠大型水池施工過程中，由于混凝土收縮時會出現(xiàn)一定的當量溫差和不利溫差，因此在設計過程中為了有效改善這一問題，擴大伸縮縫的允許間距，可采用后澆帶施工的方式予以完善。對于后澆帶的設置間距，要求設計人員應在保證后澆帶與施工縫緊密結(jié)合的前提下，盡可能的做到降低溫度收縮應力。通常情況下，施工過程中應將后澆帶的間距控制在20～30m之間，保留時間應大于40d、小于60d。

3 污水廠大型水池設計施工問題即解決措施

3.1 水池池壁產(chǎn)生裂縫的原因及預防對策

水池池壁產(chǎn)生裂縫的原因主要有三點：1）當池壁較薄、混凝土強度較高時，過快的水泥降溫散熱速度會導致池壁出現(xiàn)干縮和溫縮現(xiàn)象，此時較大的池壁會受其影響產(chǎn)生收縮變形，引發(fā)池壁裂縫。；2）受池壁兩側(cè)壁以及底板作用力的影響，池壁的自由伸縮受到局限，當施工環(huán)境溫度較高，再加上池壁邊緣約束力不足，混凝土高溫收縮內(nèi)部拉應力增大，導致池壁出現(xiàn)貫穿性裂縫；3） 當池壁兩側(cè)一邊充滿水體，另一邊暴露與高溫空氣中（尤其是夏季），此時池壁兩側(cè)溫度差異較大，內(nèi)部溫度抵御外部溫度，再加上底板、梁等部位對池壁的作用力，池壁極易出現(xiàn)溫差變形，進而產(chǎn)生裂縫。

針對水池池壁裂縫的主要解決措施如下：1）構造措施。首先，施工過程中針對構造筋的選擇，應盡量選擇直徑和間距較小的構造筋；其次，針對一些敞開式且無頂板的水池，應利用增設暗圈梁或加勁肋的方式，提高池（井）壁頂部邊緣的混凝土極限拉伸強度，降低邊緣效應的不利影響；最后，可采用構造加固鋼筋或護邊角鋼對池壁穿墻孔的預埋管道進行加固，降低孔口邊緣應力，減少池壁裂縫；2）技術措施。首先，可利用砌墻或其他保溫砌塊，增設與較長或較大的池壁外側(cè)，以此來作為施工外模以及后期的保溫層來使用；其次，對于較薄的池壁，為了減少施工冷縫，避免池壁出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，應盡量提高第一次池壁混凝土澆筑的高度，同時，在施工過程中應盡量采用分層澆筑的方式，并針對溫度的急劇變化制定相應的應對措施。

3.2 水池內(nèi)壁產(chǎn)生裂縫的原因及防治措施

水池內(nèi)壁產(chǎn)生裂縫主要是由于施工過程中，施工人員選用了帶有豎向木紋的模板作為內(nèi)壁模板，且未對木板進行澆水濕透處理就開展了混凝土澆筑施工，以致后期出現(xiàn)了嚴重的橫向膨脹現(xiàn)象。因此，施工人員應確保對所有木板都進行了充分的澆水濕透處理之后，才可進行后續(xù)的混凝土澆筑施工。

3.3 水池的修復加固

就一些污水廠大型水池的使用情況來看，使用過程中需要修復加固的情況較為常見，而加固和修復過程中又必須保持水池的正常使用，因此必須采用外部修復加固的方式進行，導致了水池加固和修復工作的難度大幅增加。常見的修復加固方式主要有兩種：一種是原設計假定模式，這種修復加固方法需要在水池外壁設置大量的水平梁和護壁柱，該方法具有較強的完整性，但是加固量相對較大；另一種方法是將池壁板直接加厚，這種修復加固方法較前者而言具有較高的經(jīng)濟性，但是由于該方法不能增加池內(nèi)鋼筋，因此加固后的水池在使用過程中必須受到一定的條件限制。