全地下式污水處理廠工程變形縫防水設(shè)計方案

薛峰

（中交一公局第六工程有限公司，天津 300000）

在全地下式污水處理廠建設(shè)中，箱體平面尺寸會影響混凝土應(yīng)力，從而引發(fā)裂縫，解決此種問題需要設(shè)置變形縫和后澆帶。通過對部分已建成工程的調(diào)研可以看出，漏水點(diǎn)多集中在變形縫處，原因?yàn)槭┕r質(zhì)量控制不力或節(jié)點(diǎn)防水做法缺乏針對性。本文結(jié)合工程實(shí)例，對變形縫的防水節(jié)點(diǎn)細(xì)部做法進(jìn)行研究，希望能為變形縫防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計提供借鑒。

1 工程概況

污水廠采用地下形式建設(shè)，箱體總深15.5m，地下二層8m，地下一層6m，地上覆土1.5m 進(jìn)行綠化；主箱體為“全地下式”，結(jié)構(gòu)單體數(shù)量多、工序交叉影響大、人員設(shè)備高度集中，施工順序?qū)φw工程進(jìn)度的影響極大。

2 施工特點(diǎn)

（1）綜合性強(qiáng)：本工程包括三通一平、基坑工程、箱體結(jié)構(gòu)、建筑、地面附屬建筑及結(jié)構(gòu)、土方工程、總圖管網(wǎng)、廠區(qū)道路等項(xiàng)目，內(nèi)容繁多且復(fù)雜。

（2）施工組織難度大：主箱體為“全地下式”，結(jié)構(gòu)單體數(shù)量多、工序交叉影響大、人員設(shè)備高度集中，施工順序?qū)φw工程進(jìn)度影響極大。

3 變形縫與加強(qiáng)帶施工

對于整個工程而言，抗?jié)B混凝土施工的薄弱環(huán)節(jié)通常在變形縫或加強(qiáng)帶的位置，對此處模板支設(shè)、止水帶埋置、混凝土澆搗以及加強(qiáng)帶混凝土的澆筑順序、變形縫位置封油膏的施工等相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)的處理效果會直接影響池體的防水抗?jié)B能力與總體質(zhì)量。

主箱體為“全地下式”，計劃依托后澆帶位置，結(jié)合區(qū)塊尺寸及變形縫設(shè)置將整個箱體劃分為“8 個區(qū)域+32 個流水段”進(jìn)行施工。

以東西向中間J-K 軸的后澆帶為分界線，南北兩側(cè)分別投入1 個主體施工協(xié)作隊(duì)伍，每個隊(duì)伍配備3 個施工班組，每個班組將鋼筋、木工、混凝土工人配備齊全，采用“平行+流水作業(yè)”組織總體施工。

4 整體設(shè)計方案

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

一般而言，地下箱體的外墻和池壁都會采用混凝土自防水體系，但因本工程中涉及的箱體屬于超長結(jié)構(gòu)，且負(fù)二層是大容積污水處理池，為防止出現(xiàn)因變形縫中止水帶材質(zhì)與耐久成都造成污水外泄或滲漏問題，本箱體采用補(bǔ)償收縮混凝土，通過控制水灰比、設(shè)置后澆帶、控制膠凝材料用量等做法來實(shí)現(xiàn)無縫設(shè)計與對接，從而最大限度提高結(jié)構(gòu)整體性。

后澆帶帶寬1000mm，間距35m，箱體混凝土抗?jié)B等級為P8，儲水構(gòu)筑物裂縫寬0.2mm。箱體外墻為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，側(cè)向以負(fù)一層、負(fù)二層樓板為支撐，內(nèi)部負(fù)一層為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁柱體系，框架柱截面為600mm×600mm，導(dǎo)流墻厚300mm，受力池厚500mm。

為降低結(jié)構(gòu)總高度，縮短基坑開挖深度，頂板、樓板及底板需采用不同的結(jié)構(gòu)體系，頂板采用井字梁結(jié)構(gòu)，主、次梁截面為500mm×900mm、300mm×700mm；樓板采用主次梁結(jié)構(gòu)，主、次梁截面為300mm×800mm、300mm×700mm，底板采用鋼筋混凝土板柱結(jié)構(gòu)，厚1200mm。

4.2 除臭及通風(fēng)設(shè)計

通常情況下，預(yù)處理區(qū)、生物處理區(qū)和污泥處理區(qū)是臭氣的主要來源地區(qū)，其中污泥處理區(qū)主要包含污泥緩沖池、污泥脫水機(jī)房和污泥料倉。在勘察施工現(xiàn)場后，共為本工程設(shè)置3 個除臭子系統(tǒng)，系統(tǒng)1 為預(yù)處理區(qū)、污泥處理區(qū)，系統(tǒng)2、3 為生物處理區(qū)。為實(shí)現(xiàn)局部臭氣的有效收集處理，本工程為每個系統(tǒng)都設(shè)置獨(dú)立的生物除臭裝置。

考慮到本工程的實(shí)際，設(shè)計方最終選擇全面通、排風(fēng)與局部排風(fēng)相結(jié)合的方式。對地下一層敞開車間及通過樓梯間、吊裝孔等部位和地下一層相通的地下二層，采用自然補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)；對地下一層電控間、控制室、配電室等部位采用機(jī)械送風(fēng)和機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。此外，為滿足本工程的特殊需求，在設(shè)計時還單獨(dú)設(shè)計火災(zāi)排煙系統(tǒng)和平時通風(fēng)系統(tǒng)。

4.3 防火設(shè)計

在設(shè)計地下水廠時要重點(diǎn)關(guān)注防火分區(qū)。通過多次與消防部門溝通和協(xié)商，該地下箱體共設(shè)置有8 個防火分區(qū)，每個分區(qū)的面積不相等，但都在1513～3641m2；同時，設(shè)置9 部寬1250mm、與地面相通的防煙樓梯間，直通地上室外出口。

5 地下箱體常見滲漏解析

5.1 設(shè)計原因

（1）設(shè)計中對變形縫部位橡膠止水帶設(shè)置描述過于簡單，并沒有給出明確的參數(shù)、規(guī)格、設(shè)置要求、注意事項(xiàng)等；同時設(shè)計中未提到當(dāng)填縫劑密封材料沒有設(shè)計指標(biāo)時，細(xì)節(jié)部位的具體防水處理問題。

（2）未合理設(shè)計變形縫位置的混凝土結(jié)構(gòu)。通常情況下，變形縫兩側(cè)混凝土連接位置的施工質(zhì)量都不太好控制，因?yàn)槠鋾艿绞┕げ牧腺|(zhì)量、模具尺寸等多種因素干擾。若無法有效控制此部位的施工質(zhì)量，則會給后期的施工或使用埋下滲水、漏水等隱患。

5.2 施工原因

（1）在混凝土澆筑過程中，若未固定好變形縫周邊的模板，使模板出現(xiàn)脹?；蛞莆坏那闆r，極易引發(fā)橡膠止水帶的錯位，若情況嚴(yán)重，還會造成混凝土脫空。

（2）在整個施工的過程中均未有效固定橡膠止水帶，混凝土澆筑時產(chǎn)生的壓力會將橡膠止水帶擠壓，讓其產(chǎn)生偏離，從而使止水帶在兩側(cè)混凝土中的伸入長度達(dá)不到設(shè)計要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）在某些外界壓力作用下，橡膠止水帶可能出現(xiàn)撕裂、脫節(jié)、移位等問題，造成兩側(cè)混凝土包裹松動甚至脫落，從而對整個防水系統(tǒng)的防水效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響[1]。

（4）施工人員未按照設(shè)計要求使用泡沫填充變形縫兩側(cè)位置，將填充物換成竹膠板。當(dāng)工程整體完工后，因竹膠板已與混凝土粘貼牢固，故無法將其從變形縫內(nèi)取出，導(dǎo)致縫隙密封不嚴(yán)實(shí)，從而形成滲漏空隙。

（5）覆蓋變形縫的防水層寬度未達(dá)到要求，加上長久的不均勻沉降，導(dǎo)致變形縫位置的防水布被拉扯出裂縫或撕裂變形，最終削弱防水效果甚至失效。

（6）未嚴(yán)格按要求施工。特別是對變形縫細(xì)部處理粗糙，遺留過多的橡膠止水帶接頭，未遵照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)完成熱熔焊接，從而造成接頭部位漏水。

上述內(nèi)容主要從設(shè)計和施工方面對變形縫滲漏原因展開分析。對變形縫位置進(jìn)行防水設(shè)計時，設(shè)計人員不僅要了解行業(yè)規(guī)章和技術(shù)規(guī)范，還要以工程建設(shè)地區(qū)的施工環(huán)境、氣候和水文地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕げ牧?，確定具有實(shí)效性和可行性的做法，若工程需要，相關(guān)部門也可采取特殊處理措施，在最大限度防止?jié)B漏問題。因此，設(shè)計單位要提供地下箱體的變形縫防水詳細(xì)節(jié)點(diǎn)做法圖，并在施工之前對施工方和監(jiān)理單位進(jìn)行專項(xiàng)交底。

5.3 地下箱體變形縫節(jié)點(diǎn)設(shè)計

在設(shè)計本工程變形縫位置的細(xì)部節(jié)點(diǎn)時，要綜合考慮其受力特點(diǎn)、外部介質(zhì)及整體工藝需求，其中又被分為箱體內(nèi)壁板、箱體外壁板、箱體底板、箱體頂板、導(dǎo)流墻等，具有較強(qiáng)的針對性與適用性，圖1 為底板變形縫節(jié)點(diǎn)設(shè)計示意圖。

圖1 底板變形縫節(jié)點(diǎn)設(shè)計（單位：mm）

（1）在設(shè)置箱體外壁板變形縫時，特別注意如下情況：外壁板通常受力較大，變形縫位置在結(jié)構(gòu)上是單邊自由，計算難度大，此時應(yīng)考慮在變形縫位置增加滑動傳力桿。這種做法不僅能有效緩解計算結(jié)構(gòu)問題，還可借助傳力桿實(shí)現(xiàn)對部分應(yīng)力的卸載。

（2）箱體整體防水設(shè)計。在全地下式污水處理廠設(shè)計時，要求工程箱體的防水等級為一級，且除變形縫節(jié)點(diǎn)之外，其余部分均需使用柔性防水材料。通常情況下，需要對每個部位每次噴涂1.2mm厚的防水涂料，噴涂至少兩次，針對特殊部位還要加強(qiáng)處理[2]。

（3）膨脹加強(qiáng)帶節(jié)點(diǎn)設(shè)計。膨脹加強(qiáng)帶寬2m，澆筑時采用強(qiáng)度等級高于箱體混凝土的微膨脹混凝土，需與兩側(cè)混凝土一同完成澆筑作業(yè)，整體澆筑完成后要按照設(shè)計要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行至少28d 的養(yǎng)護(hù)，同時將限制膨脹率控制在0.03%以上，最后根據(jù)實(shí)際選取鋼板止水帶。

6 結(jié)語

綜上所述，本文以工程實(shí)例為基礎(chǔ)，對全地下式污水處理廠箱體防水進(jìn)行系統(tǒng)全面的設(shè)計，同時綜合相關(guān)設(shè)計和工程建筑經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)設(shè)計變形縫位置的節(jié)點(diǎn)防水系統(tǒng)，歸納總結(jié)可得到以下結(jié)論：

（1）在設(shè)計變形縫位置的防水節(jié)點(diǎn)時，需要綜合考慮工況與受力模型，給出的細(xì)部做法要具有針對性和務(wù)實(shí)性。

（2）整個施工過程中需要以節(jié)點(diǎn)圖紙為基礎(chǔ)，綜合現(xiàn)場施工實(shí)際進(jìn)行，遇到問題要及時上報并采取補(bǔ)救措施。

（3）箱體整體防水等級要求為一級，為滿足此標(biāo)準(zhǔn)，施工中使用的防水材料，在抗拉強(qiáng)度、延伸率等方面的參數(shù)均需達(dá)到設(shè)計要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）對于外壁板等受力較大區(qū)域的變形縫位置，要提前設(shè)置好傳力桿，讓其在環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)計算問題的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對部分應(yīng)力的更有效卸載。