一、工程概況
青浦第二水廠一期工程位于青浦區(qū)西南角，北臨滬青平公路，占地64000平方米，屬群體工程，其中包括沉淀池、清水池、廢水池、吸水井、液鋁池等多個大型現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池。這些大型水池池壁高4~7.6米，均為10萬m2/d處理能力規(guī)模，設計要求水池完全無滲漏。
大型水池池壁高，迎水面延長米極長沉淀池長寬分別為107米和26米、清水池長為40米，但池壁厚度不厚，僅在260~300毫米之間，均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板壁。水池儲水量大，水壓力高，若施工技術措施不完備或施工不當，極易造成大面積滲漏水。
二、工程設想
1、為防止因地基不均勻沉降而導致水池結構性開裂滲漏水，基礎地基加固采用砂墊層方法處理。
2、防止大體積現(xiàn)澆鋼筋混凝土的收縮裂縫出現(xiàn)，在抗?jié)B混凝土內(nèi)摻入HEA高效防水劑和延大型水池長度方向設置垂直伸縮縫。
3、為提高現(xiàn)澆混凝土的抗?jié)B性能，在混凝土池壁內(nèi)外側涂抹防水劑。
4、在工程施工過程中，采用一些技術措施進一步保證現(xiàn)澆鋼砼水池的抗?jié)B性能
三、工程抗裂施工措施
1、基礎地基加固
1.1為減少基礎沉降，提高地基承載力，地基加固處理采用換填法，即采用砂墊層的方法。以保證結構沉降為柔性均勻沉降。
a.根據(jù)地質(zhì)勘察報告水池基底標高位于②3層黑灰色黏土層，流塑，土層較差，故基礎挖至④1層暗綠~黃色黏土層，土層性質(zhì)硬塑~可塑，中壓縮性，土層較好；以④1層土層作為持力土層，其上的土層均用密實的砂墊層置換。
b.砂墊層施工時先砌筑擋砂墻，再分層分皮（25毫米一皮，30米長一段）鋪砂，再澆水、振搗（平板振動機），經(jīng)過貫落度檢測合格，進行環(huán)刀試驗，數(shù)據(jù)合格后再進行下一層下一皮施工。
c.砂墊層干密度經(jīng)測試為平均值為1.74×103kg/m3大于設計要求的1.6×103kg/m3。
2.優(yōu)化混凝土配合比
2.1 為防止混凝土自身滲漏，采用抗?jié)B混凝土，抗?jié)B等級S6。
2.2 由于大體積現(xiàn)澆鋼筋混凝土易出現(xiàn)收縮裂縫，為提高混凝土的抗裂性能，在抗?jié)B混凝土內(nèi)摻入適量的HEA高效防水劑和設置垂直伸縮縫間距，沉淀池伸縮縫間距約為45米。
2.2.1 HEA微膨脹防水的理論分析
HEA高效防水劑會使混凝土產(chǎn)生適度膨脹在鋼筋部位的約束下產(chǎn)生0.2-0.8Mpa的預應力，能有效的補償混凝土的干縮和冷縮，同時由于HEA水化形成的大量鈣礬石晶體，具有填充細孔縫作用，使混凝土中孔徑下降，總空隙減少，大大改善了混凝土中孔結構的分布，使混凝土更加密實，顯著提高混凝土的抗?jié)B抗裂性能及耐久性和抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕的能力，防止鋼筋銹蝕。
HEA防水劑具有緩凝作用，能夠延長混凝土凝結時間，且凝結時間可根據(jù)工作需要進行調(diào)整，對于大面積施工水池非常有利。
HEA混凝土的早期強度及28天強度較基準混凝土提高10%以上，特別是早期強度的提高，對提高工程結構的安全性及防止混凝土早期膨脹能的損失都是有利的，因為混凝土收縮大部分發(fā)生的在早期，故HEA混凝土抗裂性能相對提高。
HEA的抗?jié)B性能良好是因為HEA混凝土的膨脹與強度發(fā)展協(xié)調(diào)，使膨脹能得以充分發(fā)揮，另外由于HEA的優(yōu)良減水效果，使混凝土孔隙率減小。密實度進一步提高。
2.2.2 HEA施工控制點。
a.HEA的活性較大，稱量誤差大會影響混凝土的強度及坍落度，且不易控制，所以混凝土拌和時嚴格控制稱量誤差，稱量誤差在±1%，混凝土配合比見下表。
b.由于HEA具有與自身相容性的高效減水成份，攪拌時間控制應比普通混凝土延長30~60秒。
c.保濕養(yǎng)護至關重要，混凝土初凝后即開始澆水和蓋麻袋養(yǎng)護，養(yǎng)護期不少于14天，要始終保持表面濕潤狀態(tài)，以不見白為原則。
d.振搗必須密實，不能過振或漏振，采用專人專區(qū)負責制，以混凝土開始泛漿和不冒泡為原則。對于大直徑套管底部混凝土密實度，在施工過程中通過敲擊模板聽音的方法檢查。
2.2.3垂直伸縮縫采用橡膠止水帶。
a.橡膠止水帶因其延伸性能極好，可隨結構不均勻微沉降適當延伸而不產(chǎn)生裂縫，也不因自然溫度差異產(chǎn)生較大的熱脹冷縮導致材料微裂縫出現(xiàn)，有效地滿足了密封防水。
b.橡膠止水帶采用埋入式位置居中。
c.止水帶的寬度為30毫米，XQ-2泡沫塑料填充，內(nèi)外壁施作雙組份聚硫密封膏，密封膏密實，基層垃圾清理干凈、干燥。
d.該工程采用SGJL-851II型雙組分室溫固化聚硫密封膠，其對混凝土具有良好的黏結力，并有寬闊的使用范圍，可在-550~110C溫度下長期使用。其最大伸長率不低于400%，恢復率不低于85%，在30C以下熱氧老化壽命長達105年以上。該雙組分配比在一般情況下為：基膏：硫化膏=100：10，但根據(jù)氣溫變化可適當增減硫化膏用量來控制密封膠的黏結強度。在施工工程中，嚴格測定大氣溫度，在100：8~12之間調(diào)整配比，保證了施工質(zhì)量和密封膠的密封效果。
e.橡膠止水帶應分倉施工，待填充XQ-2泡沫塑料后施工另一倉。
3 內(nèi)外防水劑
3.1池壁迎水面涂JK2050水性高效有機硅防水劑。
JK2050直接噴涂在混凝土表面，滲透到混凝土表層內(nèi)5~8毫米，通過其于混凝土的澆合固化作用完全填補了混凝土表面的水化熱細微裂縫在混凝土表面形成永久性的不透水層，保證了混凝土池壁的抗?jié)B性能。
3.2池壁外側涂刷氰凝
池壁外側±0.00以下及墊層面涂刷JK-19A優(yōu)質(zhì)改性氰凝，以阻隔地下水同混凝土池壁的接觸，該防水劑抗?jié)B性能優(yōu)良，耐沖刷，彈性好，抗裂性優(yōu)異，且耐化學品介質(zhì)腐蝕，最適合地下及室外防水涂膜。施工時每8小時涂抹一道共4到，保證其涂膜厚度達到100μm以上。
3.3防水劑施工需要先進行基層處理，保證混凝土表面無孔隙、無其它附著物，然后在清潔的表面上涂刷防水劑。
4.其他措施
4.1穿墻螺栓處理
加大穿墻螺栓的止水片寬度。通常穿墻螺栓止水片寬度為40×40毫米，但在高度5米以上水池池壁中使用，滲水機率較大，經(jīng)過理論計算，決定采用75×75毫米的止水片，實踐效果非常良好。
根據(jù)混凝土的終凝時間和強度發(fā)展，池壁側模拆除規(guī)定在混凝土澆搗3天以后，以防止止水螺栓處混凝土的松動。采用微膨脹水泥漿分兩次修補穿墻螺栓洞，先將洞口清理干凈，再分兩次將洞補掉；第一次為洞深的2/3，間隔12小時后，再進行第二次修補，以防止砂漿出現(xiàn)收縮裂縫。二次修補完成后外墻面做成凸出饅頭狀保護層。
4.2嚴格控制混凝土塌落度在120+10毫米左右；對于大型防水套管底部混凝土澆搗，采用側壁開門子模的方法，并通過敲擊模板聽音的方法檢查大型套管底部混凝土密實度，保證套管底部不滲水。
4.3與設計加強聯(lián)系，改變套管等處加筋方法，防止鋼筋過密而影響混凝土的振搗密實度。
4.4加強施工過程中監(jiān)控力度，配備充足施工機具和檢查人員。
四、結束語
通過對大型現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池池壁抗?jié)B措施的研究、探討、實施，工程的整體質(zhì)量取得了顯著的效果，所有大型現(xiàn)澆鋼砼水池經(jīng)盛水實驗檢測均無滲漏，一次性通過驗收，達到了較好的水平，減少了應修補帶來的工期拖延和人力物力的浪費，并且積累了較豐富和全面的經(jīng)驗，對于今后同類型結構的構筑物施工質(zhì)量提供了有效的保證。
青浦第二水廠一期工程位于青浦區(qū)西南角，北臨滬青平公路，占地64000平方米，屬群體工程，其中包括沉淀池、清水池、廢水池、吸水井、液鋁池等多個大型現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池。這些大型水池池壁高4~7.6米，均為10萬m2/d處理能力規(guī)模，設計要求水池完全無滲漏。
大型水池池壁高，迎水面延長米極長沉淀池長寬分別為107米和26米、清水池長為40米，但池壁厚度不厚，僅在260~300毫米之間，均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板壁。水池儲水量大，水壓力高，若施工技術措施不完備或施工不當，極易造成大面積滲漏水。
二、工程設想
1、為防止因地基不均勻沉降而導致水池結構性開裂滲漏水，基礎地基加固采用砂墊層方法處理。
2、防止大體積現(xiàn)澆鋼筋混凝土的收縮裂縫出現(xiàn)，在抗?jié)B混凝土內(nèi)摻入HEA高效防水劑和延大型水池長度方向設置垂直伸縮縫。
3、為提高現(xiàn)澆混凝土的抗?jié)B性能，在混凝土池壁內(nèi)外側涂抹防水劑。
4、在工程施工過程中，采用一些技術措施進一步保證現(xiàn)澆鋼砼水池的抗?jié)B性能
三、工程抗裂施工措施
1、基礎地基加固
1.1為減少基礎沉降，提高地基承載力，地基加固處理采用換填法，即采用砂墊層的方法。以保證結構沉降為柔性均勻沉降。
a.根據(jù)地質(zhì)勘察報告水池基底標高位于②3層黑灰色黏土層，流塑，土層較差，故基礎挖至④1層暗綠~黃色黏土層，土層性質(zhì)硬塑~可塑，中壓縮性，土層較好；以④1層土層作為持力土層，其上的土層均用密實的砂墊層置換。
b.砂墊層施工時先砌筑擋砂墻，再分層分皮（25毫米一皮，30米長一段）鋪砂，再澆水、振搗（平板振動機），經(jīng)過貫落度檢測合格，進行環(huán)刀試驗，數(shù)據(jù)合格后再進行下一層下一皮施工。
c.砂墊層干密度經(jīng)測試為平均值為1.74×103kg/m3大于設計要求的1.6×103kg/m3。
2.優(yōu)化混凝土配合比
2.1 為防止混凝土自身滲漏，采用抗?jié)B混凝土，抗?jié)B等級S6。
2.2 由于大體積現(xiàn)澆鋼筋混凝土易出現(xiàn)收縮裂縫，為提高混凝土的抗裂性能，在抗?jié)B混凝土內(nèi)摻入適量的HEA高效防水劑和設置垂直伸縮縫間距，沉淀池伸縮縫間距約為45米。
2.2.1 HEA微膨脹防水的理論分析
HEA高效防水劑會使混凝土產(chǎn)生適度膨脹在鋼筋部位的約束下產(chǎn)生0.2-0.8Mpa的預應力，能有效的補償混凝土的干縮和冷縮，同時由于HEA水化形成的大量鈣礬石晶體，具有填充細孔縫作用，使混凝土中孔徑下降，總空隙減少，大大改善了混凝土中孔結構的分布，使混凝土更加密實，顯著提高混凝土的抗?jié)B抗裂性能及耐久性和抵抗周圍環(huán)境介質(zhì)侵蝕的能力，防止鋼筋銹蝕。
HEA防水劑具有緩凝作用，能夠延長混凝土凝結時間，且凝結時間可根據(jù)工作需要進行調(diào)整，對于大面積施工水池非常有利。
HEA混凝土的早期強度及28天強度較基準混凝土提高10%以上，特別是早期強度的提高，對提高工程結構的安全性及防止混凝土早期膨脹能的損失都是有利的，因為混凝土收縮大部分發(fā)生的在早期，故HEA混凝土抗裂性能相對提高。
HEA的抗?jié)B性能良好是因為HEA混凝土的膨脹與強度發(fā)展協(xié)調(diào)，使膨脹能得以充分發(fā)揮，另外由于HEA的優(yōu)良減水效果，使混凝土孔隙率減小。密實度進一步提高。
2.2.2 HEA施工控制點。
a.HEA的活性較大，稱量誤差大會影響混凝土的強度及坍落度，且不易控制，所以混凝土拌和時嚴格控制稱量誤差，稱量誤差在±1%，混凝土配合比見下表。
b.由于HEA具有與自身相容性的高效減水成份，攪拌時間控制應比普通混凝土延長30~60秒。
c.保濕養(yǎng)護至關重要，混凝土初凝后即開始澆水和蓋麻袋養(yǎng)護，養(yǎng)護期不少于14天，要始終保持表面濕潤狀態(tài)，以不見白為原則。
d.振搗必須密實，不能過振或漏振，采用專人專區(qū)負責制，以混凝土開始泛漿和不冒泡為原則。對于大直徑套管底部混凝土密實度，在施工過程中通過敲擊模板聽音的方法檢查。
2.2.3垂直伸縮縫采用橡膠止水帶。
a.橡膠止水帶因其延伸性能極好，可隨結構不均勻微沉降適當延伸而不產(chǎn)生裂縫，也不因自然溫度差異產(chǎn)生較大的熱脹冷縮導致材料微裂縫出現(xiàn)，有效地滿足了密封防水。
b.橡膠止水帶采用埋入式位置居中。
c.止水帶的寬度為30毫米，XQ-2泡沫塑料填充，內(nèi)外壁施作雙組份聚硫密封膏，密封膏密實，基層垃圾清理干凈、干燥。
d.該工程采用SGJL-851II型雙組分室溫固化聚硫密封膠，其對混凝土具有良好的黏結力，并有寬闊的使用范圍，可在-550~110C溫度下長期使用。其最大伸長率不低于400%，恢復率不低于85%，在30C以下熱氧老化壽命長達105年以上。該雙組分配比在一般情況下為：基膏：硫化膏=100：10，但根據(jù)氣溫變化可適當增減硫化膏用量來控制密封膠的黏結強度。在施工工程中，嚴格測定大氣溫度，在100：8~12之間調(diào)整配比，保證了施工質(zhì)量和密封膠的密封效果。
e.橡膠止水帶應分倉施工，待填充XQ-2泡沫塑料后施工另一倉。
3 內(nèi)外防水劑
3.1池壁迎水面涂JK2050水性高效有機硅防水劑。
JK2050直接噴涂在混凝土表面，滲透到混凝土表層內(nèi)5~8毫米，通過其于混凝土的澆合固化作用完全填補了混凝土表面的水化熱細微裂縫在混凝土表面形成永久性的不透水層，保證了混凝土池壁的抗?jié)B性能。
3.2池壁外側涂刷氰凝
池壁外側±0.00以下及墊層面涂刷JK-19A優(yōu)質(zhì)改性氰凝，以阻隔地下水同混凝土池壁的接觸，該防水劑抗?jié)B性能優(yōu)良，耐沖刷，彈性好，抗裂性優(yōu)異，且耐化學品介質(zhì)腐蝕，最適合地下及室外防水涂膜。施工時每8小時涂抹一道共4到，保證其涂膜厚度達到100μm以上。
3.3防水劑施工需要先進行基層處理，保證混凝土表面無孔隙、無其它附著物，然后在清潔的表面上涂刷防水劑。
4.其他措施
4.1穿墻螺栓處理
加大穿墻螺栓的止水片寬度。通常穿墻螺栓止水片寬度為40×40毫米，但在高度5米以上水池池壁中使用，滲水機率較大，經(jīng)過理論計算，決定采用75×75毫米的止水片，實踐效果非常良好。
根據(jù)混凝土的終凝時間和強度發(fā)展，池壁側模拆除規(guī)定在混凝土澆搗3天以后，以防止止水螺栓處混凝土的松動。采用微膨脹水泥漿分兩次修補穿墻螺栓洞，先將洞口清理干凈，再分兩次將洞補掉；第一次為洞深的2/3，間隔12小時后，再進行第二次修補，以防止砂漿出現(xiàn)收縮裂縫。二次修補完成后外墻面做成凸出饅頭狀保護層。
4.2嚴格控制混凝土塌落度在120+10毫米左右；對于大型防水套管底部混凝土澆搗，采用側壁開門子模的方法，并通過敲擊模板聽音的方法檢查大型套管底部混凝土密實度，保證套管底部不滲水。
4.3與設計加強聯(lián)系，改變套管等處加筋方法，防止鋼筋過密而影響混凝土的振搗密實度。
4.4加強施工過程中監(jiān)控力度，配備充足施工機具和檢查人員。
四、結束語
通過對大型現(xiàn)澆鋼筋混凝土水池池壁抗?jié)B措施的研究、探討、實施，工程的整體質(zhì)量取得了顯著的效果，所有大型現(xiàn)澆鋼砼水池經(jīng)盛水實驗檢測均無滲漏，一次性通過驗收，達到了較好的水平，減少了應修補帶來的工期拖延和人力物力的浪費，并且積累了較豐富和全面的經(jīng)驗，對于今后同類型結構的構筑物施工質(zhì)量提供了有效的保證。
