隨著我國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展,我國城市化和城鎮(zhèn)化也將隨之加快發(fā)展步伐。人類環(huán)保意識的普及和對環(huán)境要求的不斷提高,環(huán)境污染問題已經(jīng)引起了社會和國家的高度關注,治理環(huán)境污染將是未來社會發(fā)展中的重要目標之一。
1 工程概況
某污水處理廠日處理污水20萬立方米,污水處理采用脫氮除磷工藝,深度處理采用高效沉淀池+濾池+二氧化氯消毒工藝。水池面積比較大,要求混凝土強度等級及抗?jié)B等級較高,結(jié)構(gòu)復雜泵送施工,難度較大。
2 污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設計特點
水池結(jié)構(gòu)作為污水處理廠的關鍵構(gòu)筑物之一,應具有較高的防水性能、防腐蝕性能、抗?jié)B透性能和抗壓性能等。污水處理廠設計是一個綜合型機槍的系統(tǒng)工程,設計眾多學科和部門。對于設計人員來說,污水池結(jié)構(gòu)設計除了要做一般的荷載計算、強度計算、抗震計算、抗裂度計算、裂縫寬度驗算以外,還要考慮其污染源的防腐設計、抗?jié)B透設計、抗凍設計等特殊要求。
3 結(jié)構(gòu)設計中產(chǎn)生裂縫的原因分析
?。?)結(jié)構(gòu)設計人員在設計中往往會片面的強調(diào)混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強度和抗?jié)B等級,造成片面的提高混凝土的強度等級或增加水泥的用量,進而導致水化熱的增加和混凝土收縮變形的增大,最終導致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生,破壞水池結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能。(2)在變形縫結(jié)構(gòu)設計中,由于設計員對規(guī)范理解不夠透徹,主觀臆斷忽視實際,按照相應的國家規(guī)范及圖集要求,不能合理地設置水池結(jié)構(gòu)的變形縫。受到外界條件發(fā)生變化時,造成了水池結(jié)構(gòu)就難以適應變形的需要,從而產(chǎn)生裂縫。(3)在對水池結(jié)構(gòu)進行構(gòu)造鋼筋設計時,并沒有按矩形水池和圓形水池分包進行合理的構(gòu)造配筋,將會造成貫穿裂縫的后果。(4)設計過程中最不利荷載組合選取的不當,當結(jié)構(gòu)受到最不利荷載組合時則會造成水池結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫甚至破壞。(5)構(gòu)件錨固長度過長、構(gòu)件布置過密、設計拉鉤筋或者鋼筋類型設計的不合理等水池結(jié)構(gòu)中預埋件設計的不合理,都會造成混凝土在振搗過程中難以密實,從而導致預埋構(gòu)件與混凝土結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生裂縫。(6)在水池結(jié)構(gòu)設計中忽略了地基對池壁混凝土收縮變形的約束條件,如果水池處于堅硬的基礎上,當外界條件變化時,池壁混凝土結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生變形,同時堅硬的基礎也約束了池壁混凝土結(jié)構(gòu)的變形,其產(chǎn)生的應力大于混凝土抗拉強度時,在應力最大的地方就會產(chǎn)生裂縫。
4 結(jié)構(gòu)施工產(chǎn)生裂縫的原因分析
?。?)水池結(jié)構(gòu)在施工過程選擇在高溫季節(jié)中,由于夏季太陽直射高溫,環(huán)境溫差較大,并且灑水養(yǎng)護不及時,產(chǎn)生了不均勻不規(guī)則裂縫。(2)施工過程中,沒有嚴格按照設計圖紙要求控制好水灰比和水泥用量,造成水化熱過大,促使水池裂縫出現(xiàn)的概率大大的增加了。(3)在施工該過程中,沒有嚴格控制或忽視了混凝土的質(zhì)量、沒有注意鋼筋保護層厚度、混凝土坍落度或者混凝土振搗不密實等,都可能導致水池池壁裂縫的產(chǎn)生。(4)在施工過程中忽視預埋件表面的銹蝕、油污的清除,產(chǎn)生形成裂縫或者縫隙。(5)施工過程中變形縫止水帶一般為橡膠止水帶或者鋼邊橡膠止水帶,由于止水帶設置偏移位置或者不順直等造成與混凝土的粘結(jié)不緊密,形成了縫隙的出現(xiàn)。
5 采取有效治理措施
主要根據(jù)從設計過程和施工過程中的不同階段的影響因素,對污水處理廠的水池現(xiàn)存的縫隙問題提出了相應的防治措施合解決對策方案。
5.1 在結(jié)構(gòu)設計過程中控制裂縫的措施
控制好水池的各種變形縫位置和混凝土結(jié)構(gòu)的施工縫能有效地防止?jié)B透和裂縫的發(fā)生。水池類構(gòu)筑物并不能保證不會開裂,對于設計人員來說,重要的是做好裂縫的控制。一方面設計人員要事先對可能的不利因素及其影響予以預防,在結(jié)構(gòu)設計過程中采取的控制裂縫措施有:(1)設計中應合理的選擇混凝土的強度等級和低水化熱、抗?jié)B性能好的的水泥種類,同時還應嚴格控制每立方米混凝土水泥的用量,以減少水化熱的釋放量,減少收縮變形,能有效地控制裂縫的發(fā)展。(2)嚴格相關國家規(guī)范設計伸縮縫或沉降縫,以免當外界條件變化時,結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生不均勻的應力,當應力達到一定程度時形成裂縫。(3)在同一方向盡量使用相同或相近直徑的鋼筋,能夠很好的防治裂縫的產(chǎn)生。(4)在水池結(jié)構(gòu)的設計過程中,對于有穿墻套管的水池設計應充分考慮穿墻套管的數(shù)量及位置,以免在施工過程中造成施工錯誤后開鑿添加。(5)鋼筋混凝土水池在結(jié)構(gòu)設計時還應該進行抗裂度驗算和裂縫寬度的驗算。(6)應根據(jù)水池的形狀和大小選擇相應的構(gòu)造配筋和施工縫,如對溫度荷載和濕度荷載比較敏感的地面式矩形水池池壁,為了避免池壁貫穿裂縫的出現(xiàn),水池水平方向沒測的構(gòu)造配筋率以不低于0.15%為宜。對于圓形水池池壁幻想最小構(gòu)造配筋率,外側(cè)不低于0.35%,內(nèi)側(cè)不低于0.15%。(7)在水池設計中,還應考慮各種類型的荷載組合方式,找出對水池最不利的荷載組合,利用最不利組合進行設計和分析。
5.2 施工過程中防止?jié)B漏的措施
?。?)不宜選擇在高溫季節(jié)施工,減小高溫環(huán)境溫差產(chǎn)生的溫度變形,防止裂縫的出現(xiàn)。(2)施工過程中,應嚴格控制水灰比和水泥的用量,以免水化熱過大,加大結(jié)構(gòu)裂縫出現(xiàn)的概率。(3)施工過程中,應嚴格控制混凝土的質(zhì)量、混凝土鋼筋的保護層厚度、混凝土的坍落度等,同時可以對混凝土進行多次振搗或者復振以提高混凝土的密實度。選用合適的養(yǎng)護措施,提高混凝土的抗拉或抗裂強度,能夠有效地防止裂縫的發(fā)展造成貫穿裂縫形成。(4)施工中必須對預埋構(gòu)件表面銹蝕、油污進行清除,以保證混凝土和預埋構(gòu)件之間的緊密粘結(jié),防止形成裂縫。(5)在對變形縫的施工中,可以采用加強帶替代措施減少裂縫的產(chǎn)生,保證施工的連續(xù)性。(6)目前工程建設中變形縫止水帶為橡膠止水帶和鋼邊橡膠止水帶,施工時可以固定好止水帶位置防止止水帶發(fā)生偏移,,振搗時注意止水帶底部混凝土的振搗距離和復振次數(shù),以保證止水帶和混凝土的密實粘結(jié),以免漏振造成漏縫的產(chǎn)生。(7)施工過程中應避免施工縫處滲漏,可以通過該劇施工面的剔鑿方式,采用不同種類施工縫加強方式(如鋼板止水帶、不同的形式的企口縫或者多種方式結(jié)合),調(diào)整施工縫連接處材料的成份等方式來加強接縫處的粘結(jié)強度。
6 結(jié)論
本文針對污水處理廠水池構(gòu)筑物的特征,從設計和施工等不同角度介紹了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因,分析指出了即將開工的工程中應根據(jù)工程特征和環(huán)境條件,綜合利用多種關鍵施工技術(shù)來指導施工過程中的裂縫產(chǎn)生的控制。