大型汙水池防滲及耐久性設計
發布時間:2014-08-09
1.工程簡介
紹興汙水廠二期擴建工程是浙江省重點工程,設計規模日處理汙水30萬t,總投資6.5億元人民幣,總占地麵積550餘畝(約37萬m2),是一座以印染、化工等工業廢水為處理對象的集中處理廠,處理工藝采用深水氧化溝活性汙泥法。工程南北最長處900m,東西最寬處380m。工程構築物主要由6組72.4×174.5×10.8m
鋼筋混凝土水池(生化池)和2組72.4×174.5×10.8m
鋼筋混凝土水池(調節池)組成,采用橢圓型溝渠結構,屬於超大、超寬大型水池。
工程場區內淺層土中地下水屬於孔隙性潛水,勘探期間測得的場區穩定地下水位在0.8m左右。受大氣降水和地表徑流補給影響,場區地表水和地下水對
混凝土結構無腐蝕性,對
鋼筋混凝土結構中的鋼筋、鋼結構具弱腐蝕性。
2.工程技術難點概括
超大型水池在沿海地帶施工,存在著以下一些技術難點。
池壁受力問題:由於水池深度為10.8m,其中有效水深10.0m,若按懸臂構件來考慮,其配筋及混凝土用量都將很大。
抗浮問題:本工程地下水位較高,特別是雨季地下水位上升較快,由此帶來構築物在施工、空池檢修期間的抗浮問題。
不均勻沉降問題:由於構築物較大,場區存在不均勻軟弱下臥層,構築物的不均勻沉降問題將影響其安全和使用功能。
溫度裂縫問題:紹興汙水廠一期工程已經發現溫度應力帶來了大型水池的裂縫問題,其局部溫度裂縫貫穿並發生
漏水。從實際工程看,混凝土膨脹劑的使用並沒有從根本上解決池體豎向裂縫的產生,若不及時采取解決措施,必將影響池體的使用壽命。
池體耐久性設計問題:由於印染、化工等工業廢水成份複雜,混凝土中應增加適當的抗腐蝕材料。
3 工程設計技術措施
為確保汙水池的工程質量,業主與設計單位進行了多次技術交流,邀請有關專家進行論證,最終采取以下技術措施。
3.1 修改原地基處理的方案
將原設計的振衝碎石樁改為預製管樁。根據勘察結果,場區內硬層土的天然地基承載力標準值為180 kPa,采用預製管樁的極限側阻力值為60 kPa,極限端阻力值為3000 kPa。使用預製管樁,基礎沉降量理論計算值小於30cm,而實際經過滿水試驗觀測到的沉降量最大不超過18mm,一般在5~8mm之間,同一組池不均勻沉降不超過10mm。在解決了不均勻沉降問題的同時,預應力管樁還解決了施工碎石樁所產生的大量排泥問題。
3.2 解決池壁受力問題
若按懸臂構件設計考慮,鋼筋用量及混凝土用量都很大。而按扶壁式擋水牆設計,池壁厚度為0.4m,扶壁厚度為0.4m,扶壁間距為3.5m,見圖1所示。這樣,池壁配筋及混凝土用量都大幅減少,節省了工程造價。
3.3 增加抗浮措施
從兩個方麵進行了抗浮考慮,一是減小構築物埋深,即把原設計要求埋深4m改為2.8m;二是采用預應力管樁與池底板錨固,通過接樁方式把構築物與管樁整體拉結,以便抵抗浮力。池底板厚度也由原設計1m減到0.7m,造價大為節省。
3.4 對溫度裂縫的處理
(1)池壁受溫度影響較大,易產生溫度裂縫。對此,采用了後張法無粘結預應力結構處理。池壁的水平向、豎向均施加預應力,使水池始終處於受壓狀態,這樣不僅對池壁抗滲有利,而且對提高池體的耐久性有利。
(2)池壁水平筋采用小直徑密分布的配筋方式,有效地控製了表麵裂縫的發生和擴展。
(3)每隔一定距離設置伸縮縫,可防止因溫度變化而使構築物出現的裂縫。
(4)商品混凝土內摻入複合型外加劑(具有緩凝、高效減水功能),可以達到一次澆築完成,不出現施工冷縫,並可以避免收縮開裂,提高混凝土自身的抗裂、防水能力。
3.5 池體的耐久性設計
目前我國混凝土工程中的鋼筋鏽蝕和混凝土腐蝕嚴重。根據資料統計,在鹽環境中的常規混凝土(不采取防護措施),雖然初建費低一點,但大約15年後便開始第一次修複工程,40年內要修複4次,修複費約為初建費的4倍;而采用加鋼筋阻鏽劑同時摻矽灰的方法,初建費雖有增加,但60年的總費用較之不采取防護措施卻節約很多。因此,決定在混凝土中加入矽灰及鋼筋阻鏽劑來提高池體的耐久性。
4 結語
隨sui著zhe我wo國guo環huan境jing治zhi理li工gong程cheng的de進jin行xing和he環huan保bao產chan業ye發fa展zhan,大da型xing的de生sheng物wu氧yang化hua池chi建jian設she越yue來lai越yue普pu遍bian。在zai這zhe類lei工gong程cheng的de建jian設she中zhong,應ying加jia強qiang水shui池chi耐nai久jiu性xing方fang麵mian的de考kao慮lv,如ru在zai混hun凝ning土tu中zhong加jia入ru複fu合he型xing防fang水shui劑ji、矽粉、鋼筋阻鏽劑等。同時,為解決池體
抗震、池體豎向裂縫、橡膠止水帶老化及溫度伸縮縫處的管理維護等一係列問題,應盡量采取行之有效的預應力水池設計技術。