上海水务建设工程有限公司 上海 200120
摘要：本文主要介绍了现浇混凝土排水构筑物的施工技术、以常用的排水构筑物为对象，结合工程案例，简单阐述常规排水构筑物的施工工艺及施工技术。内容包括结构形式、材料与配比、施工工艺流程、基坑开挖及处理、模板设计与搭设、钢筋加工、钢筋安装、混凝土浇筑、混凝土养护及拆模、满水试验。结合实际施工过程，对各工艺技术要点及注意事项进行描述，使排水构筑物施工满足设计及规范要求，验收符合《给排水构筑物施工及验收规范》。
关键词：基坑开挖；模板设计；大体积混凝土；养护；满水试验
1前言
常规污水处理厂中的排水构筑物有：格栅池、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、过滤池、消毒池等，结构以矩形或圆形为主，其主要结构形式为钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖砌结构。小型处理厂构筑物一般采用砖砌结构、大中型构筑物采用预应力混凝土结构，而最常用的设计结构为钢筋混凝土结构。钢筋和混凝土制成的构件，钢筋受拉、混凝土受压，二者有机结合，构件的受压受拉性能显著提高。钢筋混凝土构件具有就地取材，耐久性、耐火性能好、整体性好、可模性好、成本低等优点。本文以工程中常用的整体现浇式钢筋混凝土排水构筑物来阐述施工中的技术要点及注意事项。
2施工工艺流程
整体现浇式钢筋混凝土构筑物主要工艺流程为：点位复测à测量放样à基坑支护、降水及开挖à基底处理à垫层浇筑à垫层防水施工à底板施工à池壁施工à顶板施工à养护à闭水试验。
2.1、点位复测、测量放样
施工前做好技术准备，熟悉设计文件，对现场进行勘查校验，复测勘察交桩。控制性桩点，应进行现场交桩，并保护好交桩成果。根据构筑物设计尺寸进行放样，建立场区放样控制网。平面放样可采取GPS法、导线法、三角测量或三边测量方法进行，无论采用哪种方法放样，都应进行加测、复测，确保平面放样准确。高程放样应根据交桩水准点放设临时水准点，临时水准点应设置在不受施工影响的固定构筑物上，并妥善保护。各放样点应采取保护措施，不受施工过程影响。使用勘察单位设置的水准点之前应仔细校核，并与国家水准点闭合。常用的测量仪器为全站仪，它是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化、智能化的三维坐标测量和定位的仪器。是目前使用比较广泛的测量仪器。放样时，宜先放出构筑物四周点位，建立方格网或轴线形式。基坑施工范围放样应大于构筑物尺寸，为基坑支护及开挖留有足够的空间。
2.2基坑支护及开挖
根据地质条件及周围环境，采取可靠的支护形式。根据土的渗透系数、降水深度，选择适当的降水方式。降水深度小于6米的，可采取轻型井点降水，井点管应布置在地下水的上游一侧，根据基坑的大小，选择单排布置或者双排布置。降水深度应比基坑底深0.5米以上。严格执行先支护、降水，后开挖的工艺流程，支护一段，开挖一段。基坑的支护结构形式有多种，根据受力状态可分为横撑式支撑、重力式支护结构、板桩式支护结构。排水构筑物常采用重力式支护结构（水泥土桩墙）。基坑的土方开挖方式，主要有放坡开挖、中心岛式开挖、盆式开挖。在水泥土桩墙支护，和井点降水围护措施下，放坡开挖是最经济的一种开挖方式，可根据开挖深度确定放坡系数。
基坑开挖应按放样尺寸，合理确定开挖顺序和开挖深度，分层连续地进行开挖，尽快完成。挖出的土除预留一部分用作回填用外，不得在施工场地内任意堆放，应把多余土运到规定的弃土区域，以免妨碍施工。基坑开挖出来的土壤，应及时清运，为防止坑壁滑坡，在坑顶四周1.0米范围内不得堆放弃土，在此距离以外需要堆土的，应控制堆土高度且不得超过1.5 m，否则，应验算边坡的稳定性。在基坑周边的动载机械，应离基坑边缘有一定的安全距离，否则应加固机械工作面附近土体。基坑机械开挖不得一次挖到设计标高，坑底应留有30cm左右的余地，待浇筑垫层前，采取人工开挖到设计标高。避免基坑暴露时间过长，扰动坑底土壤，降低坑底承载力。开挖时，在基坑两侧及时开挖排水沟，使水能及时排出，确保基坑不积水。基坑开挖到设计标高后，应及时通知参建各方，对基底进行验槽处理，必要时可采用轻型动力触探检验。确定地基承载力是否满足设计要求。
2.3垫层施工
垫层施工前基底应平整、原状土体不得扰动，承载力满足设计要求。浇筑垫层前先搭设模板，模板质量应满足设计要求，模板搭好后，对断面尺寸进行测量，确保尺寸准确。垫层是钢筋混凝土水池底板与基坑土体之间的中间层，其主要作用为使坑底表面平整，便于在上面进行底钢筋板绑扎，同时也起扩展基础的作用，一般采用素混凝土。扩展基础垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级不宜低于C10（实际工程中垫层一般为100mm厚 C10素混凝土）。混凝土垫层浇筑时应及时振捣，终凝后保温（保湿）养护，养护时间不少于7天。
2.4底板施工
垫层养护结束，垫层做防水处理后即进行底板施工。底板施工包括：模板设计及安装、钢筋加工及安装、施工缝设置、混凝土浇筑。模板优先使用胶合板或钢模板，在计算荷载作用下，应对模板的强度、刚度、稳定性进行验算，模板板面之间应平整，接缝严密，不漏浆，保证结构物外露面美观整齐，线条流畅。侧模背面应设置主肋、次肋作为支撑系统，确保模板强度满足要求。底板模板应一次支设好，包括与池壁连接处的施工缝以下部分。钢筋应有产品质量证明书和试验报告单，进场时应检查其外观和标识，并进行力学性能检验，复测合格后方可安装使用。钢筋表面应洁净，使用前应将表面的铁锈、污渍清除干净。钢筋应平直，无局部弯折，否则应调直后才能使用。钢筋的连接应符合设计及规范要求，连接宜采用焊接接头或机械接头，采用绑扎连接时，四周两排钢筋每一节点都应绑扎牢固，其他节点可采用梅花形布置。钢筋接头采用搭接电焊时，搭接长度应满足设计要求。钢筋安装应从下往上安装，逐层安装，确保钢筋位置准确。钢筋的垫块间距应均衡设置，纵、横向间距均不得大于1.2m。钢筋安设完毕，自检合格后，需通知监理工程师对钢筋分部工程进行隐蔽验收，经验收合格后，方可浇筑混凝土。排水构筑物是污水处理厂工程施工控制的重点，对于结构混凝土外观质量、内在质量有较高的要求，需抗冻、抗渗、抗裂，所以混凝土施工必须从原材料、外加剂、配合比、搅拌、运输等环节层层把关，严控各环节质量。底板混凝土浇筑应水平分层浇筑，一次浇筑完成。底板与池壁间的施工缝应设在池壁上，离底板上表面400-500mm处，施工缝处预埋金属止水带，金属止水带应平整，尺寸准确，表面的铁锈、污渍应清除干净，不得有砂眼、钉孔。金属止水带一侧与底板混凝土同时浇筑，另一侧与池壁混凝土浇筑。底板表面在混凝土在初凝前应进行压实收光，以提高其抗裂性能。
2.5池壁及顶板施工
池壁、顶板模板宜在底板混凝土养护成型并达到一定强度后安设，池壁模板支设采用有支撑的模板体系，池壁模板的安装与钢筋安装应配套进行，妨碍钢筋绑扎的模板应待钢筋安装完毕后再安设，池壁内外模板采用对拉止水拉螺栓固定。螺栓拆除后，混凝土池壁应留有40-50mm深的锤形槽。顶板模板安设在底板上搭设钢管支架，支架搭设应牢固。支架不应与脚手架连接，避免引起支架变形。模板安装完毕后，应通过预压消除变形和扰度，荷载过大的应设置预拱度，设计无具体要求是，起拱高度宜为跨度的1/1000-3/1000，预压后再安装绑扎钢筋，钢筋安装完成后，应对模板平面位置、顶板高程、节点连系和纵横稳定性进行查验，签认后方可浇筑混凝土。固定在模板上的预埋件、预埋管安装必须牢固，位置准确。安装前应清除铁锈，安装后应下模板上作标记。池壁混凝土浇筑前，应清除模板内和垫层上的杂物，表面干燥的模板上还应洒水湿润。池壁施工缝应凿毛并清理干净，充分湿润后，在施工缝处先浇筑一层与混凝土配比成分相同的水泥砂浆，然后再浇筑混凝土。混凝土到达施工现场后，应对其配合比资料进行查验，现场测量其坍落度，混凝土的坍落度应符合要求。池壁应采用水平分层浇筑，每层浇筑高度控制在1米左右。混凝土从高处直接倾落时，自由落差高度不宜大于2米，以免发生离析。当落差高度超过2米时，应通过串筒等设施下落。每层浇筑后用振捣棒插入振捣密实，快插慢拔，对每一振捣部位，必须振捣到混凝土停止下沉，不再冒气泡为止。振捣棒的振捣面积不应大于其有效工作面积。池壁与顶板混凝土宜一次浇筑完成，并确保在下层混凝土初凝前将上层混凝土浇筑完毕。
2.6养护及拆模
对已浇筑完毕的混凝土，应在收浆后尽快覆盖和洒水养护，大体积一般养护不少于14天。当气温低于5℃时，采取冬季养护措施，覆盖保温养护，不得向混凝土上洒水。水池养护应按大体积混凝土养护，根据气候条件采取温控措施，实行内降外保，内外温差不宜超过25℃，模板拆除应按相关规范执行，混凝土强度达到1.2MPa前，不得踩踏、堆放物料或安装其他支架。池壁内、外模板应在混凝土抗压强度达到2.5MPa时方可拆除，顶模板为承重模板，应在混凝土强度达到设计强度的80%后，方可卸落拆除。模板拆除应按设计方案或施工方案顺序拆除，先支的后拆，后支的先拆，严禁上下同时拆除、交叉作业。模板拆除时，应划定一定的安全范围，拉好警戒线，设专人指挥和值守。拆除时严禁抛扔，应统一清理干净，码放整齐分类妥善保存，提供模板的使用效率。
2.7闭水试验
2.7.1试验准备
排水构筑物必须进行满水试验，满水试验是排水构筑物的主要功能试验之一。满水试验前：构筑物设计强度已经达到要求，池内清理干净，池内外缺陷已修补完毕；现浇混凝土排水构筑物应在防水层、防腐层施工前；预留洞口、预埋管口及进出水口已做好临时封堵；构筑物抗浮稳定性满足设计要求；试验用的充水、充气设备准备就绪并检验合格；水位观测标尺、标定水位测针已经安装完毕。对池体有观测沉降要求的，应选定观测点，测量记录各观测点的初始高程。
2.7.1试验流程
准备试验à池体注水à水位观察à蒸发测定à试验结论
池体注水应分3次进行，每次注水量为设计水深的1/3，大型池体第一次宜注水至施工缝以上，检查底板和施工缝的质量，有无明细渗漏，然后继续注水。注水的水位上升速度不宜过大，不应大于2m/d，相邻两次注水的时间间隔应大于24小时。每次注水测读24小时水位下降值，计算渗水量。注水时应对池体做外观检查和沉降量观测，当发现渗水量过大、沉降量过大时，应立即停止注水，找出原因妥善处理后再继续注水。注水至设计水深24小时后，开始读初位数，测读的初位数与末位数的时间间隔不少于24小时，测定时间应连续，测定的渗水量符合标准时，须连续测定两次以上。如测定的渗水量超过允许标准，而后渗水量又逐渐减少，可以延长观测直至渗水量符合标准。钢筋混凝土构筑物的渗水量不得超过2L/（m2.d）。
3注意事项
整体现浇式钢筋混凝土排水构筑物，其主要施工要点体现在：基坑支护及开挖、钢筋绑扎及安装、混凝土浇筑及养护。基坑属于危险性较大的分部分项工程，开挖时要特别注意，必须是先支护后开挖，支护结构形式选择要以安全为第一要素，基坑工程是安全事故经常发生的薄弱环节，基坑开挖应编制专项施工方案，并按规定程序审批，由单位技术负责人及总监理工程师审批后执行。达到一定规模基坑开挖，应组织专家对基坑开挖方案进行评审。其次：基坑的机械开挖不应一次挖到设计标高，坑底应预留30cm，待浇筑垫层前，采用人工开挖至设计标高，未浇筑垫层前不得提前暴露坑底，以免扰动坑底土壤，降低基底承载力。当开挖到设计标高后，如果基底土壤情况较差，地基承载力不满足设计要求，应及时与设计单位联系，采取换填、加固措施。如部分基底有松动层，应清除松动层，采取碎石换填，使承载力满足设计要求。基底处理完成后，及时组织勘察单位、建设单位、监理单位对基底进行验槽。验收合格后及时浇筑垫层。
底板钢筋连接应符合设计及规范要求，接头采用单面焊接时，焊缝长度≥10d，采用双面焊接时，焊缝长度≥5d。焊接接头应错开布置。钢筋位置应准确，钢筋外露面应设置垫块，保护层厚度满足设计要求。构筑物混凝土应按大体积混凝土设计，在选用原材料和配合比设计时，在确保强度的同时，应按降低水化热的原则进行，并考虑防渗性能。具体应遵循：选用低水化热和凝固时间长的水泥品种，粗骨料宜采用连续级配，粒径不少于4个品种。宜掺入可降低初期水化热的缓凝剂，细骨料中宜掺和粉煤灰，以降低水泥用量，提高抗渗性。进行配合比设计时，在保证混凝土强度、坍落度满足设计要求前提下，宜改善粗集料级配，提高粗集料的含量，减少单方混凝土的水泥用量。混凝土出厂后应及时运抵浇筑现场，出厂超过2小时的混凝土应弃用，坍落度以现场实测坍落度为准。混凝土终凝后应及时养护，养护采用洒水并覆盖土工布，保持湿润状态，特别注意前7天的养护。冬季施工时，养护应采取保温措施。
4结束语
排水构筑物多数采用地下或半地下钢筋混凝土结构，特点是构件断面较薄，属于薄板型结构，配筋率较高，要求较高的抗渗性和良好的整体性。构筑物的各施工环节必须严格控制，才能确保施工质量满足《给排水构筑物施工及验收规范》。
参考文献：
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