污水厂大型水池裂缝控制设计探究

岳国华

摘要：目前我国经济水平和各行业的快速发展，在城市快速发展的过程中，需要处理的污水量逐渐增加，因此，污水厂在建设过程中需要设计建造大型水池。但大型水池结构自重较大，同时受土压力、水压力等各方面作用力的影响，使用过程中容易出现裂缝，需要耗费较多的资金进行维修处理，造成污水厂运行成本过高的同时，也会给环境造成污染。因此，应加强水池裂缝控制设计研究，提高污水厂的经济效益和环境效益。

关键词：污水厂；大型水池；裂缝控制

引言

水池作为污水处理厂的核心结构必须具有高强度、防水防渗性，并在长期使用中具有水密性、抗腐蚀性与抗冻性。因此，在进行水池结构设计时，需要综合考虑相关的条件因素，根据当地的实际情况，采用合理的设计方案，以满足大型污水处理厂的使用要求。从而实现设计全过程的裂缝控制。在介绍裂缝成因和设计中裂缝控制方法基础上,结合工程实例对裂缝控制进行了进一步阐述。结果表明，通过采取合理的结构设计措施，可以有效避免或减小污水池裂缝发生的可能性。

1污水处理厂水池结构设计特点

对于市政污水处理厂来说，水池结构体量大、要求高、设计难度大，必须要保证安全适用性，池体结构不仅要满足工艺设计要求，同时要保证结构受力合理，在此基础上还要考虑经济性的原则。除此之外，在进行水池结构设计过程中，要对工程实际地质和水文条件进行勘探，合理选择结构形式，为了保证水池具有良好的运行效果，不仅需要进行强度计算以及荷载组合计算，还要进行额外的抗渗、防腐和抗压设计。如果污水池是用来处理工业废水的话，那么对防水和防渗性能的要求更高，如何避免污水渗漏造成地下水二次污染非常关键。

2污水厂大型水池裂缝产生原因

污水厂大型水池多采用钢筋混凝土结构，一旦产生裂缝将导致池水渗漏，严重污染周围的环境。污水厂大型水池裂缝主要可以分为结构裂缝和非结构裂缝。结构裂缝主要在结构内外约束（如大体积混凝土结构自重、内部应力等）的作用下产生。由于外界水、土压力、振动荷载等因素的影响，水池结构也容易因受到的拉应力过大而开裂。由于池壁内侧蓄水，外侧受室外温度等因素的影响容易产生温度过高情况，而池壁内侧由于充水不会产生较大的温升，导致池壁内外侧因温差过大产生结构变形，严重时会产生贯穿性裂缝。非结构裂缝包括塑性收缩裂缝、化学反应裂缝等类型。在水池混凝土凝结前，表层混凝土容易因为水分流失而产生结构收缩变形，继而产生裂缝，产生的裂缝呈现出中间宽、两侧细的形态，长度能够达到2~3m，宽度通常在1~5mm。分析原因可知，混凝土凝结前强度较低，在外部高温或大风作用下表面水分迅速流失，促使结构毛细孔中产生较大的负压，引发结构急剧收缩问题。在结构收缩力不足的情况下，会导致结构裂缝问题。而化学反应裂缝的产生与钢筋锈蚀以及碱骨料反应有关。前者将导致钢筋与混凝土剥离，后者会造成局部结构膨胀变大，均会导致裂缝产生，给结构整体安全性带来威胁。从总体上来看，水池裂缝的产生都是因为结构发生了变形，应通过加强结构设计避免裂缝产生。

3污水池结构设计对裂缝控制

3.1混凝土材料的质量和构造措施

混凝土是由胶凝材料（主要指水泥）、砂、石、水、外加剂等组成的。混凝土材料的选用及材料的质量对控制污水池结构产生破坏性裂缝起着重要作用。因混凝土组成材料选用不当或材料质量缺陷而造成污水池后期出现开裂，会严重影响其使用。此外，污水池设计中采取的相关构造措施不合理或错误，也会使得结构计算模型与实际受力情况不一致，导致在污水池表面产生破坏性裂缝。控制这类裂缝的主要措施包括：一是严格控制材料质量，特别是水泥的质量，严禁使用不合理的水泥；二是严格控制水灰比；三是选择粒径合适、级配良好的砂石骨料；四是严格控制骨料中的含泥量和泥块含量；五是采取合理的构造措施，确保污水池结构计算模型与实际受力状态吻合，并按其在结构体系中的不同作用,分别采取相应的构造做法。

3.2压力注浆碳纤维布封护法

压力注浆碳纤维布封护法，先利用灌机的持续高压，将胶结材料注射到混凝土裂缝中，使裂缝中的水完全挤走，让注浆料与混凝土形成整体，从而起到封堵止水;再将抗拉强度极高的碳纤维布用环氧树脂粘结剂沿裂缝方向或垂直于裂缝方向粘贴在混凝土结构上，形成一个新的复合体，使碳纤维布与原有钢筋混凝土共同受力，增大结构抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

3.3防渗漏措施

裂缝是造成水池结构渗漏的重要原因，所以说为了防治水池发生渗漏现象，就要做好水池变形缝和混凝土裂缝控制。为了减少水泥水化热温差和收缩变形，需要合理控制水泥的使用量，为了达到强度要求，可以利用活性掺合料来代替，并采取一次浇筑成型的技术，不留冷缝，从而避免收缩开裂的问题，还要按照相关规范要求对沉降缝和伸缩缝进行严格设置，尽量不要因为外界条件变化造成水池不规则应力而出现裂缝。

3.4池体面层涂料和材料选择方面

污水一般具有强腐蚀性和污染性。一旦污水渗漏将导致地下水和土壤的污染，所以在结构设计中要考虑结构抗渗抗冻性能。设计应明确混凝土和钢筋的强度等级，明确混凝土的抗渗等级和抗冻等级。合理控制混凝土水灰比和骨料选择。根据污水处理厂所在地的天气条件，可适当选用混凝土外加剂，如抗冻剂防水剂等以提高混凝土抗冻性、防水性，改善混凝土耐久性。此外合理选择防水防腐蚀面层涂料，使得污水池结构具有良好的抗渗透和防腐蚀的能力。

3.5设置后浇带结构

在裂缝控制方面，还要完成后浇带结构设置，确保大体积混凝土底板获得更强的抗裂能力。具体来讲，需要将整个水池划分为3个区域，在纵向位置布置2道后浇带。在各分区分别设置2道膨胀加强带，能够保证结构产生的变形能够主动释放，同时，可以通过加强带消耗结构释放应力，避免结构产生裂缝。后浇带采用C40收缩补偿混凝土，迎水面上铺设止水钢板，能够对结构产生的收缩应力进行补偿，并预防结构渗漏问题。在两侧池壁混凝土浇筑42d后才能进行后浇带施工，并对混凝土结构进行28d的养护。为避免冷缝产生，在两侧混凝土浇筑后应及时完成加强带浇筑，有效保证结构施工质量。采用该措施可以在不设缝的情况下完成水池浇筑施工，降低结构施工难度，保证结构施工质量，提高结构整体稳固性。

结语

总而言之，随着我国水生态环境安全大力发展，城镇污水处理工程急剧增长，对污水工程质量及环境安全提出更高的要求;对蓄水要求较高的污水池体贯穿裂缝，不仅影响结构质量，市政污水处理厂的建设是环境保护的重要举措，水池作为污水处理厂的核心组成部分，其结构设计质量直接关系到污水处理水平，因此在进行水池结构设计过程中，根据大型混凝土水池设计条件展开分析，通过结构静力分析发现无法通过设置伸缩缝有效控制结构裂缝，还要综合利用抗温构造筋、后浇带等手段完成结构设计。从方案实施效果来看，不仅可以有效控制结构裂缝产生，还能增强结构耐久性，降低结构维修成本，为污水厂的可持续发展提供支持。

参考文献

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