全地下式污水处理厂工程变形缝防水设计方案

薛峰

（中交一公局第六工程有限公司，天津 300000）

在全地下式污水处理厂建设中，箱体平面尺寸会影响混凝土应力，从而引发裂缝，解决此种问题需要设置变形缝和后浇带。通过对部分已建成工程的调研可以看出，漏水点多集中在变形缝处，原因为施工时质量控制不力或节点防水做法缺乏针对性。本文结合工程实例，对变形缝的防水节点细部做法进行研究，希望能为变形缝防水节点设计提供借鉴。

1 工程概况

污水厂采用地下形式建设，箱体总深15.5m，地下二层8m，地下一层6m，地上覆土1.5m 进行绿化；主箱体为“全地下式”，结构单体数量多、工序交叉影响大、人员设备高度集中，施工顺序对整体工程进度的影响极大。

2 施工特点

（1）综合性强：本工程包括三通一平、基坑工程、箱体结构、建筑、地面附属建筑及结构、土方工程、总图管网、厂区道路等项目，内容繁多且复杂。

（2）施工组织难度大：主箱体为“全地下式”，结构单体数量多、工序交叉影响大、人员设备高度集中，施工顺序对整体工程进度影响极大。

3 变形缝与加强带施工

对于整个工程而言，抗渗混凝土施工的薄弱环节通常在变形缝或加强带的位置，对此处模板支设、止水带埋置、混凝土浇捣以及加强带混凝土的浇筑顺序、变形缝位置封油膏的施工等相关技术环节的处理效果会直接影响池体的防水抗渗能力与总体质量。

主箱体为“全地下式”，计划依托后浇带位置，结合区块尺寸及变形缝设置将整个箱体划分为“8 个区域+32 个流水段”进行施工。

以东西向中间J-K 轴的后浇带为分界线，南北两侧分别投入1 个主体施工协作队伍，每个队伍配备3 个施工班组，每个班组将钢筋、木工、混凝土工人配备齐全，采用“平行+流水作业”组织总体施工。

4 整体设计方案

4.1 结构设计

一般而言，地下箱体的外墙和池壁都会采用混凝土自防水体系，但因本工程中涉及的箱体属于超长结构，且负二层是大容积污水处理池，为防止出现因变形缝中止水带材质与耐久成都造成污水外泄或渗漏问题，本箱体采用补偿收缩混凝土，通过控制水灰比、设置后浇带、控制胶凝材料用量等做法来实现无缝设计与对接，从而最大限度提高结构整体性。

后浇带带宽1000mm，间距35m，箱体混凝土抗渗等级为P8，储水构筑物裂缝宽0.2mm。箱体外墙为现浇钢筋混凝土结构，侧向以负一层、负二层楼板为支撑，内部负一层为现浇钢筋混凝土梁柱体系，框架柱截面为600mm×600mm，导流墙厚300mm，受力池厚500mm。

为降低结构总高度，缩短基坑开挖深度，顶板、楼板及底板需采用不同的结构体系，顶板采用井字梁结构，主、次梁截面为500mm×900mm、300mm×700mm；楼板采用主次梁结构，主、次梁截面为300mm×800mm、300mm×700mm，底板采用钢筋混凝土板柱结构，厚1200mm。

4.2 除臭及通风设计

通常情况下，预处理区、生物处理区和污泥处理区是臭气的主要来源地区，其中污泥处理区主要包含污泥缓冲池、污泥脱水机房和污泥料仓。在勘察施工现场后，共为本工程设置3 个除臭子系统，系统1 为预处理区、污泥处理区，系统2、3 为生物处理区。为实现局部臭气的有效收集处理，本工程为每个系统都设置独立的生物除臭装置。

考虑到本工程的实际，设计方最终选择全面通、排风与局部排风相结合的方式。对地下一层敞开车间及通过楼梯间、吊装孔等部位和地下一层相通的地下二层，采用自然补风系统；对地下一层电控间、控制室、配电室等部位采用机械送风和机械排风系统。此外，为满足本工程的特殊需求，在设计时还单独设计火灾排烟系统和平时通风系统。

4.3 防火设计

在设计地下水厂时要重点关注防火分区。通过多次与消防部门沟通和协商，该地下箱体共设置有8 个防火分区，每个分区的面积不相等，但都在1513～3641m2；同时，设置9 部宽1250mm、与地面相通的防烟楼梯间，直通地上室外出口。

5 地下箱体常见渗漏解析

5.1 设计原因

（1）设计中对变形缝部位橡胶止水带设置描述过于简单，并没有给出明确的参数、规格、设置要求、注意事项等；同时设计中未提到当填缝剂密封材料没有设计指标时，细节部位的具体防水处理问题。

（2）未合理设计变形缝位置的混凝土结构。通常情况下，变形缝两侧混凝土连接位置的施工质量都不太好控制，因为其会受到施工材料质量、模具尺寸等多种因素干扰。若无法有效控制此部位的施工质量，则会给后期的施工或使用埋下渗水、漏水等隐患。

5.2 施工原因

（1）在混凝土浇筑过程中，若未固定好变形缝周边的模板，使模板出现胀模或移位的情况，极易引发橡胶止水带的错位，若情况严重，还会造成混凝土脱空。

（2）在整个施工的过程中均未有效固定橡胶止水带，混凝土浇筑时产生的压力会将橡胶止水带挤压，让其产生偏离，从而使止水带在两侧混凝土中的伸入长度达不到设计要求或相关标准。

（3）在某些外界压力作用下，橡胶止水带可能出现撕裂、脱节、移位等问题，造成两侧混凝土包裹松动甚至脱落，从而对整个防水系统的防水效果产生严重影响[1]。

（4）施工人员未按照设计要求使用泡沫填充变形缝两侧位置，将填充物换成竹胶板。当工程整体完工后，因竹胶板已与混凝土粘贴牢固，故无法将其从变形缝内取出，导致缝隙密封不严实，从而形成渗漏空隙。

（5）覆盖变形缝的防水层宽度未达到要求，加上长久的不均匀沉降，导致变形缝位置的防水布被拉扯出裂缝或撕裂变形，最终削弱防水效果甚至失效。

（6）未严格按要求施工。特别是对变形缝细部处理粗糙，遗留过多的橡胶止水带接头，未遵照设计标准完成热熔焊接，从而造成接头部位漏水。

上述内容主要从设计和施工方面对变形缝渗漏原因展开分析。对变形缝位置进行防水设计时，设计人员不仅要了解行业规章和技术规范，还要以工程建设地区的施工环境、气候和水文地质条件为基础，选择恰当的施工材料，确定具有实效性和可行性的做法，若工程需要，相关部门也可采取特殊处理措施，在最大限度防止渗漏问题。因此，设计单位要提供地下箱体的变形缝防水详细节点做法图，并在施工之前对施工方和监理单位进行专项交底。

5.3 地下箱体变形缝节点设计

在设计本工程变形缝位置的细部节点时，要综合考虑其受力特点、外部介质及整体工艺需求，其中又被分为箱体内壁板、箱体外壁板、箱体底板、箱体顶板、导流墙等，具有较强的针对性与适用性，图1 为底板变形缝节点设计示意图。

图1 底板变形缝节点设计（单位：mm）

（1）在设置箱体外壁板变形缝时，特别注意如下情况：外壁板通常受力较大，变形缝位置在结构上是单边自由，计算难度大，此时应考虑在变形缝位置增加滑动传力杆。这种做法不仅能有效缓解计算结构问题，还可借助传力杆实现对部分应力的卸载。

（2）箱体整体防水设计。在全地下式污水处理厂设计时，要求工程箱体的防水等级为一级，且除变形缝节点之外，其余部分均需使用柔性防水材料。通常情况下，需要对每个部位每次喷涂1.2mm厚的防水涂料，喷涂至少两次，针对特殊部位还要加强处理[2]。

（3）膨胀加强带节点设计。膨胀加强带宽2m，浇筑时采用强度等级高于箱体混凝土的微膨胀混凝土，需与两侧混凝土一同完成浇筑作业，整体浇筑完成后要按照设计要求和标准进行至少28d 的养护，同时将限制膨胀率控制在0.03%以上，最后根据实际选取钢板止水带。

6 结语

综上所述，本文以工程实例为基础，对全地下式污水处理厂箱体防水进行系统全面的设计，同时综合相关设计和工程建筑经验，详细设计变形缝位置的节点防水系统，归纳总结可得到以下结论：

（1）在设计变形缝位置的防水节点时，需要综合考虑工况与受力模型，给出的细部做法要具有针对性和务实性。

（2）整个施工过程中需要以节点图纸为基础，综合现场施工实际进行，遇到问题要及时上报并采取补救措施。

（3）箱体整体防水等级要求为一级，为满足此标准，施工中使用的防水材料，在抗拉强度、延伸率等方面的参数均需达到设计要求和相关标准。

（4）对于外壁板等受力较大区域的变形缝位置，要提前设置好传力杆，让其在环节结构计算问题的基础上，实现对部分应力的更有效卸载。