预制水池在大体积水池中的应用与研究

发布时间：2020-03-18

　　摘要：通过对现有预制水池在大体积水池中应用的案例工程进行分析，总结归纳了预制水池在大体积水池中应用的优劣势，并在此基础上提出预制水池在大体积水池应用中的深化设计建议，以促进预制水池在大体积水池中的应用，弘扬绿色施工理念。

　　关键词：预制水池;大体积水池;工程比较;深化设计

　　建筑行业作为一个大量消耗资源的行业，应大力响应国家推行的绿色施工技术，承担起可持续发展的社会责任。随着超高层建筑层出不穷，较大体积的各种水池的需求量已日益增加。同时，在国家正在推进的海绵城市建设中，为实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，也需要有大体积的调蓄水池。

　　同时，为大力响应生态文明建设，将现场的大体积钢筋混凝土池优化设计为预制钢筋混凝土水池，成为一个更优选择。

　　近年来，预制水池已广泛应用于各种化粪池、沉沙池、蓄水池、隔油池中，预制水池的种类及形状也变得繁多，其中混凝土结构的预制水池最为常见。预制水池在大体积水池中的应用，是通过优化设计，将预制装配式构件与现浇底板相结合而成的预制大体积水池。首先在工厂机械化预制出若干独立单元体后，然后将其运至现场并以单元体安装于现浇底板上，各个单元体之间浇筑芯柱;最后对各单元体连接处进行细部防水处理。对预制水池在大体积水池中的应用进行深化设计，使其达到绿色经济的要求，从而能在工程中推广应用。

　　1 工程概况

　　在四川省成都市双流万达广场建设项目中，有2个室外单个体积约1 600 m3 的蓄水池。由于正值雨季，如采用传统现场现浇施工，整个施工过程受天气影响较大，工期较长。而采用预制装配式施工，除土方垫层阶段受天气影响外，安装阶段基本不受天气影响，能节约工期，降低造价成本。

　　本工程的蓄水池为钢筋混凝土预制成品水池，按单元式组合，由132组池体组成，水池高度3.2 m、埋深 4.2 m(图1)，根据地勘报告，水池下为粉质黏土，地基承载力180 kPa，地下水位-5 m(水池埋深4.2 m，因此不考虑抗浮设计)。水池底板厚度250 mm，三级钢 φ14 mm@150 mm单层双向配筋，混凝土强度为C30。C15 垫层厚100 mm。每个水池单元盖板、壁板混凝土强度均为 C30P6，厚度均为150 mm;顶板配筋φ12 mm@150 mm，池体及底板配筋φ6 mm@150 mm。每组水循环连接口均采用φ300 mm的PVC双壁波纹管，连接管口四周均采用 250 g丙纶防水处理。每组上下连接处均采用250 g丙纶防水处理，宽度上下250 mm，每个单元内壁满做1遍JS防水涂料。罐体间的500 mm×500 mm芯柱用C25混凝土填实，使整座蓄水池成为一个整体;地基承载力要求不小于 110 kPa。

　　2 预制大体积水池的优势分析

　　2.1 机械化程度高

　　预制大体积水池的池体是由若干个预制钢筋混凝土独立单元体组成的。与现浇钢筋混凝土的大体积水池相比，所有预制水池的独立单元体都是在工厂通过机械化批量生产，然后将其运输至施工现场，再通过机械化吊装施工完成的。因此，在整个预制大体积水池施工过程中，采用机械化施工较多，同时节约了大量人力、物力1-3] 。

　　2.2 保证预制水池的质量

　　在现浇钢筋混凝土的大体积水池施工过程中，现浇钢筋混凝土容易受到天气、温度等外界因素的影响。而预制水池是按照施工设计图纸，在工厂的生产车间中采用标准化的生产方式预制而成。因此，预制水池在生产过程中可以对温度、湿度等因素进行控制，采用标准的养护条件，从而使得在工厂预制的独立单元体水池质量能够得到保证。 +

　　2.3 节约资源，绿色施工

　　与现浇钢筋混凝土水池相比，预制大体积水池的节能降耗成效显著。预制水池在工厂批量生产，能够节约现浇钢筋混凝土的模板及支撑体系的材料，生产设备、模板在投入之后还能重复利用，能够减少耗材，节约资源。此外，工厂预制能减少建筑废弃物，减少扬尘和噪声污染，从而实现绿色工地的环保要求。

　　2.4 缩短工期，节约成本

　　现浇钢筋混凝土的现场施工，需要大量的劳动力，且容易受到施工现场的天气和其他环境条件影响，从而造成现浇混凝土质量得不到保障、工期延长等问题。而预制水池的施工，在整个预制安装过程中，机械化程度高，能节约劳动力，操作人员劳动强度得到有效缓解，工业化生产效率高;同时，现场安装受天气影响较小，安装简便灵活。因此，预制水池能缩短工程的施工周期，从而节约成本。

　　推荐阅读：排水系统如何应对暴雨积水

　　3 预制大体积水池施工中存在的劣势分析

　　3.1 整体性较差

　　预制大体积水池是由若干个独立单元的预制水池吊装后与底板拼接而成。与现浇钢筋混凝土水池相比，预制大体积水池的整体性较差。一方面，在现浇底板达到一定强度后，将预制的钢筋混凝土水池单元体直接吊装在现浇底板上，现浇底板和预制水池的板底之间并未做任何加固处理，因此，底板和预制水池之间并不稳固，整体性差。另一方面，预制水池在大体积水池的应用中，因其池壁高度较小型水池高，是由多层独立单元体的预制水池拼接而成，因而，每组预制水池的上下层构件间均存在连接缝隙，而这些连接缝只用了水泥砂浆填补并找平，这是导致预制大体积水池整体性较差的主要原因。

　　3.2 易出现防水问题

　　预制大体积水池是由若干个独立单元吊装组成，而各单元连接之间防水节点处理较多，虽然均采用丙纶做防水处理，且每个单元内壁均做1遍防水涂料，但在节点处仍容易出现防水质量问题。此外，每组预制水池内壁的水循环连接口虽然也均采用φ300 mm的PVC双壁波纹管连接，且管口四周均采用丙纶做防水处理，但这也是后期易出现渗水或漏水的薄弱处。

　　3.3 检修困难

　　在预制大体积水池中，由于水池是由若干个独立单元体组成，而在池壁上存在着许多上下构件的连接缝以及水循环连接口，这些均可能导致后期出现质量问题。若出现质量问题，将很难对这些连接缝以及水循环连接口进行逐一排查，工作量大且难以实施。因此，预制大体积水池出现质量问题时的检修存在较大困难。

　　4 预制大体积水池施工中的深化设计建议

　　预制大体积水池施工的机械化程度高，不易受到天气和施工现场环境的影响，能缩短工期，且节约资源，可减少环境污染，实现绿色施工。因此，为完善和推广预制大体积水池的应用，针对预制大体积水池施工过程中存在的整体性较差、防水问题以及检修困难等缺点，对预制大体积水池施工过程提出如下深化设计建议[4-7] 。

　　4.1 增强预制大体积水池的整体性

　　增强整体性是整个预制大体积水池施工过程中的关键技术和施工难点。当前，整体性较差是预制水池在大体积水池中的应用受到阻碍的主要原因之一。因此，对其预制大体积水池整体性的提高和改善，也决定着预制大体积水池在未来大体积水池施工中的应用及推广。

　　1)在现浇底板和预制水池的底座时，均预留一定长度的钢筋，在安装预制水池时将两处的钢筋焊接在一起，再在接缝处浇筑混凝土。

　　2)对预制水池构件的连接缝之间做加固处理，可在每个独立单元的预制水池上下构件接缝间做锚固处理，增强上下构件的整体性。

　　3)在现浇芯柱的同时，将每个独立单元预制水池间的缝隙也浇筑混凝土，振捣密实，这样可使每个独立单元的预制水池连接在一起，形成一个整体，使其整体性增强。

　　4.2 提高预制大体积水池的防水能力

　　防水处理的质量会影响到后期预制大体积水池的使用年限，且会带来更多的检修问题，因此加强对预制水池构件间连接缝的防水处理是十分关键和必要的。预制大体积水池由于独立单元预制安装的特性，构件间的连接缝需要通过后期做防水处理后才能投入使用，而一旦防水处理不到位，就可能出现渗水或漏水的问题，且检修十分困难。

　　1)在工厂预制独立单元构件时，采用连续级配的骨料，严格控制混凝土的生产配合比;使其减少孔隙率，增加密实度，防止产生裂缝，提高抗渗性，从而提高预制大体积水池池壁的防水能力。

　　2)采用微膨胀水泥砂浆填补预制构件连接缝，同时加强防水处理。通过采用微膨胀混凝土弥补其收缩性，提高其防渗性能。在采用微膨胀水泥砂浆填补连接缝之后，将预制水池内壁用防水材料做1遍防水处理，对连接缝做较厚的防水处理，加涂1层防水材料，从而增强连接缝间的防水能力。

　　5 结语

　　预制水池施工不易受天气和施工环境影响，能缩短柏寒阳、张美超、郭秋静、赵 洋: 预制水池在大体积水池中的应用与研究施工工期，节约成本，同时节约模板，减少环境污染。因此，预制水池的施工符合我国建筑行业提倡的绿色施工要求，现在已经在各类水池的施工中得到广泛应用。但其在大体积水池的施工过程中存在整体性差、防水质量要求高的问题，使其在大体积水池的施工中没有得到广泛应用。本文针对在预制大体积水池施工中存在的整体性、防水问题，对预制水池在大体积水池中的应用提出一些深化设计施工建议，从而促进预制水池在大体积水池中的应用。