水池裂缝原因及控制对策.pdf

城市建筑┃研究探讨┃URBANISM AND ARCHITECTURE┃RESEARCHDISCUSSION 419 水池裂缝原因及控制对策水池裂缝原因及控制对策 ■ 陶继波 [摘 要] 在现代工业构筑物中，清水池、过滤池、消沉淀 池、污水处理池等各类水池应用广泛，水池裂缝的问题一 直是工程技术人员探讨的课题。现阶段，水池类型多为地 下水池、半地下水池。如发生大于规范控制的裂缝（一般 水池裂缝控制值 0.2 mm） ，随着混凝土实测徐变应变发展， 混凝土适用性能降低，安全隐患增大，甚至有些贯穿性裂 缝，影响了水池的使用功能，造成不必要的工程损失。本 文从结构设计及工程施工过程出发，结合工程实例，分析 了水池裂缝的产生原因和控制对策。 [关键词] 水池 裂缝控制 温度应力 一、 水池裂缝产生的原因 1. 地基不均匀沉降 地基不均匀的沉降、沉陷运动引起的水池混凝 土裂缝现象，是水池裂缝出现的主要原因之一。在 工程设计过程中，由于地勘资料中对水池地基土勘 测不够详尽，水池地基存在软弱土层在设计过程中 未采取合理处理措施，或者水池结构复杂重力分布 不均匀，基础设计不合理，均会引起水池在使用过 程中出现地基不均匀沉降，水池内部出现不均匀应 力，引发水池裂缝。还有一些情况就是，水池工程 在混凝土施工建设前期工作完成之后， 在回填环节， 或是因为回填土不实与浸水而造成出现的地基不均 匀沉降。 2. 水池内部应力引起的裂缝 现阶段，在各工业领域的水池设计中，其材料 多为钢筋混凝土结构，钢筋混凝土结构经常会在受 力状态下出现裂缝现象。如混凝土可以因荷载作用 下的拉应力，或者是因温度变化收缩造成内外部温 差现象而引起的拉应力等。在这些因素的影响下， 水池混凝土结构就会由于各种荷载作用力（包括水 压力、土压力、地基反力等） ，导致内部受力性能明 显下降，进而造成内部混凝土的变形。 3. 材料原因引起的裂缝 许多钢筋混凝土水池工程，在施工材料的选取 上，粗细集料含泥量过大，混凝土外加剂以及掺和 料选择搭配不合理等。 在混凝土的配合比设计方面， 最为突出的就是砂率、水灰比例严重不合理，从而 造成了混凝土和易性偏差。 4. 施工方面的因素引起的裂缝 施工过程往往强调施工进度，往往采取凝结硬 化快。早强型的混凝土，当混凝土强度较高时，水 泥使用量大。由于水泥水化热引起混凝土内部温度 应力剧烈变化，使混凝土浇注体早期塑性收缩和混 凝土硬化过程中的收缩加大，而导致水池混凝土发 生裂缝。 在混凝土泵送浇筑过程中，为了满足泵送混凝 土有良好的可泵性，而认为增加单位用水量，导致 水泥使用量增加。混凝土收缩增加，同时水化热效 应增强，容易造成水池混凝土开裂。 水池施工质量受环境影响较大，夏季施工时温 度较高，水分蒸发速度快。如混凝土浇筑后未采取 喷洒浇水、遮阴封盖等养护措施，则易引起混凝土 干缩裂缝。冬季时温度较低，昼夜温差较大。如未 采取保暖封闭、防冻养护，也易引起混凝土开裂。 二、 水池裂缝的控制措施 1. 工程实例概括 本文在这里以某工业水池为研究对象，该工业 水池为钢筋混凝土结构。该水池总长为 99 m，高度 为 6 m，宽度为 13.5 m，除了内部混凝土底板之外， 其余结构部分均处在地表面上方，而底板地下部分 埋深为 1.1 m。该工业水池的池壁厚度为 600 mm，其 中钢筋混凝土的强度为 C30 等级。 该水池的防水级别为P8， 自修建工作完成之后， 于 2012 年 9 月份交付使用。在使用初期，该工业处 理水池蓄水前在其两侧长墙方向位置，有部分裂缝 出现，裂缝的大概分布位置集中在水池底面与墙面 垂直方向。经过工作技术人员测量后发现，其裂缝 的宽度为 0.3～0.4 mm（大于 0.2 mm） 。同时还发现， 该裂缝主要集中在墙中部（其中间距为 6～8 m） 。针 对这一问题，使用单位为了保证水池在蓄水之后不 再出现渗漏的现象， 所以对该裂缝采取了相应措施， 对其实施堵漏处理。 进入到 11 月之后， 由于当地 （北 方地区）天气逐渐转冷，特别是在当年 11 月下旬到 次年 2 月份期间，水池裂缝现象愈发严重，其裂缝 间距也由原先的 6～8 m 发展到当期的 1.5～2 m。图 1 表示的是该水池工程在蓄水前后墙面裂缝分布情 况对比。 图 1 水池蓄水前、后的立面裂缝分布 综合来看，造成这一局面的主要原因就是受天 气和温度的影响。该水池项目的设计，其施工水泥 的选择主要是水硬性材料。混凝土在硬化之后，发 生了一定的干缩变形。在内部混凝土收缩与变形的 过程中，在水池墙体结构内部就会逐渐产生并形成 一种拉应力。这种拉应力在长期的作用之下，其强 度就会慢慢超越水池混凝土结构本身的抗拉强度， 最终导致裂缝现象的出现。从而可以推断，早期出 现的裂缝，主要是由于混凝土干缩变形而形成的拉 应力造成的。另外，就是后期养护管理工作缺乏标 准规范。 2. 针对上述工程实例分析概括， 提出控制对策 （1）设计阶段应考虑的防治措施 ①选取最佳的钢筋混凝土结构方案。在设计之 初，就应当充分考虑到后期的施工与养护工作。针 对在后期施工环节可能释放出来的水化热，进而造 成的温度变化与伸缩作用等相关影响因素进行全面 的分析。因此，可以对超过规范允许长度的钢筋混 凝土水池，有针对性地采取设置伸缩缝后浇带或者 是加强膨胀带等，进而促使水池墙壁的水平与垂直 转角处合理设置掖角。②在水池混凝土钢筋构造方 面，结合当地温度的实际变化，根据水池项目实际 建设需要来适当选择增配构造钢筋，尽可能使其最 大限度地发挥出温度筋的功用。与此同时，混凝土 构造筋也要尽可能的采用小直径、小间距的设计方 式。 （2）施工阶段应考虑的防治措施 在施工方面，针对其中存在的问题，在之后的 改修或者重建过程中，都可采用与借鉴以下所介绍 的加固方案，如图 2 所示。 图 2 水池墙体加固施工方案 （注图 2 中，1-压条 CFS2 （宽度为 150 mm） ；2-聚乙烯 保温板；3-水池混凝土墙；4-压条 CFS2 宽度为 300 mm） ） 实施裂缝处理。 如图 1 所展示的裂缝分布情况， 在加固施工的过程中，需要沿着裂缝方向进行人工 凿成一个深度为 50 mm 的 U 型槽，之后使用清水将 其清洗干净。在清洗完毕之后，再使用粉状的堵漏 剂将事先凿好的裂缝实施全面封堵。 在这个过程中， 需要在水池混凝土结构内部中，每隔一定的距离就 预埋一根注液管。此加固方法为碳纤维加固处理方 法，待到裂缝基本封闭完成之后，技术工作人员对 其观测 1～2 周的时间。确保其不再出现渗漏后，再 对其实施贴碳纤维工序。 三、 结语 水池的裂缝现象，与结构设计、环境温差变化、 施工质量等方面均息息相关。为了保证工业水池抗 裂性，必须采取设计和施工相结合的控制手段。只 有采取有效措施，才能取得有效的效果。 参考文献 [1]薄琳琳.钢筋混凝土水池设计中的裂缝的处理方 法[J].中国科技博览，201212259. [2]梁永生，侯俊强.钢筋混凝土水池裂缝的形成及 控制[J].内蒙古石油化工， 2011， 373 73-74. [3]张志成，刘亚智，陈计锋，等.探究水池裂缝产 生的原因和防治措施[J].城市建设理论研究 电 子版，201322. [4]司阳.污水处理厂混凝土水池裂缝综析[J].城市 建设理论研究 电子版， 2015， 512 2791-2792. （作 者单位 北京华福 工程有限 公司，北 京 100015）