钢筋混凝土水池裂缝控制措施探讨

钢筋混凝土水池裂缝控制措施探讨

赵 迪

（中冶华天工程技术有限公司，江苏 南京 210019）

摘 要：裂缝是钢筋混凝土水池渗漏的主要原因。本文通过对钢筋混凝土水池裂缝产生的原因进行分析，探讨了从设计到施工过程中有效防止水池产生裂缝的预防和控制措施，以期促进相关行业的发展。关键词：混凝土；水池裂缝；裂缝控制中图分类号：TV332 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）03-0233-01

在钢铁冶金和市政工程等建设项目中，钢筋混凝土水池是必不可少的一种构筑物。裂缝是水池渗漏的主要原因，如果水池出现裂缝，不仅会影响其正常使用及运转功能，严重的渗漏还可能造成有毒液体的泄露，对环境造成污染。因此，必须重视水池裂缝的预防和控制。而水池产生裂缝的原因有多种，与其设计和施工过程中的种种因素都有着紧密的联系。

1 水池裂缝产生的原因

1.1 设计因素造成裂缝

在钢筋混凝土水池具体设计过程中，受到各种因素影响和制约，导致裂缝的产生，具体原因如下：

（1）水池的主要荷载如各种外部恒、活荷载以及水、土压力等考虑不周，与实际不符；基础持力层、外界温度资料有误；或是对应力、变形集中点把握不准；安全系数太小，最终造成结构建模不合理，内力计算结果偏差较大，出现结构受力性能不足，产生过大变形从而使裂缝发生并发展为破坏性裂缝。（2）设计时构造措施不合理。水池变形缝间距设置过长、构造钢筋配置间距过、池壁配筋率较低或截面尺寸偏小等，都会引起结构表面裂缝的产生。（3）水池施工工艺、结构选型不当或完工后实际运行情况与设计条件不符。

1.2 材料性质和温湿差变形造成裂缝

混凝土主要由水泥、砂（细骨料）、石（粗骨料）、拌和水及化学添加剂、矿物掺和料所组成。如果水池选用的水泥品种不当或使用了不适宜的添加剂；砂、石骨料中含有泥土或级配较差；拌和水氯离子含量过高。以上原因都会影响混凝土的质量，从而导致裂缝的产生。

混凝土是热的不良导体，早期释放出大量水化热聚集在混凝土内部不易散发，使得内部与表面温度形成温差引起拉应力，在裸露表面形成裂缝；后期硬化后降温收缩过程中，又由于受到约束而在混凝土结构中出现拉应力导致收缩裂缝。

水池施工和使用期间，由于环境如气温、水温的季节性变化，也会使混凝土热胀冷缩而产生温差，这被称为季节温差。在使用时，水池壁面因池壁两侧接触不同温、湿度的介质，形成壁面温（湿）差[1]，使得温（湿）度较低一侧产生温度应力受拉，从而造成裂缝。这种现象在北方地区的室外露天水池表现

尤为明显。

1.3 施工因素造成裂缝

施工造成裂缝的原因很多，较为常见的有：

（1）混凝土混合料搅拌不匀或振捣不充分，严重影响混凝土力学性能，导致强度降低产生裂缝。（2）未按设计图纸施工。如地基处理不符合设计要求，影响了结构强度和耐久性，使结构形成裂缝而致漏水。（3）施工缝处理不当，导致接合处混凝土抗拉强度低于设计要求，在荷载作用下产生过大的拉应力引起裂缝。（4）模板使用不当，在施工过程中变形、漏浆，使钢筋错位，混凝土强度降低产生裂缝。（5）混凝土成型后养护不当。或是初期过分干燥（日晒、大风），影响了水泥的水化作用；没有覆盖养护维持一定的温度（冻害），导致混凝土冻融破坏，最终引起裂缝。2 裂缝控制措施

2.1 设计裂缝控制措施

设计时预防和控制裂缝的产生，主要措施如下：

（1）水池结构设计时，应当尽量全面准确的收集和使用各种荷载及地下水位、土层等资料，同时采取合理的地基和支座假定，将极端温（湿）差作为一种可变荷载作用，建立正确的计算模型和选择合理的荷载组合，以确保其计算值与水池的实际情况一致。对池体如池壁、底板跨中处、端部、腋角等最应力集中处进行计算分析，并进行抗裂度验算或裂缝开展宽度验算[2-3]，最终通过调整钢筋大小、配筋率、混凝土强度等级或构件截面尺寸等措施满足裂缝控制的要求。

（2）钢筋混凝土水池各部位构造形式、受力钢筋和构造钢筋、变形缝间距应符合规范的相应规定，满足最小配筋率和间距设置要求。同时在构造上钢筋应对称设置，并在空洞四周增配斜向钢筋和钢筋网片，以防止应力集中而产生裂缝。

（3）在设计时应尽量选择一个结构合理、受力明确、经济可靠的结构方案，并综合考虑水池在施工、试水、调试、运行、检修等各种状态下的荷载作用。施工过程中的特殊情况应提前在设计中说明。2.2 材料性质和温湿差变形裂缝控制措施

材料性质引起的裂缝控制应根据规范规定，采用恰当的水泥品种，并掌握合理、正确的混凝土配比及其用料的品种规格和级配，同时，水池混凝土中采

用的化学添加剂、矿物掺和料也应满足一定的要求，以免影响混凝土的抗裂性。

为降低混凝土的水化热，减少温度裂缝，可以选择低热的水泥品种；控制浇筑骨料温度，加快浇筑后混凝土的散热，如分层浇筑混凝土，或在大体积混凝土中，预埋管道通冷水来降温；降低水池外部约束条件，如在底板与垫层之间设置滑动层等；适当添加缓凝型减水剂，延长早凝时间，减少水泥用量；也可以采用人工降温、覆盖养护等措施对混凝土保温保湿。

混凝土季节温差产生的温度应力一般可采取设伸缩变形缝、掺添加剂和设置加强带、后浇带等措施解决，在满足构造要求后不加入荷载组合。壁面温（湿）差作为一种荷载作用，在结构设计中应进行相应的结构裂缝验算。2.3 施工因素裂缝控制措施

钢筋混凝土水池施工时应严格遵守施工及验收规范和操作规程的规定组织实施，保证工程施工质量，做到：

（1）混凝土搅拌可采用分段搅拌法，严格控制水灰比，搅拌均匀。振捣时应密实充分，避免出现漏振和超振。（2）严格按照设计图纸施工，现场施工变更需征得设计同意。（3）在施工缝处，对接触面进行凿毛处理后，清洗干净再浇筑新的混凝土，使新旧混凝土接触良好，无缝隙产生。（4）模板和支撑应牢固、密实，要随时观测和检查模板、支撑的变形情况，以防发生跑模现象。（5）混凝土养护方案应在施工方案中明确，并符合设计和规范的要求，使混凝土始终保持合适的温度和湿润状态。尤其是夏季施工，应避免混凝土曝晒，对骨料采取覆盖、通风等降温的方法。3 结束语

综上所述，裂缝是钢筋混凝土水池结构中普遍存在的病害，从设计到施工的每个环节都应该高度重视，应当严格按照相应的规范、标准和图集，通过各种预防和控制措施消除隐患，最大限度地将裂缝控制在允许范围内。参考文献：

[1]给水排水工程结构设计手册第二版[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

[2]GB 50010-2010,混凝土结构设计规范[S].[3]给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

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