本站原创【摘 要 】通过对水池裂缝的成因分析,从设计和施工上采取相应措施加以解决,有效地减少和防止建筑物出现裂缝.
【关 键 词 】水池裂缝；混凝土收缩；后浇带
在给水处理工程中,钢筋混凝土水池得到了广泛应用,例如净水厂中的清水池、沉淀池、滤池等构筑物,如何有效地减少和防止这些建筑物出现裂缝,需要在工程实践中不断总结形成裂缝的主要原因,以便从设计和施工上采取的措施加以解决.
1.钢筋混凝土水池裂缝的成因
实际上,钢筋混凝土水池裂缝的成因非常复杂,每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因,比如：温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格,模板变形,基础不均匀沉降等.大致可分为以下几种：
1.1 温度变化引起的裂缝
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力.后期在降温过程中,由于受到基础或原有混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力.气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力,有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝.因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要.
1.2 收缩引起的裂缝
在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的.在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩 （干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因.
塑性收缩：发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右,此时水泥水化反应激烈,分子链逐渐形 成,出现泌水和水分急剧蒸发,混凝土失水收缩,同时骨料因自重下沉,因此时混凝土尚未硬化,称为塑性收缩.塑性收缩所产生量级很大,可达1%左右.在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡,便形成沿钢筋方向的裂缝.为减小混凝土塑性收缩,施工时应控制水灰比,避免过长时间的搅拌,下料不宜太快,振捣要密实.
缩水收缩（干缩）：混凝土结硬以后,随着表层水分逐步蒸发,湿度逐步降低,混凝土体积减小,称为缩水收缩（干缩）.因混凝土表层水分损失快,内部损失慢,因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩,表面收缩变形受到内部混凝土的约束,致使表面混凝土承受拉力,当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缝.混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩.如配筋率较大的构件（超过3%）,钢筋对混凝土收缩的约束比较明显,混凝土表面就容易出现龟裂裂纹.
1.3 沉陷引起的裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软,或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致,此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝,其走向与沉陷情况有关,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系.裂缝宽度受温度变化的影响较小.地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定.
1.4 施工不当引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放等过程中,若施工工艺不合理施工质量低劣,容易 产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝.裂缝出现的部位、走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较典型和常见的有：
１.4.1 因水池池壁较薄,每次支立的模板相对较高,当混凝土和易性欠佳或浇注方法不当时,拌合物 一旦产生离析,就会使混凝土不均匀,局部出现空洞、蜂窝、麻面等现象.
1.4.2 预埋件未焊好止水板（环）,预埋件安装前未将锈皮或油渍清除干净,影响与混凝土的粘结, 形成裂缝而致漏水.预埋件周围的混凝土未浇捣密实,形成蜂窝、孔洞,同混凝土毛细孔连通,引起漏水.尤其在预埋件稠密处,更易发生此类问题.此外预埋件固定不牢,在受外力碰撞或振动时产生松动,与砼之间形成裂缝.
1.4.3 固定模板的对拉螺栓（或铁丝）部位形成裂缝而致漏水,主要原因是对拉螺栓未加焊止水环或 加焊止水环而未满焊.而铁丝穿过防水砼结构,形成缝隙而致漏水.
1.4.4 钢筋施工不当形成裂缝而致漏水,主要原因是绑扎钢筋时,未按规定设置足够的保护层,或留 保护层的方法不当,致使钢筋与模板直接接触.
1.4.5 施工质量控制差,任意套用混凝土配合比,水、砂石、水泥材料计量不准,结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降,导致结构开裂.
2.设计构造措施
由于混凝土产生裂缝的原因也比较复杂,因此在设计计算过程中,除根据具体条件作应力计算外,采用一系列综合性构造措施对控制裂缝是十分必要的.根据工程的具体情况可以选用以下几种处理方法：
2.1 减少边界约束
结构伸缩变形产生的应力用结构强度抵抗既不经济,也难于实施,宜采用“放”的办法,尽量减少对 构筑物的边界约束,保证结构在变形时能够自由伸缩,以达到释放应力的目的.
由于工艺要求,构筑物的形状和尺寸千变万化,某些结构形状对构筑物的自由变形极为不利,应视工程的具体情况,采用适当的方法处理.例如当地基为岩石或其它坚硬土层时,应设置柔性隔离层,使结构能够自由伸缩变形,避免产生裂缝.
2.2 设置后浇带
设置后浇带是结构工程设计施工的常用方法.后浇带可以有效地释放混凝土硬化和养护期间的收缩,消除因施工期的变形引起的结构附加应力.但后浇带施工比较麻烦,增加工程的施工时间,后浇带处理不好还会影响水池结构的水密性.
2.3 使用外加剂
随着工程技术的快速发展,混凝土外加剂的性能和使用也得到很大提高.在混凝土中掺加膨胀剂,混凝土的膨胀量可以部分抵消混凝土硬化和养护期间的收缩变形,改善结构使用期间温度变形的适应能力,防止温度裂缝.《规范》对在混凝土中掺加可靠外加剂的构筑物可根据经验确定最大伸缩缝间距.
2.4 加强整体刚度和抗裂度
采用扶壁式挡水池形式,扶壁和底板连接处,应设置加强腋角增大转角处刚度,分散池角应力；为了防止池壁产生贯穿裂缝和减少表面裂缝,钢筋应对称设置,沿板底上、下两层,沿壁体左右两层,钢筋尽量细些,但如果完全采用细钢筋,则施工刚度不够,可粗细搭配,含钢率控制在0.3%～0.4% 范围内；转角或孔边作构造筋加强,转角处增配斜向钢筋或钢筋网片；采取合理的结构布置和围护措施以减少温、湿度对结构的影响等；
3.结束语
水处理钢筋混凝土水池的设计与施工实践说明,水池的裂缝产生和发展是可以从根本上得到控制的和减少的.我们必须重视温差及混凝土收缩、水化热、内外约束、以及不均匀沉降等对水池裂缝宽度的影响,在满足工艺要求的前提下,合理的结构设计,正确的施工方法是工程质量的重要保证.