钢筋砼水池裂缝控制探讨

　　〔摘要〕本文在设计和施工两个方面论述了控制水池裂缝的问题。
　　〔关键词〕水池，裂缝，后浇带，控制
　　一．问题提出
　　 钢筋砼水池是炼油厂中一种应用极为广泛的构筑物，大量用于贮存水、油污水等介质，在炼油厂给排水中较常见的有：清水池、蓄水池、隔油池、中和池、汽浮池、沉淀池、曝汽池、生化池及消防水池等。池体的结构形式一般为矩形或圆形，根据施工条件，在设计时可分为预制装配式及整体现浇式。但无论是矩形、圆形，预制还是现浇的池体结构，由于多种原因的变形、沉降所引起的池体结构裂缝（包括池顶板、池壁板、池底板）是不可避免的，也就是说，在一般的情况下，裂缝的产生也是难免的。但是要使池体结构裂缝严格控制在规范所允许的范围内（一般水池裂缝允许范围是：对清水类水池：Wmax≤0.25㎜，对污水池类：Wmax≤0.2㎜），这就要求设计与施工人员必须共同努力才能达到。
　　二．引起裂缝的原因
　　1．温度裂缝；2．干缩裂缝；3．水泥在水化过程中产生；4．原材料中含杂质较多；5．施工过程中引起。
　　三．根据工程实例从设计方面应考虑的控制裂缝产生的措施：
　　 1999年本人曾在西安石油化工总厂参加现场施工它的配套设施污水处理场有各类钢筋砼水池九座，其中最大的一座为生化池，池净尺寸长40．8m，宽40．0m，池深6.35～6.95m。，池底采用整体底板厚550㎜，内外池壁（池内有纵横隔墙数道，简称内池壁）为变截面结构，上部宽300㎜，底部宽400㎜～550㎜，横断面是梯形状。部分内池壁上端设计有V形廊道，廊道宽1200㎜～1600㎜，高900㎜～1000㎜，池子中间设计有一条膨胀砼后浇加强带，采取C30砼填充，且需内掺水泥重量15%的膨胀剂，整个生化池砼浇筑重约为2300m3。
　　设计要求工程抗渗等到级为三级（有少量渗水点，不得有线流和漏呢砂，每昼夜漏水量＜0.5%L/㎡）。生化池的作用主要通过池内的活性污泥来去除污水中的有机物质，经沉淀池达到排放的目地。根据工艺及生产的需要、及水池的复杂情况，设计过程中在结构抗裂限制裂缝宽度等方面采取了一系列措施。
　　1．伸缩缝、后浇带的设置
　　 “伸缩缝”的设置：由于钢筋砼的伸缩影响，水池壁长度和宽度受到限制，在超过一定限度时就需要没缝，因此可根据工艺布置的要求设置伸缩缝，将池壁、池底的长（宽）度控制在30m以内，预留伸缩缝的宽度为60㎜，从池顶到池底板全部断开，池壁中间用沥青麻刀预制块砌筑，切实保证整个水池在钢筋砼伸缩过程中有自由变形的余地。除按规定设置伸缩缝，还通过温度应力计算设置足够的抗温度应力钢筋。
　　 “后浇带”的设置：考虑到砼在施工过程中释放水化热产生较大的温度变化和伸缩作用，有可能由于温度变化和收缩作用而导致出现水池底板和池壁的裂缝，从而影响水池的抗裂性、抗渗性及耐久性，因此在施工中可采用设置“后浇带”的办法来弥补可能产生的裂缝。
　　“后浇带”是指在现浇整体式钢筋砼结构中，只在施工期间保留的临时性温度收缩变形缝，保留一段时间后，进行填充封闭，后浇成连接整体的无伸缩缝结构，这种缝只在施工期间存在，是一种特殊的施工缝。
　　“后浇带”是种扩大伸缩缝间距，甚至取消伸缩缝的有效措施，这样做既对结构抗裂、防渗有利，同时方便施工。
　　 “后浇带”设置原则：根据温度和收缩的变化规律，一般砼结构承受的温差有；气候温差、水化热温差及构筑物投用以后生产时散发的热量差，砼入模后经24～30小时，可达到最高温度，最高水化热引起的温度比入模温度高约30～35℃，以后根据不同散热条件，按不同速度降温（主要看养护措施）。
　　 从以上分析情况来看，一般的地下、半地下结构遭受的最大温差是在施工期间，一些现浇砼结构出现裂缝大多在早期、中初期。如水池一般在工程尚未投入使用或刚刚投入使用时，有可能出现裂缝、漏水的现象，投入使用后，有些微小的裂缝会慢慢自己“闭合”。
　　 因此，结构长度是影响温度应力的因素之一，若将结构物分成许多段，每段的长度尽量短一些，可有效地减少温度收缩应力，在施工后期，把许多段浇成整体，使前后两部分的温差和收缩应力叠加应小于砼的设计抗拉强度，这就是利用“后浇带”的办法来控制裂缝，并在一般工程中可达到不设置永久伸缩缝的目的。
　　2．构造措施
　　本工程池壁厚度大于500因此采用变截面形式。
　　①池壁与顶板连接处设置水平加强筋
　　②当池边长（或直径）大于20m时，池壁顶端宜加设暗梁，及在加强筋外加配箍筋。
　　③当水池边长大于30m，且水池壁高度大于3m时，池壁顶端宜加肋梁，池壁与底板连接处应设置加腋角，以增大转角刚度，分散池角应力。
　　④为防字池壁产生贯穿性裂缝和减少表面裂缝，钢筋应对称布置，沿板上下两层，沿墙体左右两层，钢筋粗细搭配，含钢率控制在0.3∽0.4%以内。
　　⑤对池孔洞大于300者，应在洞口配置加强钢筋。
　　⑥转角处有水平弯矩，因此必须增加水平钢筋，各伸过相邻池壁长度不应小于1m。
　　⑦设置“暗梁”，在水池纵横断面的四角及施工缝上、下各配4Ф14钢筋予以加强，这样处理后，易裂的薄弱部位含钢率增大，砼的极限拉伸率结构的抗裂性得到增强。
　　⑧采取合理的结构布置和围护措施以减少温（湿）度对结钩的影响。
　　以上几点是从设计角度所考虑的各种措施，目的是加强水池的整体刚度和抗裂度。
　　四．从施工方面考虑控制裂缝：
　　为确保水池在施工期间严格控制由于施工因素造成的裂缝，除严格按设计要求外，在施工中还应注意以下几点：
　　1，施工缝的予留，一般来讲，水池的壁板、隔板、中间柱允许留水平向施工缝，下部宜留在底板以上200mm处或腋角处，上部宜留在现浇板底底面以下200mm处或柱帽下部，当施工缝处的顶板与壁板采用分离式配筋时，应设插筋φ16@300，壁板下部施工缝处宜设止水带等。
　　2．由于水池面积较大，浇注砼量大，因此要求施工过程中在砼内掺木质碳磺酸钙、缓凝剂等，以促使砼延长早期凝固时间，为了满足砼的塌落度，单纯增加单位水泥用量，不仅多用了水泥，加剧砼的干燥收缩，同时会增大水化热，因此施工中除调整砼的级配外，还必须增加水泥用量的20%的减水剂。
　　3．保持适宜的温、湿度条件：保温的目的一是减少砼表面的热扩散，减少砼表面的温度梯度，防止砼表面裂缝的产生，二是延长散热时间，充分发挥砼强度的潜力和材料松弛特性，使总温差对砼产生的拉应力小于砼抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。
　　4．严格控制水灰比：普通防水混凝土的砂率宜为35%～40%，灰砂比宜为1：2～1：2.5，水灰比宜小于0.5（有抗冻要求时应小于0.5）坍落度不宜大于50mm。
　　5．延长养护时间，提高养护质量：
　　混凝土初凝时，即应该开始养护，拆模后应及时覆盖，并应在潮湿状态下养护14天以上，在日最低气温低于5°C时应采取保温措施，采用蒸汽养护的温度不宜高于80°C。
　　施工质量的好坏，对混凝土水池裂缝的预防和控制有直接关系，同样会影响整个工程的进度与质量，影响装置的正常生产。
　　五．结论：
　　通过参加污水处理厂的现场施工实践，使我认识到对于大型水池及大的构筑物，在处理因各种原因对池壁、池底的抗裂性能的影响方面：合理的布置结构，必要的构造措施，及可靠的施工方案是确保工程质量的重要保证。
　　
　　参考文献
　　1．《钢筋混凝土水池结构设计技术规定》
　　2．《给水排水工程结构设计手册》中国建筑工业出版社