超长池体结构防裂缝施工技术

摘 要：本文从选材、施工及后期保护三个方面探讨了超长池体结构中防止产生裂缝的有效措施。通过实例介绍了超长池体结构中如何采用施工缝留设、“跳仓浇筑”，池壁筋“细筋密布”的方案，预防了池体有害裂缝的产生，提高了水池的抗渗性能和外观质量。

关键词：超长池体；有害裂缝；施工缝；选材；抗渗性能

Abstract: This paper discusses effective measures to prevent cracks in the long pool structure from the three aspects of material selection, construction and post-protection. Through examples introduced how construction joints leaving in the long pool structure, jump pouring fine tendons clouds "program of the wall reinforcement, preventing harmful cracks of the cell body, improve the impermeability of the pool the quality and appearance.Key words: long cell body; harmful cracks; construction joints; selection; impermeability

中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02

工程概况

河北省邯郸市永年县污水处理厂工程，日处理城市污水3万吨，做为永年县环保局的重要建设项目，对治理永年县的水环境污染，改善区域性生态环境将发挥着重要的作用。该厂区建设重点工程为生化一体池1座，采用现浇钢筋混凝土结构，不设变形缝。内壁尺寸长110米，宽50米，高4.6米，池壁厚度450mm。由于这类结构截面尺寸大，温度变化和收缩变形产生的变形应力大，易出现有害裂缝，有害裂缝的产生不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、降低混凝土的耐久性和抗渗能力，直接影响水池的适用性和耐久性，因此对结构裂缝的预防施工技术成为超长池体结构施工中保证工程质量的关键所在。

裂缝原因分析

2.1 水池钢筋间距偏大。

2.2 混凝土标号较高，早期强度增长过快，水泥用量较大，水化热较高。

2.3 混凝土粗骨料粒径较小，骨料级配中粉状物含量较大。

2.4 外加剂稳定性及与混凝土原材料拌合后的反应。

2.5 砂、石含泥量较大。

2.6 混凝土养护不及时，不均匀，养护工作不到位。

3、水池裂缝预防措施

3.1选材方面措施

采用降低水泥用量的方法，来降低混凝土的绝对温升值，使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度降低，也可降低保温养护的费用。优先采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥，C30抗渗混凝土，水泥用量不超过380kg/m3。

所用的水泥已通过水化热测定，水泥7d的水化热不大于250kJ／kg，符合国家现行标准。采用5～40mm颗粒级配石子(含泥量小于1.5%)，采用中砂(含泥量小于2%)。掺合料主要是粉煤灰，掺加量为水泥用量的15％，降低水化热约15％。

3.2水池基础底板浇筑

由于水池基础底板厚度大，如何降低水泥水化热带来的温差及混凝土收缩作用，成为底板裂缝预防和控制的难题。查阅相关资料后，明确了大体积混凝土施工和大面积混凝土施工的特点及差异，分析了设置后浇带对施工进度和工程质量带来的影响。在该工程中，基础底板浇筑，采用“分块施工，跳仓浇筑”的施工方法，即底板分为12个施工块（段），每块（段）基础底板浇注尺寸设为：长30米，宽20米，块体浇筑时间间隔控制在7—10天，块（段）间设置橡胶膨胀止水条，避免渗漏。“分块施工，跳仓浇筑”的目的是在施工期间短距离释放应力的办法应付较大温差，解决超长结构混凝土的有害裂缝，提高施工质量。

3.2具体施工方法

3.2.1混凝土浇筑时间间隔：

根据工地的劳动力安排和钢筋绑扎、施工进度及天气情况，底板浇筑时间间隔控制在7-10d。从8月21日第1次开始浇筑底板混凝土到最后一次浇筑结束是9月17日。详见底板跳仓浇筑示意图。

图1 基础底板跳仓浇筑示意图

表1 底板跳仓混凝土浇筑时间表

底板分块（段）之间采用普通施工缝处理方法，施工缝每侧设密孔铁丝网，防止混凝土流入另外一侧。底板钢筋按正常的地下室钢筋绑扎方法施工，不作断开处理，施工缝内设BW遇水膨胀止水条。安装止水条时，施工缝周边浮渣清扫干净，在浇筑另一块底板前用钢钉将止水条钉设在施工缝中部，在混凝土浇筑前保持止水条的干燥，确保止水条正常作用，即在被混凝土包裹状态下，遇水膨胀、封堵、阻隔地下水的浸入，达到抗渗漏的效果。

3.2.2混凝土浇筑温度的监测

在混凝土养护过程中对底板混凝土内外温差、环境温度等进行监测，前15天每2小时测温1次，以后每4小时1次。

12个底板分块共设置55个测温点，间距10米，预埋600mm长测温管，用DN20铁管制作，底部用铁板封堵，埋入混凝土内550mm，低于底板顶标50mm。

3.3改进池壁钢筋配筋方式

由于该生化一体池工程为地上式矩形无顶盖水池，混凝土池壁除满足结构应力外，还承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝的开展，这些竖向裂缝的产生，会降低结构的整体性和刚度。因此在水池结构设计中，池壁钢筋采用细筋密布，间距50×50mm，在满足承载力的前提下，水平方向的最小配筋率不小于0.25%。为预防在池壁顶部开裂，在顶部每侧放置2根HRB335Φ16的水平钢筋，池壁钢筋网片拉筋，采用HPB235、Φ6钢筋、“梅花形”布置，确保迎水面50mm的钢保厚度。

3.4池壁竖向施工缝设置橡胶止水带

在超长池体结构施工中，由于不能连续浇筑，在池壁竖向部位需留施工缝，根据设计计算和施工经验，竖向施工缝间距15—20米。

通过在这些缝处中埋式橡胶止水带的施工技术来预防和控制水池的渗漏问题。橡胶止水带是具有高弹性和压缩变形特点的弹性材料，随结构不均匀沉降而展现出适当的延展性，不会因自然温度差异产生较大的热胀冷缩而导致材料裂缝出现，从而起到有效坚固密封，防渗漏作用。

在池壁竖向施工缝处采用免拆模板快易收口网，利用其在浇注混凝土后，接口处形成粗糙结合面，确保了新旧混凝土结合成牢固整体，极大提高了接缝质量和接缝处的抗渗漏性能。

3.5池壁水平施工缝留成企口缝并埋设钢板止水带

池壁结构尺寸较长，混凝土不能一次性浇筑完成，故需要留设水平施工缝。施工缝的位置留设在结构受剪力较小且便于施工的部位，对于水池池壁的水平施工缝，留在高出板面300mm处成企口形式，同时埋设钢板止水带，止水带的一半在施工缝下层混凝土中，另一半浇筑在上层混凝土中。

止水带采用300mm宽、3mm厚镀锌钢板，充分利用镀锌钢板的抗腐蚀、使用寿命长的优点。将施工缝处已浇筑的砼顶面凿毛，压力水冲去松散石子和软弱的混凝土层，先铺一层25mm厚同标号的水泥砂浆，再浇筑新混凝土。混凝土振捣密实，不得出现漏振、振捣不密实的情况发生，混凝土浇筑成型后立即用棉毡、塑料薄膜进行覆盖严密养护。

施工缝成企口形式并增设钢板止水带的施工方法，主要是通过延长渗水路线解决水压力作用下的渗水问题，极大提高了水池池壁的外观质量和抗渗性能。

4、池壁管道预埋套管、穿墙螺栓等细部构造的技术措施

4.1预埋套管

由于生化一体池水池结构变形、管道伸缩量较大，穿墙管道采用套管式防水法。预埋套管在浇筑混凝土之前进行预埋，套管长度均为450mm，与池壁厚度相等。在预埋套管穿过混凝土池壁结构处，套管上满焊100mm宽金属止水环，安装穿墙管道时，先将管道穿过预埋套管，临时固定，然后一端以封口钢板将套管及穿墙管焊牢，再从另一端将套管与穿墙管之间的缝隙以防水材料填满后，再将封口钢板封堵严密。

4.2穿墙螺栓处理

在池壁混凝土施工中的穿墙螺栓处，渗水机率较大，经过理论计算，决定增加75×75mm的止水片。根据混凝土的终凝时间和强度发展，池壁侧模在混凝土浇捣3天以后拆除，以防止止水螺栓处混凝土的松动。采用微膨胀水泥浆分两次修补穿墙螺栓洞，先将洞口清理干净，再分两次将洞补掉，第一次为洞深的2/3，间隔12小时后，再进行第二次修补，以防止砂浆出现收缩裂缝。

5、效果验证

本工程水池混凝土施工，改变了通常的后浇带做法，底板采用“分块施工，跳仓浇筑”的施工方法，整个水池在竣工后没有出现任何引起渗漏的有害裂缝。按照《给水排水管道工程施工及验收规范》要求，经24小时蓄水试验后，施工缝处并未出现渗漏现象，施工质量达到了预期效果。

6、结语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低水池的抗渗能力，影响水池的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀。本工程对超长池体结构的裂缝经认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，取得了预期的效果，完全达到设计要求，保证了构筑物安全使用，且符合环保要求，可大力推广。

参考文献：

[1] 国家标准：《给水排水工程构筑物结构设计规范》 ( GB50069—2002)

[2] 协会标准：《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规范》(CECS 138 :2002)

[3] 国家标准：《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)

[4] 国家标准：《给水排水构筑物施工及验收规范》 (GB50141—2008)

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。