1、污水厂大型水池裂缝控制设计探讨摘 要水池产生裂缝的原因多种多样，与设计、施工、使用过程中的诸多因素均有关联。本文主要探讨在水池结构设计中如何有针对性地避免破坏性裂缝的产生，阐述对相关问题的认识与可以采用的措施。 关键词污水厂；水池设计；裂缝；措施分析 中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0323-01 考虑到水池（特别是污水厂的贮液池）的抗渗防裂性能对其正常使用及运转有着至关重要的作用，水池的结构设计必须重视裂缝的控制。 一、合理设置伸缩缝和后浇带 1、合理设置伸缩缝 按照相关标准的要求，对于污水厂大型水池，最大伸缩缝的间距一般在 2030m。
2、最近几年，水池长度已经超出了 2030m 的范围，而且随着建筑材料和施工方法的完善和改进，提高了超长水池不设缝和少设缝的几率，设计人员应该根据地基、气温等实际情况综合考虑。分析出现裂缝的工程实例可以发现，必须综合考虑温度、混凝土收缩变形等多种原因，才能有效防止水池裂缝的出现。笔者认为应该关注以下两个方面：通常情况下，温差和混凝土的收缩是影响裂缝的主要原因。因此，设计人员应该从设计与施工两个角度做好裂缝的控制。从设计的角度，增加配筋率或者减小钢筋直径，通过在节点应力集中的位置或者在大体积混凝土中沿截面进行细、密的构造钢筋或钢筋网片的均匀配置，能够使构件的抗裂能力得到提高。 做好伸缩缝间距的计算。
3、从设计角度考虑，为了保证施工的连续性，同时使施工难度减小，应该考虑采用无缝设计。在设计过程中，应该做好相关资料的详细收集工作，根据地基的硬度和温差的大小，合理确定伸缩缝的间距。 2、合理设置后浇带 对于污水厂大型水池的设计，可以选择后浇带施工方法，以减小混凝土收缩时所出现的当量温差和不利温差，进而增大伸缩缝的允许间距。设置后浇带的间距时，必须能够使温度收缩应力得到有效降低，同时也要保证与施工缝的结合。在正常的施工条件下，后浇带的间距为2030m。后浇带的保留时间不能短于 40d，比较合适的时间是 60d。 二、水池池壁产生裂缝的原因及预防对策 通常情况下，对于厚度为 3060cm 的较薄的宽大
4、池壁，容易出现竖向裂缝。这些裂缝长短不同，宽度也不一样，通常池壁的中间裂缝比较密而且宽，大约为 0.5mm，通常在施工期间或启用后不久出现这种问题。对于敞开式无顶板水池，裂缝一般在池壁上部出现，上宽下窄。对于有顶板的水池，裂缝一般在池壁中部出现，呈中间宽两端窄的棱形状。在一些情况下，会出现壁外宽、壁内窄的贯穿裂缝和外表面裂缝，导致池壁出现严重渗漏水，造成巨大危害。产生裂缝的原因如下： （1）当混凝土强度较高，同时池壁非常薄时，水泥就会降温散热非常快，受到干缩和温缩的共同影响，导致较大的池壁收缩变形，从而出现收缩裂缝。 （2）池壁由于受到底板和另两侧壁的较大约束作用力，而不能进行完全的自由伸缩。
5、如果在混凝土浇筑时气温较高，再考虑到水泥的水化热作用，混凝土内部温度就会非常高。当混凝土高温收缩，池壁边缘的约束不能满足其要求而收缩变形时，内部将会出现很大的拉应力，导致贯穿性裂缝的产生。 （3）在池壁的一侧内充满水体，而另外一侧受到室外气温（特别是夏季高温）的影响时，会造成外侧表面温度比内侧的温度要高，当池壁较大且边缘受到底板、隔墙或梁等的约束时，非常容易出现较大的温差变形，导致裂缝的产生。主要的预防对策如下： 构造措施。第一，在构造配筋时，尽量采用小直径、小间距的构造筋，使其能发挥温度筋的作用；第二，对于无顶板的敞开式水池，为了使池（井）壁顶部边缘的混凝土极限拉伸强度得到增加，应该在池（井
6、）壁顶设置暗圈梁或加劲肋，防止因边缘效应而引起裂缝；第三，对于池壁上的穿墙孔，预埋管道应增配构造加固钢筋或护边角钢，以防止因孔口边缘应力集中而开裂。 技术措施。第一，对于长而大的池壁，可以在池壁外侧砌墙或其他保温砌块，使其不仅能够作为施工时的外模，而且能够作为永久性的保温层，使池壁的内外温差得到有效减小。第二，对于薄池壁，收缩是导致裂缝的主要因素，池壁混凝土一次浇筑的高度应尽量提高，以减少施工冷缝，施工时应分层浇筑混凝土，同时要预防急剧的温度变化和湿度变化。第三，在夏季施工时，必须采取一些措施减少升温。例如，搭设简易遮阳棚；在池壁外表面加设冷却循环水管；定期喷洒冷水等。第四，在冬季施工时，昼夜
7、温差较大，必须采取适当的措施。 三、水池内壁产生裂缝的原因及防治措施 池壁内壁模板采用木板且为竖向木纹时，如果在浇筑混凝土前，没有通过浇水湿透木模板，则会导致木纹产生横向较大的膨胀，将混凝土池壁撑裂，从而导致池壁渗漏水，所以在进行混凝土浇筑之前，应该浇水将木模板湿透。在木模板适当间隔处设置八字安缝板。当木模板具有非常大的膨胀力时，可以挤出缝板，从而将模和混凝土的应力消除。从施工的角度，应合理制定工程进度计划，过度追求进度是不合适的。可以通过在混凝土中掺加缓凝剂和减水剂使水灰比降低。将粉煤灰的用量适当增加，减少水泥用量。将混凝土振实成型之后，必须及时进行覆盖，做好养护工作，尤其在夏季和大风天气，
8、应该尽量延长浇水养护时间。 四、工程实例 某大型水池，平面尺寸 115m25m，池壁高 6.5m，埋深 1.5m。池壁设有扶壁，采用构造式底板，由于长度较大，底板沿长度方向设有伸缩缝。当水池竣工进入试水阶段，发现壁板（沿池体长向 96m 处）产生了水平位移，在试水初始阶段即发现池体的长向（96m）壁板开始发生水平位移，且该位移变量随水位的升高不断增大，同时有垂直裂缝产生，该垂直裂缝位于长向壁板中间，但未发生渗水。将水池保持满水，经过一段时间的观察发现，长向壁板的变形到一定程度时其变形基本不变，经测量最大变形量可达 50mm 左右。 本工程中，由于水池的池壁挡墙和构造底板间没有拉结，两种构件之间
9、完全分离，而试水是在池壁外未进行回填的情况下进行的，此时只有基底摩阻力来承担水对池壁的侧向力。本工程中虽验算了基底滑移，但由于摩擦系数的取值等问题，必然会造成计算结果与实际情况有一定的偏差，最终导致挡墙滑移。本工程中对伸缩缝用后浇带进行代替，使墙体结构完整连续，从而对滑移变形起到一定的约束作用，限制了其变形。 在明确事故原因后，采取的补救措施如下：排空水池后首先检查底板伸缩缝内止水带有无破裂；经确认其完好后，将变形明显的伸缩缝的上部嵌缝材料清除后重填，并在其中加嵌一条遇水膨胀橡胶条，以加强止水能力；然后对所有裂缝进行清查并采用环氧树脂灌浆料进行化学灌浆修补；最后在基坑回填过程中将池周回填土分层夯实，消除了挡墙结构再次滑移的隐患。 结论 水池设计中的裂缝控制贯穿设计的整个过程。从完整准确收集相关的基础资料开始，到采用合理的结构受力体系、准确细致的分析计算、全面可靠的结构截面设计与构造措施，直至最后的复核出图，对实现设计全过程的裂缝控制都非常重要。同时，设计中也要对材料的使用和水池的施工养护提出明确要求，以避免引发裂缝。在设计中只有尽可能多地考虑到裂缝可能产生的因素，并通过各种措施消除隐患，才能最大限度地避免水池产生破坏性的裂缝。 参考文献 1胥为捷，薛伟辰。混凝土结构温度作用研究进展J.结构工程师，2011 2杨海俊。水池设计中应该注意的一些问题J.山西科技，2011
