钢筋混凝土水池裂缝控制

段国令 施东昊 李晓辉

（黎明化工研究院，河南 洛阳 471000）

钢筋混凝土结构在受力状态下会产生裂缝，是一种普遍现象。钢筋混凝土在受拉情况下，混凝土会产生裂缝，钢筋开始受力。当裂缝宽度控制在不影响结构构件的受力性能、使用性和耐久性时，这些裂缝是正常的结构裂缝，无须处理；而宽度过大的裂缝，就会影响到结构的安全、适用和耐久性，这种裂缝可称为破坏性裂缝。破坏性裂缝一旦出现，必须进行相应的处理。水池结构由于对防渗漏的特殊要求，对裂缝有较为严格的控制，所以在水池设计和施工过程中，应严格按照相关的规范规程进行设计和施工。

造成破坏性裂缝的原因有大致以下几种:1、荷载裂缝；2、混凝土收缩和温湿差变形造成的裂缝；3、由于材料质量和构造不良造成的裂缝；4、施工不当造成的裂缝等。

裂缝的控制:

1 荷载裂缝

荷载作用裂缝的控制，就是要求在设计时对池体各部位可能产生最大拉应力的截面或者应力集中处进行计算分析（根据锚固形式的不同，比如池壁、底板跨中处，池壁底板锚固处，腋角端部等），使之满足裂缝控制的要求。要避免此类裂缝，首先应做到基础资料的完整、准确。地下水位和土层情况的不同，会使埋地式水池的设计水土压力产生很大变化，基础持力层的不同可能直接影响基础结构形式和池体沉降变形情况；其次需要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，机械如果离池壁太近，对池壁也会产生较大影响，设计中应适当考虑，或在设计中说明；最后，选择一个合适的结构方案，尽量使池体结构的各部位都能做到结构合理、受力明确、经济可靠，在截面配筋设计中，应根据各部位受力性质，进行抗裂度验算或裂缝开展宽度验算。通过调整配筋率、钢筋规格、混凝土标号或构件截面尺寸，来达到控制裂缝的目的。

2 混凝土收缩和温湿差造成的裂缝

在水池设计中，现行规范要求，现浇钢筋混凝土水池在基底为土基时，应每隔20m(地面式)或30m（地下式或有保温措施）设一道伸缩缝，当为岩基时减为15m和20m，当为装配整体式时可加长5～10m。按此构造，一般能解除季节温差产生的温度应力并消减混凝土收缩的影响。另外，规范中注明，当在混凝土中加掺合料或设置混凝土后浇带以减少收缩变形时，伸缩缝间距可根据经验确定。在一些大型水池设计中，已开始越来越多地采用掺加添加剂、增设加强带、后浇带的方法，以减少或取消伸缩缝。

目前被普遍采用的添加剂主要有两类:第一类是以膨胀剂和防水剂为主要成份的抗裂防水剂，它通过使混凝土膨胀，在钢筋内产生一定的预应力，当混凝土收缩时起到补偿作用，同时其产生的晶体堵塞和切断毛细通道使混凝土密实，抑制了裂缝的发生和发展；第二类是在混凝土中添加高强合成纤维，制成纤维混凝土，使混凝土的收缩能量被分散至大量高强纤维上，增强了混凝土的韧性，抑制了裂缝的发生和发展。抗裂防水剂类添加剂一般用在加强带处，同时在加强带内增配温度钢筋，来提高此处混凝土的膨胀率和抗拉强度，消除混凝土内累积的拉应力。高强合成纤维类添加剂的效果主要取决于纤维的强度、抗老化性、拌和时的分散性及其与混凝土的粘合性，目前在水池结构中的应用还较少，随着材料技术的发展，具有广阔的发展空间。

在水池施工过程中，也可采用设置后浇带的方法来加大伸缩缝间距。后浇带可以解决混凝土初期收缩的应力和变形问题，而无法解决混凝土后期收缩应力和季节温差产生的温度应力。不过，后浇带两侧的施工缝，实际上可以近似的看做是两条伸缩缝，对于应对混凝土后期的收缩应力和温度应力产生的变形，也有很好的效果。后浇带的位置宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位，接缝形式有多种，如凸凹缝、高低缝、平缝、设止水带缝等。根据施工经验，目前常用的几种接缝方式均存在着渗漏水的隐患。如采用“凹凸”型施工缝，施工难度大，且很难保证质量，施工缝处砼凿毛时，极易将“凸”楞碰掉，由此减少和缩短了水的爬行坡度和距离，从而产生渗漏水现象；另外凹槽中的水泥砂浆粉末难以清理干净，使在浇筑新砼后，易在凹槽处形成一条夹渣层，影响粘结质量，留下渗漏水的隐患。而采用橡胶止水带防水，因止水带是呈柔性的，安装时难于固定，且易在浇注砼时受挤压变形移位，从而容易造成局部渗漏水，而且橡胶止水带易老化失效，也不利于水池的长久使用。根据很多水池施工经验，发现采用400mm宽、2mm厚的钢板作为施工缝处的止水带，其防水效果均很好。一是施工方便:将钢板止水带按要求加工成一定的长度，在施工现场安装就位后进行搭接焊即可；二是不易变形且便于固定，止水板下部可支承在对拉螺栓上，上部用钢筋点焊夹住固定在池壁两侧板支撑系统上；三是施工缝上下止水板均有200mm高，爬水坡度陡，高度也较大，具有较好的防渗漏效果。

3 材料质量和构造不良造成的裂缝

钢筋混凝土由多种材料组合而成，因此，各种材料的材质是否合适，直接影响到钢筋混凝土的质量。对于水池而言，材料是否合适将直接影响到水池是否开裂。水池施工时，除了应选择合格的原材料外，还要选择合适的配合比（包括水灰比、水泥用量、砂率、灰砂比、塌落度等）。在骨料的选择中，应选择级配良好的骨料，不能选择含泥量过高的骨料；选用外加剂时，应注意外加剂的稳定性，并防止外加剂与混凝土原材料拌合物发生反应；有些水池在设计时，钢筋间距过大，会造成水池开裂，可选用等截面面积直径较小的钢筋代替；当水池配筋率过大（超过3%）时，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面也容易出现龟裂裂纹，在设计中也应注意。

4 施工不当造成的裂缝

钢筋混凝土水池结构的优劣，还与施工质量密切相关。施工中的各主要工序，如混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等，都应严格遵守施工及验收规范和操作规程的规定组织实施。有以下四点需要注意:1、由于水池构筑物一般都是壁薄、钢筋密、表面积大，模板结构通常可采用工具式定型组合模板，如需现场拼装木制模板时，必须保证模板的强度、刚度和稳定性，可采用以下方式支模:在池内设置立柱脚手架与水平撑木，将池壁内模设置其上，外模支撑可直接支撑在外围土坡上，此方法坚固性、稳定性较好；2、防水混凝土应尽量采用连续浇筑方式，如采用施工缝时，需在已浇筑的混凝土抗压强度不小于2.5Mpa时，方可进行第二道混凝土浇筑，浇筑前应清除已浇筑的混凝土表面的水泥薄膜和松动的石子，并用清水冲洗干净，同时铺一层同标号水泥砂浆后再浇筑；3、混凝土的振捣应采用机械振捣，不应采用人工振捣；4、混凝土浇筑达到终凝（4-6h）即应覆盖，浇水湿润养护不应少于14d，模板不宜过早拆除，拆模时混凝土表面温度与环境温度之差不能超过15℃。

裂缝是钢筋混凝土水池结构中普遍存在的一种现象，从设计到施工，每个环节的疏漏都有可能造成对结构有损害的破坏性裂缝，只要我们在工作中加以重视，是可以将裂缝控制在许可的范围之内的。

[1]北京市市政工程设计研究总院.GB 50069-2002.给水排水工程构筑物结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社，2003.

[2]《给水排水工程结构设计手册》编委会.给水排水工程结构设计手册(第二版).北京:中国建筑工业出版社，2007.

[3]郭达谦.给水排水工程施工(第三版).北京:中国建筑工业出版社，2002.