发布时间：2022-10-05 10:07 热度：
摘 要：本文分析了水池产生裂缝的原因，提出了避免裂缝产生的对策。
关键词：钢筋混凝土;水池裂缝;成因;对策
Abstract: This paper analyzes the causes of the pool cracks, and proposes the countermeasure of avoiding cracks.
Key words: reinforced concrete; pool crack; cause; countermeasure
中图分类号：TU7 文献标识码： A文章编号：2095-2104(2012)
在工业工程建设项目中,钢筋混凝土水池成为设计的主要内容。考虑到水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。
1 水池裂缝的成因
钢筋混凝土结构在受力状态下出现裂缝是一种普遍存在的现象,如混凝土因荷载作用下的拉应力或是温度收缩引起的拉应力等而出现的裂缝等。一般而言,在普通的钢筋混凝土结构中要求完全避免出现裂缝,是不现实也是完全没有必要的。
1.1 由于材料质量和构造不良造成的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂所组成。要避免水池结构产生破坏性裂缝,混凝土用料是否适当及材料质量能否保证,起着重要的作用。因用料不当或材料质量有问题而造成的裂缝,即便经修复后能满足正常使用,但往往仍留有隐患,所以一定要注重事前的防范。
1.1.1 荷载作用裂缝的控制
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进行计算分析,使之满足裂缝控制的要求。要避免此类裂缝,首先应在水池结构设计的基础资料的收集使用中做到完整、准确。这是因为: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;水池在试水、调试、运行、检修等各种
状态下的荷载作用,则关系到内力计算的准确性;气象资料及池内水温情况,决定了温(湿)度应力计算的可靠性。
在做到计算的全面、合理和准确后,还要注意一些次要构件对内力分配的影响。如水池中常用的一些隔墙、导流墙,当采用砌体墙时,一般可作为荷载作用于池体结构上。而一旦采用现浇混凝土壁板时,则应考虑其对池体结构的支点作用,因为这会改变主体结构内力的分配和传递。还有,池体变形缝的设置位置和类型的不同往往会改变变形缝周边构件的受力情况。因此,在设计和工程实施过程中,对一些看似次要部位的调整,一定要考虑到对主体结构的影响,以免因此产生破坏性裂缝。
1.1.2 混凝土收缩和温湿差造成裂缝的控制此类裂缝的控制首先应根据规范规定,严格掌握混凝土配比及其用料的品种规格和级配,同时对混凝土灌筑和养护提出设计要求。另外,对大型水池可采取设伸缩缝、掺添加剂和设加强带、后浇带等措施。
伸缩缝的设置将水池结构完全切断,然而在具体设计中,有时会由于池形及池内分隔复杂而难以做到,从而采用完全或不完全收缩缝来替代。这样做实现了伸缩缝的部分功能,在实际应用中一般也是有效的,但对于混凝土在温度作用下的伸展问题并未解决,而这有可能造成混凝土局部压碎的现象。因此,采用收缩缝除了在构造上应将表面开槽嵌填密封胶外,更重要的是设缝位置应尽量避开构件的主要受压区和应力集中区。
由于变形缝的设置需要采取严密的构造措施来保证,对节点处理、施工及材料等都有相当高的要求,其中任何一个环节的问题,都会造成较严重的后果。规范规定,当有经验时,可在混凝土中施加可靠的外加剂或设后浇带,减少其收缩变形,从而放宽伸缩缝的最大间距限制。在一些大型水池的设计中,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。
1.1.3 材料质量和构造不良造成裂缝的控制
在《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中,对水池结构的材料作了相应的规定,设计时应注意遵守并针对具体项目提出更为明确和严格的要求。
首先,浇筑混凝土不应使用过期水泥或由于受潮而结块的水泥,否则将由于水化不完全而降低混凝土的抗渗性和强度。
其次,水灰比越大则混凝土中多余水分蒸发后形成的毛细孔也就越多,这些孔隙是造成混凝土开裂的主要原因。砂石粒径不均匀、级配不良、粗骨料粒径过大且含量过高、含泥量过高,都会降低混凝土的和易性和密实度,易使裂缝产生和发展。
另外,水池混凝土中采用的外加剂也应满足一定的要求,以免影响混凝土的抗裂性。
1.2 荷载作用造成的裂缝
当结构在外部荷载(各种恒、活载;水、土压力;地基反力等)作用下,因受力性能不足,产生了过大变形,使裂缝发生并发展为破坏性裂缝。这种由荷载作用造成的裂缝的产生,主要是由于设计时采用的基础资料有误或是设计中考虑不周、计算疏忽等失误造成。
对水池结构来说,荷载偏差一般容易由下列因素造成:水池在各种工况下的水位变化、空满情况、地质资料、水温及气温等各种环境参数等的基础资料有误或设计中遗漏某种极端工况;结构建模有缺
陷,造成内力计算值与实际受力状况有较大偏差;设计中对一些内力和变形控制点、应力集中点把握不准,或忽视次要构件对内力分配的影响;计算不细致或漏算等。
1.3 混凝土收缩和温湿差变形造成裂缝
混凝土在其硬化期间放出的大量水化热,使得混凝土结构内部的温度不断上升,以致在结构表面引起拉应力;在其后期的降温收缩过程中,又由于受到支座及周边混凝土的约束而在混凝土结构中出现拉应力。因此,水池结构中的混凝土早期收缩裂缝主要出现在裸露表面,混凝土硬化后的收缩裂缝出现在结构件的中部附近较多。
2 结论
综上所述,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,以避免由此引发裂缝。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。
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