某污水廠水池裂縫成因分析及設(shè)計(jì)建議

某污水廠水池裂縫成因分析及設(shè)計(jì)建議

Summary：本文以某污水廠水池為例，分析了其池壁裂縫成因，總結(jié)了類似工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提出了避免池體開裂的設(shè)計(jì)建議。關(guān)鍵詞：水池；裂縫；加強(qiáng)帶；膨脹劑一、基本情況：預(yù)處理綜合池尺寸為59.2×60.8米，其中3~9軸范圍內(nèi)為雙層水池，兩邊為單層水池。采用D400預(yù)應(yīng)力管樁?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30，抗?jié)B等級(jí)P6。單層水池高度為5.8米，雙層水池總高為12.45米，底板頂面埋深4.3米，外側(cè)池壁厚500mm。水池在F~G和L~M軸之間設(shè)2米寬膨脹加強(qiáng)帶，水池混凝土摻微膨脹劑。水池基礎(chǔ)為樁基，A和R軸線上，1~3軸和9~10軸的樁距為2.4米，3~9軸的樁距為5米。具體布置見下圖。圖1池體結(jié)構(gòu)布置圖二、裂縫情況：水池A、R軸線上外壁在3和9軸處出現(xiàn)裂縫。從裂縫照片看，除西南角，裂縫基本在單層水池和雙層水池交匯處、單層水池池頂以下約1米處往下發(fā)展，東北角和西北角的裂縫在雙層水池下部，東南角的的裂縫在單層水池下部。此時(shí)，二層水池區(qū)域的上層水池尚未蓄水。東北角東南角西北角西南角三、產(chǎn)生縫的原因分析從縫的分布和形式看，似乎是結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形和受力不夠產(chǎn)生的裂縫。根據(jù)沉降觀測點(diǎn)的布置，沉降產(chǎn)生的位置距觀測點(diǎn)2、3、14、15較近，根據(jù)這4個(gè)點(diǎn)的沉降觀測結(jié)果，最大沉降量為9mm，與最大沉降差為7mm（同池壁的鄰近觀測點(diǎn)）。按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）第5.5.4條，最小的允許沉降量為120mm，最小的允許沉降差為0.002×20000=40mm，實(shí)測結(jié)果均小于規(guī)范的允許值，滿足規(guī)范的要求，且沉降量和沉降差都不大。因此可排除因樁基沉降而產(chǎn)生裂縫的原因。而如果是結(jié)構(gòu)受力不夠產(chǎn)生裂縫，則裂縫應(yīng)該在相同的位置出現(xiàn)，或都在雙層水池下部，或都在單層水池下部，裂縫應(yīng)貫通整個(gè)池壁，裂縫從池壁頂開始發(fā)展，從裂縫照片看（除裂縫是否貫通外），沒有出現(xiàn)以上情況；從裂縫發(fā)展的走向分析，如果是沉降或結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生的裂縫，應(yīng)是單層水池一側(cè)沉降或荷載較大，但單層水池一側(cè)的樁距為2.4米，雙層水池一側(cè)的樁距為5米，單層水池處樁的荷載應(yīng)小于雙層水池下的樁，至少不會(huì)比雙層水池下樁的荷載大很多，受力小不可能變形還更大。因此，可排除結(jié)構(gòu)承載力不夠的情況。排除沉降和結(jié)構(gòu)承載力不夠產(chǎn)生裂縫的原因，則應(yīng)該是溫度變化和混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。產(chǎn)生裂縫的池壁長度約60米，僅在混凝土中摻入微膨脹劑，未采用其它方式，不足以抵抗溫度變化和混凝土收縮。目前微膨脹劑的質(zhì)量參差不齊，不易控制。雖然檢測都能滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)際使用的情況無法有效進(jìn)行管理；單層水池池頂以下1.5米有一層頂板，考慮施工因素，此處應(yīng)有一道施工縫，下部施工完，再分別施工頂板和上部池壁，此處也是池壁剛度變化處，從照片看，裂縫的端頭也在此附近，因此此處產(chǎn)生溫度收縮裂縫的可能性是比較大的。由溫度變化和混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫的因素也比較多，混凝土的材料及質(zhì)量、混凝土外加劑用量及質(zhì)量、環(huán)境溫度和濕度、養(yǎng)護(hù)條件，池壁長度等，也比較困難確定到底是哪一種或幾種因素。四、設(shè)計(jì)建議1、超長壁板盡可能按規(guī)范要求設(shè)縫，如設(shè)縫困難，可設(shè)后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶。建議以設(shè)后澆帶為主，至于后澆帶的工期問題，可通過做好施工組織、編排好施工計(jì)劃解決。2、摻膨脹劑只能作為控制裂縫的輔助手段，不可因摻入膨脹劑就放大設(shè)縫間距。3、超長池壁的水平鋼筋間距建議不超過150mm，且摻入微膨脹劑的池壁還應(yīng)按《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T178-2009）第4.05.條的規(guī)定，墻體高度的水平中線部位上下500mm范圍內(nèi)，水平筋的間距不宜大于100mm的規(guī)定執(zhí)行。4、提出混凝土的養(yǎng)護(hù)要求，特別是池壁中部的養(yǎng)護(hù)，設(shè)計(jì)交底時(shí)應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)。Reference：[1]GB50