钢筋混凝土水池设计中的裂缝控制
钢筋混凝土水池的裂缝控制
钢筋混凝土水池的裂缝控制1 裂缝产生机理1.1 混凝土质量方面1.1.1 水泥凝结或膨胀不正常，如水泥安定性不稳定，水泥中含有生石灰或氧化镁，这些成分在和水化合后产生体积膨胀，产生裂缝。
1.1.2 如果骨料中含泥量过多，则随着混凝土的干燥，会产生不规则的网状裂缝。
1.1.3 碱——骨料反应：蛋白质、安山岩、玄武岩、辉绿岩、千枚岩等碱性骨料有可能与碱性很强的水泥起化学反应，生成有膨胀能力的碱——硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏，产生裂缝。
1.1.4 水灰比、塌落度过大，或使用过量粉砂混凝上强度值对水灰比的变化十分敏感，基本上是水和水泥计量变动对强度影响的叠加。
因此，水、水泥、外渗混合材料外加剂溶液的计量偏差，将直接影响混凝土的强度。
而采用含泥量大的粉砂配制的混凝土收缩大，抗拉强度低，容易因塑性收缩而产生裂缝，泵送砼为了满足泵送条件：坍落度大，流动性好，易产生局部粗骨料少、砂浆多的现象，此时，砼脱水干缩时，就会产生表面裂缝。
消除混凝土自身的结构破坏因素：除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混凝土本身的一些物理化学因素，也可能引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。
因此，要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。
限制或消除从原材料引入的碱、SO3、Cl-等可以引起破坏结构和侵蚀钢筋物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，以提高混凝土的耐久性。
1.2 施工质量方面1.2.1 混凝土施工过分振捣，模板、垫层过于干燥混凝土浇筑振捣后，粗骨料沉落挤出水分、空气，表面呈现泌水而形成竖向体积缩小沉落，造成表面砂浆层，它比下层混凝土有较大的干缩性能，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。
而模板、垫层在浇筑混凝上之间洒水不够，过于干燥，则模板吸水量大，引起混凝土的塑性收缩，产生裂缝。
1.2.2 混凝土浇捣后过分抹干压光会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用生成碳酸钙，引起表面体积碳水化收缩，导致混凝土板表面龟裂。
钢筋混凝土水池裂缝的原因和预防措施
钢筋混凝土水池裂缝的原因和预防措施【摘要】钢筋混凝土水池的渗漏多由裂缝引起，裂缝的预防和控制是钢筋混凝土水池设计、施工中的要点。
如何有效地减少和预防水池出现裂缝，确保水池正常的使用功能，需要在工程实践中不断总结研究，进而从设计和施工上采取必要的措施加以解决。
文中介绍了裂缝的成因及控制裂缝的方法，并结合工程实例从设计、施工方面提出了控制、预防水池裂缝的技术措施。
【关键词】水池裂缝；原因；裂缝控制；预防措施近年来，钢筋混凝土水池裂缝问题是石油化工企业一个普遍存在而又很难处理的质量问题，水池裂缝的出现影响结构的整体性和刚度，引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力；进而会影响业主的正常使用，又会因泄漏造成环境污染，并可能引发安全事故。
水池产生裂缝的原因多种多样，与设计、施工中的诸多因素均有关联，文章主要探讨在水池结构设计、施工中如何有针对性地避免破坏性裂缝的产生，并结合工程实例阐述对相关问题的认识与及预防措施。
1．钢筋混凝土水池裂缝成因分析钢筋混凝土结构在受力时，只有产生一定量的形变，才能发挥钢筋的作用。
混凝土的受拉形变往往伴随着裂缝的产生，当裂缝宽度控制在不影响结构件的受力性能、使用性和耐久性时，这些裂缝是正常的结构裂缝，无须处理；而过大宽度的裂缝，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[1]裂缝的种类根据其产生的主要原因大致可分为以下几种：1.1荷载作用引起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。
1.2温度变化引起的裂缝混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。
后期在降温过程中，由于受到基础或原有混凝土的约束，又会在混凝土内部形成拉应力。
浅谈钢筋混凝土水池的裂缝控制
１成 本 概 述
施 工 期 间 的 工程 成 本 是 指 建 筑 施 工 单 位 以工 程 项 目作 为 成 本 核 算 的 对象 ， 施 工过 程 中 ． 耗 在 所
２现 阶段 存 在 的 问题
１ 工 程成 本 控制 是对 施 工全 过程 进 行控 制 ， ） 需 要所有 的施 工人 员参 与 。成本 控制并 不仅 仅是财 务
层 和模板 浇水 均匀 湿透 ； 合理 采取 养护 措施 。 ④
２３温 度变 化 引起 的 裂缝 的控制 ．
① 尽量选 用低 热或 中热水 泥； 少 水泥 量 ； ②减
⑧ 降 低 水灰 比 ； 改 善 骨 料 级 配 ． 加 粉 煤 灰 或 高 ④ 掺
气 温 的降 低 也 会 在混 凝 土 表 面 引起 很 大 的拉 应力 ， 有时 温度 应 力可 超过 其它 外荷 载 所引 起 的应 力， 当这些 拉应 力超 ｌ 混凝 土 的抗 裂 能 力时 即会 叶 Ｊ 现 裂缝 。这种裂 缝一 般 只在混凝 土表 面较 浅 的范 围
的工程实体 ， 包括人工费用 、 材料费用 、 机械使用费 工 程 项 目由于将 成 本 控 制 而 带来 的质 量 问题 是 属
职 工福 利 费 、 固定 资产 折 旧费 、 固定 资产 修 理费 ， 还
有 水 电费 、 险 费等 。 保
合 理安 排施 工工 序 ； 加 强混凝 土养 护 。 ⑨
内产 生 。
１４由于材料质 量造 成的 裂缝 ．
混 凝 土是 一 种 由砂 石 骨料 、 泥 、 及 其 他 外 水 水
加材 料混 合而 形成 的非均 质脆 性材料 。 避免 水池 要
结构 产 生破 坏性 裂缝 ， 混凝 土 用料 是否适 当及 材料
大型混凝土水池裂缝成因及控制分析
大型混凝土水池裂缝成因及控制分析摘要：随着我国城市化的不断深入，盛水构筑物呈现一体化、规模化的发展趋势，水池尺寸不断增加，结构形式越发复杂。
钢筋混凝土具有强度高、可塑性强和耐久性好等优点，是大型水池的常用结构形式。
但由于混凝土又有抗拉强度低、施工受季节影响大等缺点，非常容易出现开裂、渗漏问题。
基于此，对大型混凝土水池裂缝成因及控制进行研究，以供参考。
关键词：大型；混凝土水池；裂缝成因；控制分析引言在大型水池的实际施工过程中，施工企业往往会大量使用混凝土材料，此时需要对混凝土裂缝问题加大注意。
混凝土裂缝的产生往往与外部环境变化、结构变化以及配比不合理等因素有关。
裂缝产生后，将会严重影响到混凝土的承受性能、防水性能、耐久性能等。
1水池裂缝的主要原因裂缝指建(构)筑物内部材料不连续的现象，根据产生原因可分为动、静荷载等直接作用产生和温度、不均匀沉降等间接作用产生两种。
随着结构设计理论的完善，结合国内外工程实例不难发现，由间接作用引起的裂缝占总裂缝的多数，故以下主要分析间接作用的影响机制。
1.1荷载作用造成裂缝混凝土受到荷载作用发生大变形，普通裂缝发展为破坏性裂缝，这主要是由于设计基础资料有误或设计中考虑不周、计算疏忽等原因造成的。
荷载偏差的因素有：（1）地质资料不全或有误；（2）满水、空池等不同工况水池的受力；（3）结构计算模型存在假定缺陷；（4）水池应力复杂部位把握不准。
（5）擅自改变水池的使用条件等。
荷载作用的裂缝控制，要求设计时计算池体各部位截面的最大拉应力，使之满足要求。
要避免此类裂缝，必须全面掌握可靠的荷载作用基础资料，熟悉水池的运营情况，把握各个池壁的受力特征。
基于合理的假定，建立正确的计算模型，选择合理的荷载组合。
注意次要构件对内力分配的影响，比如导流墙。
池体变形缝的位置和类型不同，会改变变形缝周边构件的受力情况。
1.2温度作用引起的开裂由温度变化引起的变形受到约束时，构件就会承受温度作用。
钢筋混凝土水池裂缝的控制措施
建 筑 科 学
20 0 7 护 . 1 6 长】 3 二 〔M 二 & T〔 〔 口俐口， Y INF 口刁 1 0 N OG MAT
钢筋混凝 土水池裂缝的控制措施
《 国家林业周临产规划设计院 1
陈广成， 张贺2 1000 0; 2 . 中国 1 建筑- 月(集团) 有限公司
100保护的重 各 视， 地兴建 污水处 理厂日 增多， 调查水 现不同 的温度裂 这 缝给工程带来 益 经 池出 程度 缝， 些裂
混凝土振捣: 混凝土振捣要密实， 防止漏振， 也避免过 振。 一般每点振捣时间为20 一 秒， 30 但应视 降低混凝土的出机温度和浇筑温度， 要降 混凝土表面不再显著下沉， 不再出现气泡， 表 低混凝土拌和温度首先降低混凝土各种材料 面泛出灰浆为准。 拌和前的温度， 在气温较高时， 可在砂、石堆 混凝土的养护: 场搭设简易遮阳栅。 混凝土浇筑完毕的 1 小时以内进行搜盖 2 掺微膨胀剂， 在拌和混凝土时， 可掺入适 麻袋浇水养护， 浇水时间不得少于 1 天， 4 浇水 t 的微膨胀剂或膨胀水泥， 使混凝土得到补偿 次数应保持混凝土具有湿润状态， 夏季应注意 收缩， 减少混凝上的温度应力。混凝土所用进 ， 裂缝产生的原因 避免曝晒， 确定合理的拆模时间。 合格后方可 污水处理池裂缝是由干水泥水化过程中 场材料须有出厂证明和复试报告， 混凝土浇筑后要加强早期养护， 防止千缩 裂缝， 加强混凝土早期养护是保证质量的关 释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩， 使 用 。 键。 因而产生的温度应力和收缩应力， 是产生裂缝 3.2 配合比的选择来提高结构的抗裂和抗渗性 加强施工时的温度控制: 的主要因素。混凝土浇筑后在硬化过程中水 能 为提高水池结构抗裂和抗渗性能 ， 从配合 泥放出大量水化热， 水化热使混凝土结构内部 在混凝土浇筑之后， 做好混凝土的保温养 对大体积混凝土主要采取四 护， 缓缓降温， 减少温度应力. 夏季应避免暴 温度不断升高， 内外温差很大时(超过规范规定 比设计角度来说， 晒， 注意保湿。采用长时间的养护， 规定合理 5 2 ℃)或由 于施工不注意， 过早拆除模板， 寒潮 条措施: 采用水化热低的水泥: 的拆模时间， 延缓降温时间和速度， 充分发挥 袭击等使混凝土表面急剧降温， 因此收缩与降 采用能降低早 期水化热的混凝土外加剂; 混凝上的 “ 应力松弛效应” 。 温共同作用而引起混凝土的裂缝。 采用掺合料， 改善配筋， 避免应力集中， 增强抵抗温度 采用一切措施增加骨料合掺合料的用盆 ， 应力的能力在孔洞周围， 变断面转角部位， 转 2 产生裂缝的形式 角处等由下温度变化和混凝土收缩， 会产生应 经调查污水处理厂水池温度裂缝有以下 降低水泥用量。 根据上述四条措施， 做好施下混凝土配合 力集中而导致裂缝。为此， 可建议设计人员设 几种形式: 水灰比控制在 置必要的温度配筋。孔洞四周增配斜向钢筋， 所有裂缝的方向基本与外池壁垂直(即竖 比的选择。采用泵送混凝土时， 0.6 左右， 坍落度控制在 1 一1 clll。应控制水 2 8 在转折处增加转角筋， 混凝土的底板或墙板可 向裂缝)。 规范规定砂率3 一 %为宜， 建议设计人员增配构造钢筋， 5 4 5 使构造筋起到温 裂缝的数量和长度随时间的推移而增 泥用量和砂率， 能有效地提高混凝上抗裂性能。 多、 延伸、 缝出 裂 现时l 在后浇带浇筑后2 一 每立方米混凝上水泥用量应在360kg 以内为 度筋的作用， l b 0 宜 。 配筋应尽可能采用小直径、配筋应细一 30 天至6 月余。 提离混凝土抗裂能力 些、密一些， 按全截面对称配置比较合理 ， 均 裂缝宽度一般为0. 1一 111， 0.5111 少数l rn〔 3 .3 改善施工工艺， n 混凝土浇筑: 起到温度配筋作用， 以改善应力集中， 防止裂 以上， 两端偏窄中间偏宽， 呈枣核形。 施工前要有混凝土浇筑方案， 应采用分层 缝 的 出现 。 裂缝在分布筋较少的结构居多。 有利于混凝土水化热的散 设置后浇带: 裂缝对于坍落度较大的部位居多(水灰比 分段法浇筑混凝土， 失， 减小混凝土内外温差。每块每段均为一次 当大体积混凝土平面尺寸过大时， 可以适 较大)。 混凝土连续浇筑， 水平浇筑或分层浇筑要保证 当设置后浇带， 以减少温度应力。后浇带及施 养护较差的裂缝较多、较早。 不致形成施工 工缝的处理， 为了确保混凝土粘结良好， 续浇 夏季施工的裂缝多于秋 、冬季施工的。 上下层混凝土在初凝前结合好， 缝。由于泵送混凝土坍落度较大， 混凝土浇筑 混凝上前将原混凝土凿毛， 应充分湿润， 清除 后及时排除表面积水， 雨季施工时， 采用分段 杂物， 才能续浇混凝土。 3 防止产生温度裂缝的主要措施 篷进行 土浇 混凝土在硬前1一 混凝 筑， 2 做好测温工作， 控制混凝土内外温差不大 控制水池裂缝主要靠改进构造设计， 合理 搭设雨 以防沉降裂缝的产生。后浇带 于2 ℃. 施工时应设专人 5 进行温度监测， 及时 配筋及改进浇筑， 加强养护等方法来提高水池 小时均用抹压， 后浇带保留 时 反映温差， 随时指导养护， 出现混凝土内外温 结构的抗裂性能， 减少混凝土收缩， 提高混凝 的浇筑采用微膨胀水泥混凝土， 时， 间 越长越好， 一般不应少 于40 天， 最宜60 天。 差大于25 ℃ 应及时采取措施调整养护状 土极限拉伸强度， 防止产生温度裂缝主要措施 在浇筑后浇带混凝七时， 应将原混凝土凿毛、 况。 如下 : 浇水、湿润， 再浇筑后浇带。 3.4 混凝土浇 筑要做到组织 措施落实 3. 1 控制 凝土温升 混 降低混凝土人模温度: 水池混凝土浇筑、 振捣和养护都直接影 选用水化热低和安定性好的水泥， 混凝土 为了 减少混凝土日 后冷缩引起的开裂， 应 响着工程质量， 施工人员应高度重视施工质 升温的热源是水泥的水化热， 选用低水化热水 尽量降低混凝土入模温度， 施工时采用温度较 量、严要求， 做的措施落实， 施工前应制定施 泥， 使混凝土减少升温。 工方案， 必须严格按施工验收规范去施工 ， 就 混凝土泵输送管均加以覆盖。 掺入减水剂， 掺加一定数量的减水剂或缓 低的水， 选择较适宜的气温浇筑混凝土， 尽最避开 一定会克服各种因素裂缝的出现. 凝剂， 以减少水泥用量， 改善和易性。 堆骨料进行护盖或设置 掺人粉煤灰外掺料， 在混凝土中掺加少量 炎热天气浇筑混凝土， 避免日 光直晒， 以降低混凝土拌和 的粉煤灰， 取代部分水泥， 可改善混凝土的塑 遮阳装置，
钢筋混凝土水池的裂缝分析
钢筋混凝土水池的裂缝分析钢筋混凝土结构一般是由钢筋和混凝土构成的复合结构体系，具有强度高、耐久性好等特点，广泛应用于大型水池的建造。
然而，在建造钢筋混凝土水池时，难免会遇到一些问题，其中最常见的就是裂缝问题。
一、裂缝产生原因1. 混凝土的水分含量不合适或掺合了外来物质，导致混凝土的强度不足，从而出现裂缝。
2. 温度变化也是裂缝产生的原因之一。
当混凝土水池在施工过程中受到高温或低温环境的影响时，会发生局部变形和收缩，从而引起裂缝。
3. 钢筋腐蚀也是导致裂缝产生的重要原因。
钢筋在遇到水分时容易发生腐蚀，导致钢筋的体积膨胀，从而引起混凝土的裂缝。
二、裂缝的分类1. 水平裂缝：这种裂缝一般是由于混凝土收缩过度导致的。
2. 竖直裂缝：这种裂缝一般是由于混凝土强度不足、温度变化或钢筋腐蚀等原因导致的。
3. 斜裂缝：这种裂缝一般是因为混凝土在承受载荷时发生变形导致的。
三、裂缝处理方案一旦发现钢筋混凝土水池出现裂缝，就需要及时采取有效措施，避免裂缝的扩大和加剧，同时也要保证水池的使用寿命和安全性。
1. 在施工时加强混凝土的质量控制，采用优质的混凝土和控制好混凝土的水分含量，从根本上解决裂缝产生的原因。
2. 加强水池维护管理工作。
定期对水池进行检查，如发现裂缝及时处理。
同时，对水池内的水进行管理和过滤，避免水池内的腐蚀性物质对混凝土结构的损害。
3. 在施工时加强温度控制。
尽量避免混凝土在高温或低温环境下施工，避免混凝土的收缩和变形。
四、结语钢筋混凝土水池是供应工业生产和居民生活用水的重要设施，为了保障其正常使用和生产，在施工中必须加强质量控制和维护管理工作，在出现裂缝等问题时一定要及时处理，保证水池的安全性和使用寿命。
钢筋混凝土水池裂缝产生原因与防治
钢 筋 混 凝 土 水 池 裂 缝 的 成 因 复 杂 而 繁多 ． 每一 条裂 缝 均 有 其 产 生 的 ～ 但
钢 筋 混 凝 土水 池 裂缝产 生原 因与 防治
文／ 于 芳
种 或 几 种 主 要 原 因 ， 如 ： 度 和 湿 度 比 温 的变 化 。混 凝 土 的脆 性 和 不 均 匀 性 ， 以 冻 土 化 冻 后产 生不 均 匀 沉 降 ， 使 混凝 致 土 结构 产 生 裂 缝 裂 缝 宽 度 往 往 与沉 降 量 成 正 比关 系 ．受 温 度 变 化 的 影 响 较
在 给 水和 污 水 处 理 工 程 中 ． 筋 混 钢
凝 土 水 池 得 到 广泛 应 用 ，如 清 水 池 、 沉
收 缩 （ 缩 ） 混凝 土硬 化 后 收 缩 主要 就 干 。 是 缩 水 收 缩 此 时 如 构 件 配 筋 率 较 大 ｆ 过 ３ ．钢 筋 对 混 凝 土 收 缩 的 约 束 超 名）
化 热 ． 部 温 度 不 断 上 升 ． 表 面 引 起 内 在 拉 应 力。 后 期 在 降 温 过 程 中 ， 由于 受 到
基础 或 原 有 混 凝 土 的 约束 ． 会 在 混 凝 又 土 内部 形成 拉应 力。 温 的 降低 也 会 在 气
混 凝 土 表 面 引起 很 大 的拉 应 力 ． 时温 有
小 地 基 变 形 稳 定 之 后 ． 陷裂 缝 也 基 沉
情 况 可 以选 用 以下 几种 处 理 方 法 ：
２． 减 少边 界 约 束 １
及 结 构 不 合 理 、 材 料 不 合 格 （ 碱 骨 原 如
料 反 应 ） 模 板 变 形 、基 础 不 均 匀 沉 降 、
现浇钢筋混凝土水池池壁裂缝原因分析及控制措施
现浇钢筋混凝土水池池壁裂缝原因分析及控制措施发布时间：2021-12-06T06:52:07.393Z 来源：《建筑工人》2021年第10期作者：杜学华[导读] 现如今，随着社会的不断进步，科学技术的快速发展及互藏新，工业取得了迅速发展，环境保护日渐重要，新建、改扩建污水处理厂越来越多。
从我参加的平罗县供水水质净化改造工程、平罗县黄渠桥镇污水处理项目及平罗县第三水厂项目等项目施工情况来看，在进行现浇钢筋混凝土水池施工过程中，现池池壁产生裂缝现象普遍发生，给污水及给水处理工程带来了巨大的经济损失。
因此，本文分析了水池池壁产生裂缝的原因，提出了水池池壁裂缝合理、有效的控制措施。
杜学华宁夏华通建筑有限公司753000摘要：现如今，随着社会的不断进步，科学技术的快速发展及互藏新，工业取得了迅速发展，环境保护日渐重要，新建、改扩建污水处理厂越来越多。
从我参加的平罗县供水水质净化改造工程、平罗县黄渠桥镇污水处理项目及平罗县第三水厂项目等项目施工情况来看，在进行现浇钢筋混凝土水池施工过程中，现池池壁产生裂缝现象普遍发生，给污水及给水处理工程带来了巨大的经济损失。
因此，本文分析了水池池壁产生裂缝的原因，提出了水池池壁裂缝合理、有效的控制措施。
关键词：现浇钢筋混凝土；水池池壁裂缝；原因及控制措施前言：现代化工程建设中，混凝土依然是普遍使用的一种建筑材料。
然而，混凝土材料易受温度条件影响，产生裂缝问题。
由于水池池壁长时间处在干湿交替环境中，经常承受温度、湿度的反复变化，导致结构内部混凝土在温度应力作用下，引发水池池壁裂缝问题，影响水池使用功能。
为此，现浇钢筋混凝土水池设计施工中，需严格控制水池池壁裂缝问题，尽可能的降低其危害程度。
1水池池壁产生裂缝的原因1.1材料本身的问题水泥在发生水化反应过程中，会散发大量热量，致使混凝土内部和外部产生温差，产生表面拉应力。
混凝土完成浇筑后，水化反应较剧烈，水分急剧蒸发，使表面沁水，导致混凝土收缩。
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Indust rial Const ruct ion V ol 40,Supplement,2010工业建筑 2010年第40卷增刊钢筋混凝土水池设计中的裂缝控制李之雷 柏红要 赵华宁(中冶京诚工程技术有限公司,北京 100176)摘 要:钢筋混凝土水池的渗漏多由裂缝开始,裂缝的预防和控制,是钢筋混凝土水池设计中的要点。
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。
水池设计中的裂缝控制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、对施工养护阶段的技术要求,直至复核出图,最终实现设计全过程的裂缝控制。
介绍了裂缝的成因及设计中控制裂缝的方法,并结合工程实例对此进行了进一步的阐述。
关键词:裂缝;水池裂缝;裂缝预防;裂缝控制;水池设计THE CONTROL OF C RAC KS IN THE DESIGN OF REINFORCED C ONCRETE POOLSL i Zhilei Bai H ongy ao Zhao H uaning(M CC Capital Eng ineer ing &Research Inco rporat ion L imited,Beijing 100176,China)Abstract:T he leakag e of mo st reinfor ced concrete wat er pools beg ins f rom cr acks T he preventio n and contro l of t he cracks are the main po ints in the desig n o f reinfo rced co ncr et e po ol P ool cracks have a w ide var iety of causes asso ciated w ith the desig n,constructio n and a number of facto rs in use T he design of the po ol cracks contro l beg ins w ith the co llection of accurate and complete basis infor mation,to the use o f reasonable str ucture of the sy stem,accurat e and detailed analysis and calculatio ns,co mpr ehensive and reliable cross sect ion desig ns and str uctural measur es,the t echnical r equirements fo r the phase o f co nstr uction and the conservat ion,unt il a r ev iew of the plans,and ultimately the contr ol of the cracks in the who le pro cess o f design comes tr ue T his ar ticle descr ibes t he causes of the cr acks and the method to contr ol cracks in desig ns,combined w ith examples of pr ojects w hich w ere further elabo ratedKeywords:crack;cracks of w ater poo ls;pr ev ent ion of cracks;contr ol of cracks;design of w ater poo ls第一作者:李之雷,男,1981年出生,学士。
E -m ail:lizhilei@ceri com cn 收稿日期:2010 03 140 引 言在钢铁厂的设计过程中经常会遇到水池,无论是炼铁、炼钢、还是轧钢、水处理等都存在水池,钢筋混凝土水池得到广泛应用,如调节池、沉淀池、滤池、沉砂池、二沉池、旋流池等。
这些结构如果出现裂缝,就会对使用功能造成很大影响。
如何有效地减少和防止出现裂缝,需要在工程实践中不断总结研究,进而从设计和施工上采取必要的措施加以解决。
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,并结合工程实例阐述对相关问题的认识与可以采用的措施。
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。
为了在水池结构设计中做好裂缝控制工作,有必要先对水池中易发生破坏性裂缝的各种情况作一了解。
1 水池裂缝的成因1.1 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306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。
1.2 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。
由于环境温度的变化,会使混凝土构件产生热胀冷缩,这种由气候变化产生的温差,在水池结构设计中称为中面季节温差。
而混凝土结构温度分布不均,也会在结构内产生温度应力。
影响混凝土结构温度分布的外部因素包括接触媒介的温度、风速和结构方位朝向。
内部因素主要有混凝土的导热系数、水化热、结构形状、是否有铺装层、结构表面颜色等[1]。
此类造成混凝土结构温度应力的原因,在水池设计中一般表现为壁面温(湿)差。
中面季节温差产生的温度应力一般可通过设置伸缩变形缝或在混凝土中添加外加剂,以及采用设置加强带、后浇带等措施解决,此类方法一般还能同时消减水化热的影响。
壁面温(湿)差一般由于池壁两侧接触的介质具有不同的温度和湿度,从而形成的壁面温差和湿差,使得温(湿)度较低一侧的结构受拉,从而产生裂缝。
这种壁面温(湿)差应作为一种荷载作用,在结构设计中应进行相应的结构裂缝验算。
1.3 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。
1.4 施工不当引起的裂缝在混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放等过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,则容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。
裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异,比较典型和常见的有:1)水池池壁较薄。
2)预埋件未焊好止水板(环),或安装前未将锈皮及油渍清除干净。
3)固定模板的对拉螺栓(或铁丝)部位形成裂缝而致漏水。
4)钢筋施工不当形成裂缝而致漏水。
有关水池结构的节点等细部构造要求在相应的规范、规程中有规定。
设计时应注意使水池结构的整体满足结构选型及布置的合理性外,同时还应保证所采用的水池结构的计算模型与水池的实际受力状态一致,这就需要通过构造措施来实现。
如果设计采用的构造措施不当或缺失,就会使结构实际受力情况与计算模型不符,从而难免在结构中形成薄弱部位以致产生破坏性裂缝。
2 水池设计中的裂缝控制根据GB50069–2002 给水排水工程构筑物结构设计规范[2]要求,裂缝控制通过抗裂度验算、裂缝开展宽度验算和构造措施来实现。
规范[2,3]推荐的裂缝宽度验算公式如下:max=1 8 (sq/E s)(1 5c+0 11d/!te)(1+∀1)# =1 1-0 65f tk/(!te sq∀2)式中 max!!!最大裂缝宽度,mm;!!!裂缝间受拉钢筋不均匀系数(0 4~1 0);sq!!!纵向受拉钢筋应力,N/mm2;E s!!!钢筋弹性模量,N/mm2;c!!!混凝土保护层厚度,mm;d!!!纵向受拉钢筋直径,mm;!te!!!按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率;#!!!纵向受拉钢筋表面系数;∀1、∀2!!!按受弯或大偏心受拉(压)情况所采用的系数;f tk!!!混凝土轴向抗拉强标准值,N/mm2。
设计时一般先根据强度计算结果初步确定配筋,然后进行裂缝宽度验算。
在水池结构中,根据水池的盛水性质(清、污水)及其使用功能,最大裂缝宽度一般应控制在0 2mm或0 25m m。
运用上述公式进行验算时,可归纳出一些在相同配筋率下有利307于裂缝控制的因素。
下面,根据分析裂缝成因来探讨如何在设计中采取恰当的措施以控制裂缝的发生和发展。
2.1 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基础资料的收集使用中做到完整、准确。
在掌握了全面可靠的荷载作用基础资料后,就需要对池体结构建立正确的计算模型和选择合理的荷载组合,以确保其内力及变形的计算值与水池的实际工作情况一致。
一般而言,此设计阶段的主要问题如下:1)基础梁、板计算时采用的地基假定是否合理;2)支座假定是否合理;3)荷载最不利组合是否选择正确;4)极端温(湿)差出现的部位及取值是否有误。
2.2 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。