工业水池墙体刚度控制方法浅析

工业水池墙体刚度控制方法浅析

余玉丹,黄奇斌,李安政,潘祥健

中建五局第二建设有限公司

安徽合肥 230001

摘要：水池是一种较为普通的特种结构，用途非常广泛，在工艺中主要起到储存、连接、转换等工作。对于工业水池结构设计，墙体刚度控制的研究是有其必要性的，随着现代社会经济发展，工业水池必将在各类建筑中广泛应用。

关键词：钢筋混凝土工业水池、裂缝、变形、原因、控制措施

水池是工业设计项目中不可缺少的重要构筑物，由于工业类别、工艺要求不同，一般都会对水池进行设计（例如污水池、消防水池等）。近二三十年来，钢筋混凝土工业水池结构施工技术和工艺得到了很大的提高，但一直存在一个相当普遍的质量问题：钢筋混凝土水池结构的开裂和变形问题，这已经影响到水池结构的安全与正常使用，困扰着大批的工程技术人员和管理人员，是一个急需解决的技术难题。

在混凝土工业水池施工过程中，开裂与变形是一个既普遍存在又难以解决的问题，水池产生裂缝、变形的原因有很多，总体分为两大类：结构性裂缝变形和非结构性裂缝变形。结构性开裂变形中一种是由外荷载（如静、动荷载）的直接作用引起的开裂、变形：一是结构强度未达到设计值而受到动载的冲击，从而导致裂缝、变形；二是结构强度已达到设计值，其因收到地震荷载或超过了设计荷载，从而引起的开裂、变形。非结构性开裂变形主要是受温度、不均匀沉降、材料、设计、施工、维护等因素产生的开裂、变形。结构性开裂变形的几率约为20%，非结构性开裂变形的几率约为80%。由此可见，结构性开裂变形通过我们对设计计算以及观察水池的正常使用情况就能控制其开裂变形的产生，而非结构性开裂变形将在以下详加叙述。

一、工业水池开裂、变形成因

1. 温度变化引起的开裂、变形

气温的降低会使混凝土表面引起很大的拉应力，有时温度的应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂、抗变形能力时就会出现开裂变形，这种开裂变形一般只在混凝土表面较浅的范围内发生。

2. 材料造成的工业水池开裂、变形

混凝土是由水泥、骨料、水以及其他材料混合而成的非均质脆性材料，材料的适当以及材料的质量能否保证是极其重要的。另外混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当，也会严重增加了混凝土的收缩；因此，由材料不当或材料质量问题引起的墙体开裂、变形，即便经过修复后能满足正常使用，但仍存有结构安全隐患，所以一定要注重材料的事前防范。

3. 配筋不足造成的工业水池开裂、变形

钢筋配筋间距过大、配筋率小的混凝土结构开裂多，无钢筋混凝土比有钢筋混凝土开裂的多。钢筋的位置及绑扎流程错误，保护层过大或过小都有可能导致混凝土开裂、变形。

4. 养护条件造成的工业水池开裂、变形

养护是使混凝土正常硬化的重要手段。养护条件对裂缝的出现有着关键的影响。在标准养护条件下，混凝土硬化正常，不会开裂，但只适用于试块或是工厂的预制件生产，现场施工中不可能拥有这种条件。现场混凝土养护越接近标准条件，混凝土开裂可能性就越小。

5. 人为造成的工业水池开裂、变形

     由于设计不满足使用要求、技术交底未到位、施工管理人员、监理监督未监督到位、各部门未相互协调、施工过程工人未严格按照规范、图纸施工都会直接或间接导致水池墙体质量问题。

二、工业水池开裂、变形的控制

1. 材料的选择和配比

在钢筋混凝土的材料选择上一定要重视，这和钢筋混凝土的质量有着直接的关系，要采用抗渗透性好且水热化较低的混凝土，坚决抵制用廉价低质量的不符合实际要求的施工材料。在配比过程中，严格的控制砂石骨料和水泥的比例，由于钢筋混凝土水池一般都体积庞大，容易产生裂缝，可以适当地加入外加剂，防止水池池壁出现裂缝，提高钢筋混凝土水池池壁的抗裂性能。

2. 混凝土浇筑

施工前要确定浇筑混凝土层段的模板、钢筋、预埋件、支模等全部安装完成并检查合格；要确定混凝土浇筑方案；提前对操作班组进行全面的施工技术培训。浇筑时要均匀的将混凝土灌注在浇筑层上，同时混凝土振捣要密实，防止漏振，也要避免过振。一般每个点的振捣时间为20~30秒，最终以混凝土表面不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。

3. 混凝土养护

在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温养护，缓解降温，减少温度的应力作用，夏季应该避免暴晒，注意保湿。混凝土浇筑完毕的12小时以内进行覆盖土工布浇水养护，浇水时间不得少于14天，浇水的次数应保持混凝土具有湿润状态，确定合理的拆模时间。混凝土浇筑后要加强早期的养护，防止干缩裂缝，加强混凝土早期养护是保证质量的关键。

工业水池墙体的开裂和变形是工程中常见的弊病难以避免，从开始到竣工每个环节的疏漏都有可能造成对结构的损害，从而影响水池的正常使用，通过上述对水池开裂、变形的原因分析，在施工过程中采取相应的预防措施，可以很大程度上减少对混凝土结构裂缝、变形的产生，从而保证结构安全。

参考文献

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[2]梁永三，侯俊强.钢筋混凝土水池裂缝的形成及控制[J].内蒙古石油化工，2002

[3]李明顺，徐有邻等.混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002

[4]门月仙，大型钢筋混凝土矩形水池的结构设计[J].工程建设与设计，2008（10）

[5]王冬花，钢筋混凝土水池优化设计[D].合肥工业大学，2009