淺談大型地下水池設(shè)計(jì)中伸縮縫的設(shè)置問(wèn)題＊

王 妍，杜紅秀

淺談大型地下水池設(shè)計(jì)中伸縮縫的設(shè)置問(wèn)題＊

王 妍，杜紅秀

文章從結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的角度談水池設(shè)計(jì)中伸縮縫的設(shè)置問(wèn)題。通過(guò)工程實(shí)例主要講述大型水池結(jié)構(gòu)設(shè)置伸縮縫的弊端，工程采用設(shè)置后澆帶代替伸縮縫來(lái)預(yù)防滲漏。

水池；伸縮縫；后澆帶

隨著我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，城市的不斷發(fā)展擴(kuò)大，人們生活、工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的需要，水池類(lèi)構(gòu)筑物工程的建設(shè)逐年增多。本人正在做的冀東原油儲(chǔ)備庫(kù)項(xiàng)目中水專(zhuān)業(yè)要求做一個(gè)1.5萬(wàn)m3的地面雨水收集池，由于池子太大，按規(guī)范要求需要設(shè)伸縮縫，然而設(shè)置伸縮縫有諸多隱患，下面從結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的角度對(duì)此問(wèn)題談?wù)劚救说目捶ā?/p>

1 設(shè)置伸縮縫的工程現(xiàn)狀

一般水池設(shè)計(jì)中，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、裂縫開(kāi)展寬度、抗浮等計(jì)算，一般均能按規(guī)范要求考慮得較好，但是由于溫度、變形以及不均勻沉降所引起的開(kāi)裂，在工程中卻常常遇到，大多數(shù)出現(xiàn)裂縫的工程實(shí)例表明，設(shè)計(jì)對(duì)溫度、混凝土收縮變形等影響因素的考慮欠缺是問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

本工程的最大問(wèn)題是池體太大，按規(guī)范要求需要設(shè)置伸縮縫，但設(shè)置伸縮縫有很多質(zhì)量安全隱患，具體分析：我國(guó)《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50069－2002）規(guī)定矩形現(xiàn)澆鋼筋混凝土清水池，當(dāng)長(zhǎng)度、寬度較大時(shí)，宜設(shè)置適應(yīng)溫度變化作用的伸縮縫，規(guī)范要求，矩形構(gòu)筑物最大伸縮縫間距一般為20～30 m。構(gòu)筑物的伸縮縫或沉降縫應(yīng)做成貫通式，即在同一剖面上連同基礎(chǔ)或底板斷開(kāi)。這種縫的構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，施工難度較大，設(shè)計(jì)及施工均需十分仔細(xì)，否則就易造成縫的滲漏，主要表現(xiàn)在：

（1）整體性差。

（2）抗震性能差。在地震力作用下，設(shè)縫處很容易損壞（互相碰撞）。隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，近年來(lái)先進(jìn)的國(guó)家都逐漸取消了伸縮縫設(shè)計(jì)而而代之為整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（3）橡膠止水帶處容易漏水（據(jù)調(diào)查很普遍），因?yàn)樵撎幑?jié)點(diǎn)復(fù)雜不易澆注密實(shí)。對(duì)于大面積結(jié)構(gòu)，若底板漏水，水不易排走，很可能造成地基沉陷，導(dǎo)致底板變形、破壞。而對(duì)于地下水池來(lái)說(shuō)，底板修復(fù)非常困難，且不易發(fā)現(xiàn)。

（4）橡膠止水帶易老化。橡膠制品的老化是橡膠材料應(yīng)用中一個(gè)十分突出的問(wèn)題。隨著時(shí)間的推移橡膠制品產(chǎn)生物理力學(xué)性能變化，它的原有功能就會(huì)大大削減。

2 大型水池結(jié)構(gòu)不設(shè)縫的處理方法

近年來(lái)，隨著建筑材料、施工方法的改進(jìn)，為超長(zhǎng)水池不設(shè)縫、少設(shè)縫提供了可能。因此，現(xiàn)在越來(lái)越多的工程技術(shù)人員也在積極探索新的途徑，逐漸取消溫度分隔縫的設(shè)計(jì)，代之以無(wú)縫設(shè)計(jì)。

實(shí)踐中常用的無(wú)縫設(shè)計(jì)方法：設(shè)置混凝土后澆帶或加強(qiáng)帶；使用混凝土膨脹劑；設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工相結(jié)合。

2.1 后澆帶的設(shè)置

當(dāng)設(shè)計(jì)較長(zhǎng)矩形水池時(shí)，設(shè)計(jì)可采用設(shè)置1～2 m寬的后澆帶或加強(qiáng)帶的做法等施工方法來(lái)減少混凝土收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差及不利溫差。后澆帶的設(shè)置可避免部分不利的施工前階段溫差及混凝土前期收縮產(chǎn)生的當(dāng)量溫差，從而增大了構(gòu)筑物伸縮縫的允許間距。后澆帶的間距首先應(yīng)考慮要能有效地削減溫度收縮應(yīng)力，其次考慮與施工縫結(jié)合。在正常的施工條件下，后澆帶的間距宜為20～30 m。后澆帶的保留時(shí)間當(dāng)然越長(zhǎng)越好，但在施工期間也不能無(wú)限延長(zhǎng)而影響后續(xù)工序，一般不應(yīng)少于40 d，最宜60 d。在此期間，混凝土水化熱引起的早期溫差影響基本消失，另外混凝土前期有不少于 30%的收縮量已完成。

本項(xiàng)目通過(guò)和水專(zhuān)業(yè)及總圖設(shè)計(jì)人員協(xié)商，最后將一個(gè)大池子分成了3個(gè)小池子，邊長(zhǎng)為40 m（長(zhǎng)）×28 m（寬）×4.75 m（深），保證原容積不變，然而，規(guī)范規(guī)定地下水池分縫長(zhǎng)度限值為30 m，鑒于以往經(jīng)驗(yàn)，決定在40 m邊長(zhǎng)上設(shè)置1 m寬混凝土后澆帶。

2.2 使用混凝土膨脹劑

混凝土膨脹劑用來(lái)配制膨脹混凝土（包括補(bǔ)償收縮混凝土和自應(yīng)力混凝土），補(bǔ)償收縮混凝土具有補(bǔ)償混凝土干縮和密實(shí)混凝土、提高混凝土抗?jié)B性作用，在土木工程中主要用于防水和抗裂兩個(gè)方面，現(xiàn)在使用較多的場(chǎng)合是配制高等級(jí)防水混凝土和適當(dāng)延長(zhǎng)伸縮縫或后澆帶間距。

使用混凝土膨脹劑的目的就是使混凝土中產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，然而，其產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力值是有限的，也就是說(shuō)超過(guò)一定的界限就起不到應(yīng)有的作用。而且，若從工程耐久性方面考慮，水池結(jié)構(gòu)不宜使用含有鈣礬石類(lèi)的膨脹劑。因?yàn)橛行┡蛎泟┲写嬖谘舆t鈣礬石生成現(xiàn)象，所謂延遲膨脹就是當(dāng)混凝土硬化一段時(shí)間以后，混凝土中的鈣礬石再開(kāi)始膨脹，即混凝土中的鈣礬石與混凝土本身的硬化不同步，因此我們對(duì)于延遲鈣礬石生成的潛在危險(xiǎn)性應(yīng)有充分的認(rèn)識(shí)。

2.3 設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工相結(jié)合

一般說(shuō)來(lái)，影響裂縫的主要因素是溫差及混凝土的收縮，溫度越高、混凝土收縮越大，裂縫的數(shù)量及寬度也越大。因此，設(shè)計(jì)人員要從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面來(lái)加強(qiáng)控制。設(shè)計(jì)方面，增加配筋率或減小鋼筋直徑能增加混凝土的極限拉伸，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中處或大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，沿截面均勻配置細(xì)、密的構(gòu)造鋼筋或鋼筋網(wǎng)片，可提高構(gòu)件的抗裂能力。施工方面，不要過(guò)分強(qiáng)調(diào)加快工程進(jìn)度，不要過(guò)分追求水泥的早、高強(qiáng)，尤其不要不分場(chǎng)合地使用早強(qiáng)型水泥。在混凝土中考慮摻加緩凝劑和減水劑，降低水灰比，適當(dāng)增加粉煤灰的用量，減少水泥用量?；炷琳駥?shí)成型后，要盡早表面覆蓋，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間，特別是夏季和大風(fēng)天氣。

設(shè)計(jì)與施工息息相關(guān)。設(shè)計(jì)人員要了解施工，了解施工中新材料、新技術(shù)、新方法，了解施工順序。施工對(duì)設(shè)計(jì)的要求，使設(shè)計(jì)切合實(shí)際、方便施工。另一方面設(shè)計(jì)人員對(duì)施工方未按規(guī)范進(jìn)行施工等施工失誤所產(chǎn)生的滲漏裂縫處理，也應(yīng)有所了解、準(zhǔn)備，對(duì)當(dāng)前常用處理裂縫和堵漏的方法及所用材料應(yīng)有所了解，以便更好地完成設(shè)計(jì)的后期服務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本人認(rèn)為水池類(lèi)構(gòu)筑物并非必須保證不開(kāi)裂，對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)講重要的是做好裂縫控制。一方面設(shè)計(jì)人員要事先對(duì)可能的不利因素及其影響予以預(yù)防，另一方面施工過(guò)程中萬(wàn)一發(fā)生較大裂縫要有相應(yīng)的處理方法及技術(shù)措施，確保工程交付驗(yàn)收及投產(chǎn)后的安全生產(chǎn)及運(yùn)行需要。

（太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西 太原 030024）

Discusses in Shallowly the Large－scale Underground Tank Design Expansion Joint Establishment Question

Wang Yan，Du Hongxiu

The article discusses in the basin design from the structure specialized angle the expansion joint establishment question. Through the project example main narration large－scale basin structure establishment expansion joint’s malpractice, after the project uses the establishment, the pouring belt replaces the expansion joint to prevent the leakage.

basin; expansion joint; latter pouring brings

TU378

A

1000－8136（2010）36－0003－02

山西省科技開(kāi)發(fā)研究項(xiàng)目（編號(hào)：2007115）