淺談鋼筋混凝土水池裂縫的成因與控制

路繩巖

河南省第一建筑工程集團有限責(zé)任公司（450014）

鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)的裂縫不僅直接影響到了外觀、水池滲漏，并且對結(jié)構(gòu)的安全也有著一定的威脅。分析了水池工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因、施工過程及原材料等方面，探討了防止水池結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的幾種措施。

1 鋼筋混凝土水池裂縫的成因

通常混凝土裂縫有兩種形式，一種是混凝土的受力變形裂縫，另一種是混凝土自身的體積變形導(dǎo)致裂縫?，F(xiàn)實施工中，鋼筋混凝土水池裂縫的成因非常復(fù)雜，有多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因，比如∶溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)）,模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。鋼筋混凝土水池裂縫的種類，就其產(chǎn)生的主要原因，大致可分為以下幾種∶

1.1 溫度變化引起的裂縫

混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或原有混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力，有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時即會出現(xiàn)裂縫。因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要（溫度裂縫區(qū)別于其它裂縫的最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏）。

1.2 收縮引起的裂縫

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。

塑性收縮∶發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4～5 h左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量很大,可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時應(yīng)控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實?？s水收縮（干縮）∶混凝土結(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產(chǎn)生收縮裂縫?；炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件（超過3%），鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面就容易出現(xiàn)龜裂裂紋。

1.3 沉陷引起的裂縫

沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟,或回填土不實或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因為模板剛度不足，模板支撐間距過大或支撐底部松動等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30°～45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。

1.4 施工不當(dāng)引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、堆放等過程中,若施工工藝不合理施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫。裂縫出現(xiàn)的部位、走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型和常見的有∶

1）因水池池壁較高,每次支立的模板相對較高，當(dāng)混凝土和易性欠佳或澆注方法不當(dāng)時，拌合物一旦產(chǎn)生離析，就會使混凝土不均勻，局部出現(xiàn)空洞、蜂窩、麻面等現(xiàn)象。

2）預(yù)埋件或止水鋼板未焊好，預(yù)埋件安裝前未將銹皮或油漬清除干凈,影響與混凝土的黏結(jié)，形成裂縫而致漏水。預(yù)埋件周圍的混凝土未澆搗密實，形成蜂窩、孔洞，同混凝土毛細孔連通，引起漏水、滲水。尤其在預(yù)埋件稠密處，更易發(fā)生此類問題。此外預(yù)埋件固定不牢,在受外力碰撞或振動時產(chǎn)生松動，與混凝土之間形成裂縫。

3）鋼筋施工不當(dāng)形成裂縫，主要原因是綁扎鋼筋時，未按規(guī)定設(shè)置足夠的保護層，或留保護層的方法不當(dāng)，致使鋼筋與模板直接接觸，或有貫通內(nèi)外壁的鋼筋、鐵絲等。

4）施工質(zhì)量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計量不準(zhǔn)，結(jié)果造成混凝土強度不足和其他性能（和易性、密實度）下降，導(dǎo)致混凝土開裂。

2 施工技術(shù)控制

2.1 原材料的控制

2.1.1 水泥

選用的水泥要求性能穩(wěn)定，水化熱偏低、活性好、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小、水泥與外加劑間的適應(yīng)性良好、并且原材料色澤均勻一致的特性。

2.1.2 砂

中砂，砂子的細度模數(shù)控制在2.3以上，顏色一致，其含泥量控制在3%以內(nèi)，大于5 mm的純泥含量小于1%。石子：碎、卵石，粒徑控制在5～20 mm之間。

2.1.3 粉煤灰

選用細度小，顏色淺，含碳量低，質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)II級粉煤灰。

2.1.4 外加劑

選用的外加劑必須減水效果明顯，能夠滿足混凝土的各項工作性能。

2.2 混凝土的澆筑

為了嚴格控制由于施工原因造成的裂縫產(chǎn)生和發(fā)展，除嚴格執(zhí)行設(shè)計技術(shù)要求外，施工人員還應(yīng)注意以下幾點∶

2.2.1 模板要求

模板應(yīng)牢固、密實，不得漏漿。模板發(fā)生變形和漏漿，極易引起水池漏水。內(nèi)、外模之間不宜用拉筋固定,因為混凝土發(fā)生收縮將在拉筋處出現(xiàn)滲漏點；當(dāng)無法避免使用拉筋時，應(yīng)在每一根拉筋上加焊止水環(huán)。為了減少施工縫，池壁最好一次支模，一次澆注到頂。

2.2.2 混凝土澆筑

由于水池池壁相對較高，為避免混凝土產(chǎn)生離析，澆筑時應(yīng)格控制拌合物的自由落差?；炷磷杂尚堵涓叨纫话悴灰顺^2 m，超過2 m時應(yīng)采用串筒、溜管等工具進行緩沖。澆筑可分層分段進行，每層不宜大于0.5 m,但應(yīng)注意層與層、段與段之間的澆筑時間間隔不得超過初凝時間,以免出現(xiàn)冷縫?；炷翝仓r，對側(cè)面模板壓力很大，應(yīng)注意控制初凝前的澆筑高度不要過大，并要隨時觀測和檢查模板、支撐的變形情況，以防發(fā)生位移變形造成事故。

2.2.3 提高混凝土振搗的質(zhì)量

抗?jié)B混凝土應(yīng)全面細致地進行振搗。投料和振搗要形成一定的順序，防止漏振、欠振。要在下層混凝土初凝前投放上層混凝土，振搗棒宜插入下層混凝土中10 cm左右，以保證接層部位混凝土的質(zhì)量；每次投料后應(yīng)從底層開始，漸漸上移進行振搗，這樣可以避免拌合物離析;要嚴格控制振搗時間，以混凝土開始泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn),不得欠振或超振。

3 正確合理的使用外加劑

1）摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應(yīng)多進行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經(jīng)濟。

2）水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充；減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形所導(dǎo)致的混凝土裂縫。

3）使用混凝土膨脹劑（如膨脹劑MPC、UEA-H）能使混凝土產(chǎn)生適度膨脹,在鋼筋和鄰位的約束下，在結(jié)構(gòu)中建立預(yù)壓應(yīng)力，這一預(yù)壓應(yīng)力可大致抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，從而防止或減少混凝土收縮開裂。

4 混凝土的成品保護與養(yǎng)護

混凝土養(yǎng)護主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，結(jié)合施工時氣候因素，在高溫季節(jié)泵送時，混凝土表面宜及時使用覆蓋塑料薄膜、濕草袋覆蓋,尤其在7～8月份中午陽光直射時,宜加強覆蓋養(yǎng)護,以避免快速硬化后,產(chǎn)生混凝土表面溫度和收縮裂縫。在寒冷季節(jié),混凝土表面應(yīng)設(shè)草簾覆蓋保溫措施，以減少混凝土表面的熱擴散,降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。拆模后混凝土表面應(yīng)加覆蓋并且也要定時澆水，以保持表面濕潤。根據(jù)以往施工經(jīng)驗加強養(yǎng)護措施和延長養(yǎng)護時間能有效地預(yù)防混凝土裂縫。

5 結(jié)語

鋼筋混凝土水池的施工實踐說明，水池的裂縫產(chǎn)生和發(fā)展是可以從根本上得到控制和減少的，我們必須重視溫差及混凝土收縮、水化熱、以及不均勻沉降和施工過程的控制等對水池裂縫寬度的影響，具體的施工中要靠我們多觀察、多比較、多分析、多總結(jié)等結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。

[1]GB50334-2002,城市污水處理廠工程質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[2]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.