關(guān)于超長(zhǎng)鋼筋混凝土水池設(shè)計(jì)若干方面探究

朱文靜

（博天環(huán)境集團(tuán)股份有限公司，湖北 武漢 430062）

在水處理工程中，超長(zhǎng)鋼筋混凝土水池是不可或缺的。設(shè)計(jì)超長(zhǎng)鋼筋混凝土水池時(shí)，如何處理好溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力是重中之重。一旦在設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，水池就會(huì)發(fā)生滲漏，雖然裂縫的出現(xiàn)對(duì)承載力的影響有限，但會(huì)使水處理系統(tǒng)的處理能力大打折扣；滲漏嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)拐麄€(gè)工程報(bào)廢。在超長(zhǎng)混凝土水池設(shè)計(jì)時(shí)，計(jì)算固然是必不可少的，但構(gòu)造措施更為重要，本文對(duì)其中一些構(gòu)造措施做了一些探討。

1 伸縮縫

1.1 伸縮縫設(shè)置原則

在設(shè)置伸縮縫時(shí)，要遵循以下原則：第一，伸縮縫設(shè)置時(shí)，需考慮結(jié)構(gòu)的整體布置，使分縫后的每個(gè)部分達(dá)到受力均衡；第二，在工作過(guò)程中，對(duì)于伸縮縫要做好嚴(yán)格的保護(hù)，不僅在強(qiáng)度、防腐性能、衛(wèi)生狀況要滿(mǎn)足既定的要求，而且在耐溫性能上，水密性能上，耐久性上也要得到保證；第三，伸縮縫的間距，要考慮到多方面的情況，其中包括溫差，濕差，水池的形狀，施工過(guò)程等各個(gè)因素的影響，而且，伸縮縫要在立面上通高設(shè)置；第四，伸縮縫的寬度，要依據(jù)實(shí)際的伸縮變形量來(lái)選擇，但是總的來(lái)說(shuō)，伸縮縫的寬度設(shè)置在30毫米到50毫米之間。

1.2 伸縮縫節(jié)點(diǎn)詳圖

圖1 伸縮縫節(jié)點(diǎn)示意圖

止水帶，嵌縫材料，填縫板是伸縮縫的重要組成部分。根據(jù)止水帶設(shè)定的方式，可分為埋入式和外貼式兩種。如圖1所示。

1.3 伸縮縫的主要組成材料

1.3.1 止水帶

止水帶是伸縮縫中最主要的隔水材料，其工作位置橫跨伸縮縫而截?cái)酀B徑。

止水帶分為剛性止水帶及柔性止水帶。由于剛性止水帶在接長(zhǎng)時(shí)加工不便且變形時(shí)適應(yīng)性差，目前已很少采用；柔性止水帶主要由橡膠類(lèi)材料制造，具有接長(zhǎng)方便、對(duì)變形的適應(yīng)性強(qiáng)，并易于加工成與混凝土咬接牢固的各類(lèi)埋入式或外貼式止水帶。

1.3.2 嵌縫板

嵌縫板的作用是在縫隙中作為嵌縫材料的支承材料，并防止縫外的砂礫和碎石等硬質(zhì)材料進(jìn)入縫隙中妨礙縫隙的張合變形。

嵌縫板的材料通常有發(fā)泡橡膠或塑料和軟木質(zhì)材料。

1.3.3 嵌縫材料

嵌縫材料的作用是封閉縫的表面，在伸縮縫表面形成防滲屏障。

由于嵌縫料對(duì)尺寸要求精度較高，因此目前一般采用注入器施工，用注入器施工的嵌縫料通常有聚硫橡膠、聚氨酯和硅膠等。

2 后澆帶、膨脹加強(qiáng)帶后澆帶，膨脹加強(qiáng)帶設(shè)置時(shí)，要注意以下這些問(wèn)題：第一，后澆帶或加強(qiáng)帶應(yīng)盡量設(shè)置在水池的中間，且間距不宜大于規(guī)范對(duì)伸縮縫的間距要求。第二，要分清楚后澆帶和加強(qiáng)帶之間的區(qū)別。后澆帶是在帶兩側(cè)先澆筑混凝土，待兩側(cè)混凝土澆筑45～60天后采用比兩側(cè)強(qiáng)度高一級(jí)的無(wú)收縮或微膨脹混凝土進(jìn)行帶內(nèi)澆筑。膨脹加強(qiáng)帶有三種，分別是連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶、間歇式膨脹加強(qiáng)帶和后澆式膨脹加強(qiáng)帶，目前主要是采用連續(xù)式膨脹加強(qiáng)帶。采取膨脹加強(qiáng)帶措施的水池需在整個(gè)結(jié)構(gòu)中添加膨脹劑，其中帶內(nèi)膨脹劑摻量一般為10%～12%（等量替代水泥），帶外膨脹劑摻量一般為6%～8%（等量替代水泥）。第三，帶寬一般為1～2m。為了大家更好的理解后澆帶和加強(qiáng)帶，圖2展示了后澆帶和膨脹加強(qiáng)帶的節(jié)點(diǎn)。

圖2 后澆（加強(qiáng)）帶節(jié)點(diǎn)示意圖

3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)要注意以下問(wèn)題：第一，在超長(zhǎng)混凝土水池的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，充分利用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，對(duì)易導(dǎo)致混凝土水池發(fā)生裂縫的應(yīng)力和分布位置進(jìn)行研究，在這些位置放入預(yù)應(yīng)力鋼筋，以此來(lái)防止裂縫的發(fā)展。在預(yù)應(yīng)力發(fā)揮作用的過(guò)程中，還要利用補(bǔ)償收縮的方法，這樣可以使超長(zhǎng)混凝土水池?cái)[脫對(duì)伸縮縫的依賴(lài)。第二，在采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的過(guò)程中，要利用高強(qiáng)度的鋼筋材料以及高強(qiáng)度的混凝土。其具體施工如下：首先，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行錨固工作，這樣可以使混凝土構(gòu)件獲得張拉力。其次，在無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工的過(guò)程中，沒(méi)有穿筋灌漿的工序，也沒(méi)有必要設(shè)置預(yù)留的空間，這樣就使得整個(gè)工序簡(jiǎn)單化；再者，在處理預(yù)應(yīng)力鋼筋的過(guò)程中，電熱張拉的方法和機(jī)械張拉的方法可以得到應(yīng)用。為了使大家更好理解無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的施工情況，圖3予以展示。

圖3 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土施工圖

4 比較三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1 設(shè)置伸縮縫。

優(yōu)點(diǎn)：1）可以有效解決溫度應(yīng)力和混凝土構(gòu)件產(chǎn)生的伸縮應(yīng)力的問(wèn)題，2）可以讓每個(gè)個(gè)體受力明確，3）適用范圍廣，能夠適應(yīng)各類(lèi)的水池。

缺點(diǎn)；1）止水帶一般采用橡膠制成，在使用一段時(shí)間后，由于橡膠老化及伸縮縫兩側(cè)的不均勻沉降導(dǎo)致止水帶的破損，使設(shè)置止水帶的地方經(jīng)常發(fā)生滲漏，在高溫水池中發(fā)生概率更大，而且由于止水帶無(wú)法更換，一旦發(fā)生止水帶破損導(dǎo)致的滲漏，很難處理；2）結(jié)構(gòu)的整體性能差，無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜構(gòu)筑物及地質(zhì)情況。在水池設(shè)計(jì)時(shí)，僅9度區(qū)需考慮抗震計(jì)算，而在這方面的抗震性能達(dá)不到高標(biāo)準(zhǔn)。。

4.2 后澆帶或膨脹加強(qiáng)帶

優(yōu)點(diǎn)：1）避免了伸縮縫，使得結(jié)構(gòu)的整體性能增強(qiáng)。2）解決了混凝土的收縮應(yīng)力。

缺點(diǎn)：1）后澆帶施工周期長(zhǎng)，且后澆帶需放置45～60天后再施工，這樣使帶內(nèi)經(jīng)常有難以清除的建筑垃圾，且在澆筑后澆帶時(shí)，需對(duì)兩側(cè)混凝土鑿毛，不方便施工；2）后澆帶澆筑后，通常會(huì)在帶兩側(cè)形成兩道通長(zhǎng)的施工縫，常常成為滲漏的重災(zāi)區(qū)。3）膨脹加強(qiáng)帶沒(méi)有后澆帶的缺點(diǎn)，但造價(jià)較高。4）這兩種方法無(wú)法解決溫度應(yīng)力的問(wèn)題，溫度應(yīng)力還是需要通過(guò)計(jì)算解決。這就導(dǎo)致其只能夠用在溫差較小的水池中。

4.3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)

優(yōu)點(diǎn)：1）水池的抗震性，整體性，耐久性大幅度提高；2）利用無(wú)縫技術(shù)，解決了滲漏的問(wèn)題；3）適用于各種類(lèi)型的水池。

缺點(diǎn)：1）由于是新興技術(shù)，對(duì)施工技術(shù)的要求比較高；2）水池壁厚較薄，不便于錨具的固定，3）工程的投資金額較大。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在超長(zhǎng)混凝土水池的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際的情況選用不同的方法，或?qū)追N方法結(jié)合起來(lái)，才能使超長(zhǎng)鋼筋混凝土水池的設(shè)計(jì)達(dá)到使用要求，避免出現(xiàn)過(guò)大的裂縫，并獲得比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］SH/T 3132-2002，石油化工鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］DL/T 5215-2005，水工建筑物止水帶技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］CECS 117: 2000，給水排水工程混凝土構(gòu)筑物變形縫設(shè)計(jì)規(guī)程［S］.

［4］JGJ T92-1993，無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范［S］.

[5] 給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[6] 卞延彬，余建興，劉志剛，張成有.預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大型水池中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2005（11）.