鋼筋混凝土水池設(shè)計中的裂縫控制

焉永強

大連市市政設(shè)計研究院有限公司

鋼筋混凝土水池設(shè)計中的裂縫控制

焉永強

大連市市政設(shè)計研究院有限公司

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當前水池設(shè)計與建設(shè)的主要形式，是公用工程中主要的類型，對供水、排水、調(diào)水等市政工程的具體功能有著保障的作用，出現(xiàn)鋼筋混凝土水池的裂縫會出現(xiàn)鋼筋混凝土水池滲漏問題，影響公用和市政工程的性能，進而影響整個生產(chǎn)與生活。本研究從鋼筋混凝土水池設(shè)計具體工作入手，研討了鋼筋混凝土水池裂縫的危害，分析了鋼筋混凝土水池設(shè)計中產(chǎn)生裂縫的原因，提供了鋼筋混凝土水池設(shè)計中防范和控制裂縫的具體方法。

鋼筋混凝土水池；裂縫；設(shè)計；荷載；結(jié)構(gòu)；收縮；材料

1 前言

在市政給排水工程和公用環(huán)境工程中，經(jīng)常采用鋼筋混凝土水池的設(shè)計，以此來實現(xiàn)水資源的調(diào)配與控制，鋼筋混凝土水池的建設(shè)工作已經(jīng)成為城市化進程中重要的一部分，受到了社會、行業(yè)與公眾的共同關(guān)注。在鋼筋混凝土水池設(shè)計具體工作中，受到各類因素的制約與影響，會產(chǎn)生鋼筋混凝土水池的裂縫，進而造成鋼筋混凝土水池的滲漏，嚴重影響給排水功能，甚至會造成對生產(chǎn)、生活和環(huán)境的危害。應(yīng)該從鋼筋混凝土水池設(shè)計的具體工作入手，正確認知鋼筋混凝土水池裂縫的危害，從荷載、材料等基本環(huán)節(jié)出發(fā)，探尋控制鋼筋混凝土水池裂縫的設(shè)計要點，形成科學的鋼筋混凝土水池設(shè)計體系，在確保鋼筋混凝土水池設(shè)計質(zhì)量的同時，實現(xiàn)對城市生產(chǎn)生活和環(huán)境建設(shè)等重要工作的基礎(chǔ)性支持。

2 鋼筋混凝土水池裂縫的危害

鋼筋混凝土在溫變、受力等情況下出現(xiàn)裂縫是常見為現(xiàn)象，如果鋼筋混凝土水池出現(xiàn)裂縫將會影響到鋼筋混凝土水池的結(jié)構(gòu)安全，從而降低了鋼筋混凝土水池的負荷能力，使鋼筋混凝土水池難于實現(xiàn)預定的設(shè)計目標。鋼筋混凝土水池裂縫會影響到整體的功能穩(wěn)定，由于裂縫會導致鋼筋混凝土水池出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性功能障礙，不能完全發(fā)揮鋼筋混凝土水池的設(shè)計功能，影響到生活生產(chǎn)中對水資源利用、調(diào)整等各項需求，進而影響到整個城市的生產(chǎn)、建設(shè)與發(fā)展。

3 鋼筋混凝土水池設(shè)計中產(chǎn)生裂縫的原因

3.1 荷載過大產(chǎn)生的鋼筋混凝土水池裂縫

在鋼筋混凝土水池設(shè)計過程中對基礎(chǔ)資料掌握不全面，計算出現(xiàn)疏失，設(shè)計考慮不周全等問題會導致對鋼筋混凝土水池荷載沒有全面而周到的計算，進而在荷載的影響下出現(xiàn)鋼筋混凝土水池裂縫。

3.2 混凝土收縮產(chǎn)生的鋼筋混凝土水池裂縫

混凝土在成型的硬化期會產(chǎn)生收縮，進而使混凝土內(nèi)外表現(xiàn)出拉力效應(yīng)，如果收縮的強度過大會在混凝土內(nèi)部和表面形成收縮裂縫，在鋼筋混凝土水池中經(jīng)常出現(xiàn)裂縫的部位在構(gòu)件的中部，這會影響到鋼筋混凝土水池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并會造成鋼筋混凝土水池的滲漏，嚴重影響鋼筋混凝土水池的功能。

3.3 混凝土原材料質(zhì)量產(chǎn)生的鋼筋混凝土水池裂縫

混凝土原材料中水泥、骨料和沙石是重要的組成，這些原材料如果存在質(zhì)量與技術(shù)的隱患會導致鋼筋混凝土表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)上、形狀上和功能上的隱患，使鋼筋混凝土水池出現(xiàn)裂縫，并且會造成鋼筋混凝土水池一系列的問題，即便經(jīng)過修復也只能滿足基本要求，并且會留有更深層次的隱患。

3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生的鋼筋混凝土水池裂縫

結(jié)構(gòu)設(shè)計事關(guān)鋼筋混凝土水池的細部構(gòu)造和具體功能，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計中沒有突出對鋼筋混凝土水池裂縫的控制，將會為裂縫的產(chǎn)生提供結(jié)構(gòu)性基礎(chǔ)，形成受力情況不清、計算模型失誤等問題，造成鋼筋混凝土水池出現(xiàn)破壞性、系統(tǒng)性的裂縫。

4 鋼筋混凝土水池設(shè)計中防范和控制裂縫的具體方法

4.1 防范鋼筋混凝土水池荷載裂縫的措施

在鋼筋混凝土水池設(shè)計要全面掌握基礎(chǔ)性資料，特別對于鋼筋混凝土水池的荷載要有系統(tǒng)的把握，要重點對地質(zhì)資料、土壤現(xiàn)狀、水位變化、氣候特點等參數(shù)做到全面掌控，以避免鋼筋混凝土水池在外部條件變化時而出現(xiàn)荷載裂縫。同時，要進行荷載的全面計算，對極端工況和具體設(shè)計進行全面驗算，控制鋼筋混凝土水池的荷載點，重點對內(nèi)力控制點、變形控制點、應(yīng)力集中點進行把控，以達到對荷載裂縫綜合地防范。

4.2 防范鋼筋混凝土水池收縮裂縫的措施

在鋼筋混凝土水池設(shè)計過程中應(yīng)該確定影響混凝土收縮的各類因素，特別對于施工環(huán)境中溫度、濕度、朝向、結(jié)構(gòu)等外部因素，混凝土結(jié)構(gòu)特點、水化熱比值、表面顏色等內(nèi)部因素加強控制，以此來控制鋼筋混凝土水池在收縮時的應(yīng)力與強度，避免鋼筋混凝土水池內(nèi)部和表面出現(xiàn)裂縫。

4.3 防范鋼筋混凝土水池原材料裂縫的措施

在鋼筋混凝土水池設(shè)計階段要對混凝土的主要原材料進行技術(shù)與質(zhì)量的控制，要控制水泥的標號、硬化時間、水化熱等關(guān)鍵參數(shù)，要控制沙石的粒徑級別，避免使用針狀和片狀的骨料，要注意外加劑的合理使用，一般提升原材料的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)強度，做到對鋼筋混凝土水池裂縫的有效控制與預防。

4.4 方法鋼筋混凝土水池結(jié)構(gòu)裂縫的措施

有關(guān)水池結(jié)構(gòu)的節(jié)點等細部構(gòu)造要求在相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程中有規(guī)定。設(shè)計時應(yīng)注意使水池結(jié)構(gòu)的整體滿足結(jié)構(gòu)選型及布置的合理性外,同時還應(yīng)保證所采用的水池結(jié)構(gòu)的計算模型與水池的實際受力狀態(tài)一致,這就需要通過構(gòu)造措施來實現(xiàn)。要重點對鋼筋混凝土水池設(shè)計采用的構(gòu)造進行全面檢驗，使結(jié)構(gòu)實際受力情況與計算模型相符，做到對裂縫的控制。

5 結(jié)語

鋼筋混凝土水池是公用設(shè)施中基本的結(jié)構(gòu)和重要的環(huán)節(jié)，進行鋼筋混凝土水池設(shè)計要通過全面地分析和準確的計算，這樣才能確保鋼筋混凝土水池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與功能健全。裂縫是鋼筋混凝土水池容易出現(xiàn)的問題，在鋼筋混凝土水池設(shè)計的細節(jié)和過程中要將裂縫的隱患作為注意的主要目標，通過對各類因素的有效控制，在鋼筋混凝土水池設(shè)計階段消除裂縫隱患，避免裂縫對鋼筋混凝土水池的影響，為實現(xiàn)鋼筋混凝土水池的功能提供結(jié)構(gòu)、功能方面安全與穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

[1]紀政國,趙曉飛.結(jié)合工程實例對超長水池結(jié)構(gòu)裂縫成因及其控制的探討[J].特種結(jié)構(gòu).2011(01)

[2]楊勁峰,林麗虹.鋼筋混凝土水池設(shè)計與施工要點淺析[J].安徽建筑.2011(01)

[3]楊興明,姚諫,盧哲剛.某大型水泵試驗用大型矩形水池設(shè)計[J].低溫建筑技術(shù).2010(07)

[4]趙永福,孫海濤,唐堅梅,楊龍斐.淺議鋼筋混凝土水池設(shè)計[J].工程建設(shè)與設(shè)計.2009(02)

[5]黃文賀,黃文賀.水池設(shè)計的幾點看法和工程經(jīng)驗總結(jié)[J].中外建筑.2009(09)