蓄水池裂縫防治措施研究

周輝

(陜西富源水電工程有限公司，陜西 咸陽(yáng)712000)

蓄水池是由人工材料合成，具有防滲作用的蓄水設(shè)施。鋼筋混凝土蓄水池是供水工程中常用的蓄水構(gòu)筑物，在供水中發(fā)揮著重要的調(diào)蓄作用。但在實(shí)際工程中，混凝土在凝結(jié)硬化過(guò)程中會(huì)發(fā)生體積收縮，收縮造成的內(nèi)應(yīng)力可使混凝土產(chǎn)生細(xì)微裂紋和裂縫;混凝土配合比不合理因混凝土離析或密實(shí)度差而產(chǎn)生裂縫及因施工不當(dāng)引起的混凝土裂縫時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了蓄水池的質(zhì)量和蓄水功能，制約著供水工程的安全運(yùn)行。

1 蓄水池裂縫成因分析

在實(shí)際工程中，水池混凝土的裂縫問(wèn)題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問(wèn)題，它影響工程順利移交，又影響業(yè)主使用，混凝土水池裂縫產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫:如溫度變化、收縮、膨脹、不均勻沉陷等原因引起的裂縫，裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。

(1)未充分考慮荷載平衡，池內(nèi)單位面積上的水壓長(zhǎng)期處于過(guò)大狀態(tài)，易造成墻體產(chǎn)生裂紋，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)、維修將進(jìn)一步發(fā)展成為裂縫;

(2)未按地質(zhì)條件推求地基承載力，因地基承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而產(chǎn)生地基不均勻沉陷，造成蓄水池在外力作用下產(chǎn)生裂縫;

(3)使用的建筑材料不符合當(dāng)?shù)貧夂驐l件變化，夏天酷熱、冬季寒冷，晝夜溫差大，水泥凝結(jié)硬化過(guò)程中會(huì)發(fā)生體積收縮，收縮造成的內(nèi)應(yīng)力可使混凝土產(chǎn)生細(xì)微裂紋;

(4)混凝土配合比不合理因混凝土離析或密實(shí)度差而產(chǎn)生裂縫及因施工不當(dāng)引起的混凝土裂縫;

(5)因地形地質(zhì)條件限制，蓄水池基本分為矩形池和圓形池，但相對(duì)來(lái)講，矩形池的結(jié)構(gòu)受力條件不如圓形池;

(6)施工技術(shù)水平與施工工藝原因，施工方的防水、防滲技術(shù)不夠成熟也是造成裂縫產(chǎn)生的原因之一;

(7)一些其它的后期因素。

2 蓄水池裂縫的防控措施及對(duì)策

根據(jù)水池產(chǎn)生裂縫原因分析，鋼筋混凝土蓄水池的裂縫造成主要是施工過(guò)程中防控技術(shù)措施不到位及后期使用不當(dāng)或地質(zhì)環(huán)境變化造成的，混凝土裂縫無(wú)處不在，無(wú)法避免。建筑物的破壞往往是從裂縫開(kāi)始，因此，加強(qiáng)裂縫的控制措施。

2.1 施工中的技術(shù)防控措施

(1)通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)圖紙，盡量采用定型圖紙，但結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行校核，不能超越設(shè)計(jì)指標(biāo)。

(2)科學(xué)合理的確定地質(zhì)條件，蓄水池的基礎(chǔ)是建設(shè)的前提，充分了解水池建造地的地質(zhì)條件，采用有效的地基處理措施才可以修建蓄水池，蓄水池的地板基礎(chǔ)要求有足夠的承載能力，平整夯實(shí)，以保證結(jié)構(gòu)沉降為柔性均勻沉降;如在濕性黃土地區(qū)修建水池時(shí)，強(qiáng)烈推薦采用整體式鋼筋混凝土蓄水池，地基土為弱濕性黃土?xí)r，池底應(yīng)進(jìn)行翻夯處理，翻夯深度不得小于100 cm，地基土為中強(qiáng)濕性黃土?xí)r，翻夯深入需加大為200cm，并根據(jù)情況，采取浸水預(yù)沉措施處理。

(3)建筑材料與當(dāng)?shù)貧夂蜃兓嘟Y(jié)合。在建設(shè)蓄水池時(shí)要充分考慮氣候變化，考慮季節(jié)溫差、內(nèi)外溫差、日照溫差及風(fēng)雨等因素等變化對(duì)建筑產(chǎn)生影響。建筑材料如不能滿足溫度應(yīng)力的變化，將會(huì)出現(xiàn)變形損壞現(xiàn)象，如建筑物受曬面與背曬面之間的溫差會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和變形，或者在風(fēng)雨多發(fā)地區(qū)，水池墻體經(jīng)過(guò)風(fēng)侵雨蝕，在加上溫差變化，極易造成墻體由外向內(nèi)層層剝落，發(fā)生裂毀。因此，使用符合當(dāng)?shù)貧夂驐l件變化的防水、防滲、保溫及牢固的框架材料是控制水池發(fā)生裂縫的重要方法之一。

(4)充分利用地形條件，盡量建造圓形鋼筋砼水池。地下式圓形水池結(jié)構(gòu)受力條件比矩形水池要高很多，雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，投入成本較大，但地下式蓄水池具有防凍功效，尤其是在我縣，可以保證蓄水不結(jié)冰，避免了凍脹對(duì)水池的破壞。同時(shí)因結(jié)構(gòu)受力條件較強(qiáng)，避免了因池內(nèi)蓄水對(duì)墻體的過(guò)度壓力造成的破壞。

(5)嚴(yán)格控制由于施工原因造成的裂縫，這就需要施工方具有成熟的技術(shù)工工藝。①模板支撐體系應(yīng)牢固、密實(shí)，接口處均應(yīng)加貼封條，以防止出現(xiàn)漏漿等現(xiàn)象。②合理配置砼的配合比，嚴(yán)格控制水灰比，采取必要的措施，盡可能混凝土一次澆筑到頂。③水池結(jié)構(gòu)施工期間，預(yù)埋件較多，合理布置預(yù)埋件，確保預(yù)埋件的位置和預(yù)埋件的質(zhì)量。④確保砼的養(yǎng)護(hù)工作，在砼終凝前池底表面保溫保濕養(yǎng)護(hù)采用薄膜覆蓋加草簾;池壁的養(yǎng)護(hù)可以延長(zhǎng)模板拆除時(shí)間，并在池壁模板拆除后涂刷養(yǎng)護(hù)劑。⑤施工期間做好管件預(yù)埋工作，確保所有管道等預(yù)埋的位置正確，杜絕后期的處理。

(6)鋼筋的綁扎橫向的必須進(jìn)行焊接，焊接的位置應(yīng)前后左右錯(cuò)開(kāi);縱向鋼筋可以使用綁扎，但彎鉤及搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)定，前后左右也應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。鋼筋制安完成后，進(jìn)行模板安裝，模板安裝均應(yīng)符合縱橫強(qiáng)度和剛度的要求。在澆灌混凝土?xí)r可適量加入外加劑，如加入膨脹劑可以部分抵消混凝土硬化和養(yǎng)護(hù)期間產(chǎn)生的收縮變形，改善結(jié)構(gòu)使用期間溫度變形的適應(yīng)能力，防止溫度裂縫。

(7)加強(qiáng)整體剛度和抗裂度。如在扶壁與底板連結(jié)處，設(shè)置加強(qiáng)腋角增大轉(zhuǎn)角處剛度，分散池角應(yīng)力，同時(shí)在頂部增設(shè)圈梁(暗粱)及采取合理的機(jī)構(gòu)布置和維護(hù)措施以減少溫濕度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

(8)其它因素的防治

①施工前充分考慮池內(nèi)管道的合理鋪設(shè)和出水管道的預(yù)留。隨著供水的需求量逐漸增加，施工前要考慮到后期相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)的管道需求，合理鋪設(shè)內(nèi)部管道，并視實(shí)際情況進(jìn)行管道預(yù)留，避免后期因管道鋪設(shè)不合理或預(yù)留不夠而對(duì)墻體進(jìn)行穿孔等施工行為，從而控制了水池裂縫的產(chǎn)生。②混凝土凝結(jié)后應(yīng)立即進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，拆除模板后也要定時(shí)養(yǎng)護(hù)，保證表面始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天，同時(shí)為防止出現(xiàn)干縮裂縫或濕度裂縫，最好在表面覆蓋塑料薄膜或刷養(yǎng)護(hù)液，進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。③加強(qiáng)后期的日常檢查與維護(hù)。

2.2 維修措施

當(dāng)已經(jīng)產(chǎn)生裂縫的鋼筋混凝土蓄水池，應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)生的原因，及時(shí)采取修護(hù)處理措施。

(1)自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)

自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)是北京冶建工程裂縫處理中心針對(duì)混凝土裂縫，開(kāi)發(fā)了工程師自動(dòng)低壓灌漿的方法進(jìn)行修復(fù)。自動(dòng)低壓灌漿技術(shù)是混凝土裂縫灌漿領(lǐng)域包括材料、機(jī)具、施工的一項(xiàng)綜合技術(shù)。國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)表明，建筑物維修、改造業(yè)已成為當(dāng)今社會(huì)的熱門(mén)課題，而混凝土裂縫無(wú)處不在，無(wú)法避免，建筑物的破壞往往是從裂縫開(kāi)始，因此，對(duì)裂縫的控制和處理至關(guān)重要。該技術(shù)研制了袖珍式可對(duì)混凝土微細(xì)裂縫進(jìn)行自動(dòng)壓力灌漿的新型機(jī)具和適應(yīng)各種形態(tài)裂縫修復(fù)的灌漿樹(shù)脂、配套材料，提供了混凝土缺損維修的聚合物砂漿和界面處理技術(shù)，并對(duì)裂縫成因和微細(xì)裂縫注入理論進(jìn)行了分析，通過(guò)大量工程實(shí)踐，總結(jié)制定了一套自動(dòng)壓力灌漿操作細(xì)則和質(zhì)量保證體系，為我國(guó)現(xiàn)有建筑物的維修改造提供了有價(jià)值的技術(shù)途徑和實(shí)施手段。

(2)RG聚合物水泥防水材料

RG聚合物水泥防水材料是中核北研科技發(fā)展有限公司針對(duì)混凝土細(xì)微裂縫，開(kāi)發(fā)的修復(fù)材料。該材料是由特制的水泥基粉劑和具有不同玻璃化溫度的耐水性丙烯酸高分子乳液所組成的雙組份防水涂料。涂膜耐堿、耐水、耐紫外線好，對(duì)基體裂縫架橋能力強(qiáng)。用于結(jié)構(gòu)(基面)容易發(fā)生變形的工程及部位的防水和蓄水池(庫(kù))、污水處理及飲用水設(shè)施防水。其耐水性好，適用于各類水池工程的內(nèi)防水設(shè)計(jì)，防水涂膜可長(zhǎng)期在水中裸露浸泡使用。彈性好，抵抗基體開(kāi)裂能力強(qiáng)，適合動(dòng)態(tài)防水。另外，冷涂施工方便，防水層無(wú)接縫，適合異性基面施工。無(wú)論水面、背水面都可實(shí)現(xiàn)可靠的防水功能。無(wú)火災(zāi)隱患。耐候性好，耐凍融能力強(qiáng)，有很好的抗紫外線老化的能力，可滿足全國(guó)不同建筑氣候區(qū)的使用環(huán)境。同時(shí)，防水性能可靠，使用壽命長(zhǎng)。

3 結(jié)語(yǔ)

蓄水池作為一種蓄水建筑物，在施工中有它自己的特殊要求。通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)和施工工程中的有效防控，水池裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展是可以從根本上得到控制和減少的，我們必須重視地基的不均勻沉降、混凝土溫差、收縮、內(nèi)外約束等各種因素對(duì)水池的影響，在滿足工藝要求的前提下，合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，正確的施工方法和工程質(zhì)量是重要保證。當(dāng)產(chǎn)生裂縫后，可根據(jù)其行成裂縫的原因，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，科學(xué)合理選擇修護(hù)方案，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)處理，使其在供水工程中繼續(xù)安全運(yùn)行，發(fā)揮供水任務(wù)具有重要的意義。