（北京燕华工程建设有限公司，北京，房山，102501）
【摘 要】钢筋混凝土水池的渗漏多由裂缝引起，裂缝的预防和控制是钢筋混凝土水池设计、施工中的要点。如何有效地减少和预防水池出现裂缝，确保水池正常的使用功能，需要在工程实践中不断总结研究，进而从设计和施工上采取必要的措施加以解决。文中介绍了裂缝的成因及控制裂缝的方法，并结合工程实例从设计、施工方面提出了控制、预防水池裂缝的技术措施。
【关键词】水池裂缝；原因；裂缝控制；预防措施
近年来，钢筋混凝土水池裂缝问题是石油化工企业一个普遍存在而又很难处理的质量问题，水池裂缝的出现影响结构的整体性和刚度，引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力；进而会影响业主的正常使用，又会因泄漏造成环境污染，并可能引发安全事故。水池产生裂缝的原因多种多样，与设计、施工中的诸多因素均有关联，文章主要探讨在水池结构设计、施工中如何有针对性地避免破坏性裂缝的产生，并结合工程实例阐述对相关问题的认识与及预防措施。
1．钢筋混凝土水池裂缝成因分析
钢筋混凝土结构在受力时，只有产生一定量的形变，才能发挥钢筋的作用。混凝土的受拉形变往往伴随着裂缝的产生，当裂缝宽度控制在不影响结构件的受力性能、使用性和耐久性时，这些裂缝是正常的结构裂缝，无须处理；而过大宽度的裂缝，就会影响到结构的安全、适用和耐久性，这种裂缝可称为破坏性裂缝[1]
裂缝的种类根据其产生的主要原因大致可分为以下几种：
1.1荷载作用引起的裂缝
当结构在外部荷载（各种恒、活载；水、土压力；地基反力等）作用下，因受力性能不足，产生了过大变形，使裂缝发生并发展为破坏性裂缝，这种由荷载作用造成的裂缝的产生，主要是由于设计时采用的基础资料有误或是设计中考虑不周、计算疏忽等失误造成。
1.2温度变化引起的裂缝
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或原有混凝土的约束，又会在混凝土内部形成拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力，当这些拉应力σt超出混凝土的抗拉强度ft时即会出现裂缝[2]。
1.3收缩引起的裂缝
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因。
塑性收缩发生在施工过程中、混凝土浇注后4～5小时左右水泥水化反应激烈，混凝土失水收缩，此时混凝土尚未硬化，骨料因自重下沉，称为塑性收缩。
2．钢筋混凝土水池设计中裂缝控制
裂缝控制通过抗裂度验算、裂缝开展宽度验算和构造措施来实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对钢筋混凝土贮水或水质净化处理等构筑物，应按限制裂缝宽度控制，推荐的裂缝宽度验算公式如下[5]：
ωmax=1.8ψ(σsq/Es)(1.5c+0.11d/ρte)(1+α1)ν
ψ=1.1－0.65ftk/(ρteσsqα2)
式中 ωmax——最大裂缝宽度(mm)；
ψ——裂缝间受拉钢筋不均匀系数(0.4-1.0)；
σsq——纵向受拉钢筋应力(N/mm2)；
Es——钢筋弹性模量(N/ mm2)；
c——混凝土保护层厚度(mm)；
d——纵向受拉钢筋直径(mm)；
ρte——按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；即 ρte=As/0.5bh,b为截面计算宽度，h为截面计算高度，As为受拉钢筋的截面面积（mm2）,对偏心受拉构件应取偏心力一侧的钢筋截面面积；
ν——纵向受拉钢筋表面特征系数；对光面钢筋应取1.0，对变形钢筋应取0.7；
α1、α2——按受弯或大偏心受拉（压）情况所采用的系数；对受压、大偏心受压构件可取α1=0，对大偏心受拉构件可取α1=0.28〔1/（1+2e0/h0）〕；对受弯构件可取α2=1.0/对大偏心受压构件可取α2=1-0.2 h0/e0，对大偏心受拉构件可取α2=1+0.35 h0/e0；
ftk——混凝土轴向抗拉强标准值(N/mm2)。
设计时应先根据强度计算结果初步确定配筋，然后进行裂缝宽度验算。根据有关试验资料，混凝土最大裂缝宽度的控制标准大致如下：
（1）无侵蚀介质，无防渗要求 0.3mm
（2）轻微侵蚀，无防渗要求 0.2mm
（3）严重侵蚀，有防渗要求 0.1mm
运用上述公式进行验算时，可归纳出一些在相同配筋率下有利于裂缝控制的因素。例如，采用直径较细的钢筋，或较高抗拉强度的混凝土等。
3．裂缝控制及预防
3.1荷载作用裂缝的控制及预防
荷载作用裂缝的控制，就是要求在设计时对池体各部位可能产生最大拉应力的截面进行计算分析，使之满足裂缝控制的要求。要避免此类裂缝，首先应在水池结构设计的基础资料的收集使用中做到完整、准确。除此之外，还需采取以下措施：
（1）与主体在专业沟通，在工艺允许的前提下，尽量减小钢筋混凝土水池的长度和深度；
（2）加强池壁顶部刚度，尽量避免池壁为悬臂结构；
（3）在保证计算钢筋面积且不影响混凝土浇捣的前提下，尽可能选择小直径的钢筋，且将钢筋间距控制在100 mm左右，以免混凝土构件出现的裂缝过于集中、宽度过大。
3.2变形变化作用裂缝的控制及预防
由变形引起的裂缝，是结构由温度、收缩和膨胀、不均匀沉陷等因素而引起的裂缝。应特别注意这种裂缝起因是结构首先要求变形，当变形得不到满足才引起应力，而且应力尚与结构的刚度大小有关，只有当应力超过一定数值才引起裂缝，裂缝出现后变形得到满足或部分满足，应力就发生松弛。上控制水池纵向池壁因变形变化为主引起的裂缝，主要可采取如下主要措施：
（1）控制裂缝宽度的计算值。
在验算纵向池壁的配筋时，考虑变形变化的因素，允许的裂缝宽度应严格控制在规范要求多0.2mm以内。若计算时裂缝宽度为0.2mm，则叠加上变形变化引起的裂缝，裂缝宽度将达0.3mm或0.4mm以上，既污染环境有影响美观。因此，在设计过程中，裂缝宽度一般控制在0.1 m m以内。
（2）减少边界约束
结构伸缩变形产生的应力用结构强度抵抗既不经济也难于实施，宜采用“放”的办法，尽量减少对水池的边界约束，保证结构在变形时能够自由伸缩，释放应力。水池的形状和尺寸对水池本身的自由变形极为不利，应视工程情况采用适当的方法处理。
（3）设置后浇带
设置后浇带是结构工程设计施工的常用方法。后浇带可以有效地释放混凝土硬化和养护期间的收缩，消除因施工期的变形引起的结构附加应力。但后浇带施工比较麻烦，不仅增加工程施工时间，处理不好还会影响水池结构的水密性。
4．结束语
在日益注重环境、注重安全、注重质量的今天，水池裂缝的防治将愈来愈得到有关方面的重视。在“防”与“治”这两方面，重点应放在“防”（即控制）上。在今后的设计、施工过程中，控制裂缝主要采取如下措施：
（1）应根据工艺要求结合周围的环境情况，确定水池的各部尺寸和合理的结构形式。
（2）尽可能选择小直径的钢筋，且将钢筋间距控制在100 mm左右。
（3）验算纵向池壁的水平配筋时，裂缝宽度宜控制在0.1mm。
（4）伸缩缝、后浇带及外加剂等均为控制变形变化引起的裂缝的有效手段，应根据实际情况单独或合并选用。
（5）选择合理的施工措施，严格控制混凝土原材料质量，重视混凝土浇筑和养护。
参考文献：
[1]罗福午.建筑工程质量缺陷事故分析及处理[M].武汉：武汉理工大学出版社,2004.
[2]罗福午.建筑工程质量缺陷事故分析及处理[M].武汉：武汉理工大学出版社,2004.
[3]陈志源，李启令.土木工程材料[M].武汉：武汉工业大学出版社,2000.
[4]罗福午.建筑工程质量缺陷事故分析及处理[M].武汉：武汉理工大学出版社,2004.
[5]GB50069-2002,给水排水工程构筑物设计规范[S]
论文作者:马超超
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/25
标签：裂缝论文; 水池论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 应力论文; 宽度论文; 结构论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;