窦京武
山东齐鲁石化工程有限公司 255400
摘要：塔下池为架空池，吸水池为半地下池，利用吸水池池壁作为塔下池上部结构的支撑（即共用池壁），满水试验发现吸水池渗漏点均处于塔下池的承重梁与吸水池池壁交汇处下方或侧方，呈一定的规律性。
关键词：共用池壁；渗漏点规律分布；承重；混凝土应力变形
烟台万华工业园第二循环水工程，塔下池长72米、宽36米、深2米，池底标高1.8米，设置一纵两横三条膨胀加强带，属于架空水池；吸水池长36米、宽6米、深6.3米，池底标高-4.5米，长度方向中间设置膨胀加强带，为半地下水池。膨胀加强带砼强度等级C35，其他砼C30。两池均东西向布置，其中吸水池北侧池壁厚度400mm，南侧池壁厚度700mm，南侧池壁作为塔下池上部结构的一部分，冷却塔总高度18.3米，为井字形梁加钢筋混凝土围护墙结构。
2012年8月11日，塔下池1.8米池底板与吸水池池壁同时浇筑。2012年12月5日18.3米层顶板砼浇筑完成，至此主体结构完成。2013年1月7日开始拆除满堂承重架，至1月20日拆除完毕。
在吸水池蓄水过程中，4月24日，池内充水高度大约在1.0m左右，发现池壁裂缝且裂缝底部向外渗水。池壁裂缝呈有一定的规律性，当时发现南边池壁8条裂缝：分别位于E轴交⑦-⑨轴3条大梁和各轴间4条小梁的梁下或者梁侧（东西两端⑥轴、⑩轴的大梁下无裂缝），另外有1条裂缝位于⑦-⑧轴间；5月5日，在⑦-⑧轴间新发现1条裂缝，经查图，发现该缝与原来⑦-⑧轴间裂缝正好位于膨胀加强带的两侧。
经查记录相关记录，吸水池壁与塔下池底板一起浇筑，混凝土量较大，而且该池为万华工业园第一个循环水池浇筑，各参与单位都非常重视，业主项目部、监理及施工等单位对商砼站进行过多次考察并提出了相应的要求，浇筑过程中，相关领导多次现场检查，砼供应、浇筑过程正常。吸水池池壁8月11日浇筑完，当天气温23～31℃，此后半个月气温均在19～30℃之间，带模板淋水养护，8月14日、8月18日、8月21日分别有中雨，养护基本到位。与吸水池池壁一起浇筑的塔下池底板未发现裂缝。
从以往的实际情况看，混凝土的裂缝大致可分为以下几种：（1）混凝土拌合物凝结前的沉降裂缝及干缩裂缝；（2）混凝土受外力及荷重影响裂缝。（3）贯通性毛细孔和微细裂缝（4）混凝土应力（温度应力、自应力）裂缝。
混凝土拌合物沉降裂缝的发生，往往是采用大流动性混凝土拌合物时而发生的裂缝，大家知道，大流动性混凝土拌合物在混凝土初凝前，混凝土拌合物中的粗骨料始终处于一种自由体，虽然经过振动器械进行了振动，内部的孔隙也基本排除，但在混凝土内部的粗骨料本身在自身质量的作用下缓慢下沉，若是素混凝土，内部的下沉是均匀的，在混凝土硬化过程中，表面的裂缝一般均为施工人员在操作过程中所留下的脚窝因用素浆找平后而形成的，因为这些裂缝是素浆在硬化时产生的收缩风干裂缝；但是只要在混凝土初凝时予以压光即可解决。另外一方面是钢筋混凝土，在混凝土没有达到初凝前，其内部的粗骨料继续处于下沉状态，而混凝土沿着钢筋的下方继续下沉，由于在钢筋的作用下，钢筋上面的混凝土被钢筋的支护，在钢筋上表面沿着钢筋的走向产生裂缝，这种裂缝的深度一般只达到钢筋表面为止。
早期混凝土干缩裂缝 一般出现在混凝土较薄的结构；如现浇楼板混凝土、道路混凝土、地坪等混凝土，在结构断面~<300mm、混凝土坍落度>100mm时，最容易发生此种裂缝。这种裂缝产生的原因是混凝土拌合物在浇捣完毕后，混凝土拌合物内部的水份一部分泌出流失，一部分被水泥水化所用，另外一部分被蒸发，尤其是在于热、风较大的季节以及在空中的薄壁结构板混凝土拌合物则更容易出现失水干缩而发生裂缝。这种裂缝出现的时间较早，一般混凝土在初凝前就已经发生，若不加以处理和养护，局部裂缝将会贯穿整个混凝土结构，部分裂缝也将达到结构1.3 cm的深度。像这样的裂缝若在混凝土还没达到初凝之前，对其表面用木抹子进行再次拍压抹平，并立即在表面覆盖养护，即可消除该种裂缝的再发生。
显然，吸水池裂缝不属于以上两种类型的裂缝。
荷载变形裂缝一般可分为两种情况造成：一是在混凝土结构还未达到设计要求的强度时，被车辆或重物的碾压或撞、砸而造成的变形缝；二是即使混凝土已经达到了设计强度，而在混凝土墙壁或薄壁结构物上撞击或超荷载堆放而造成的裂缝。后者出现的裂缝一般较为明显，属于贯穿性的裂缝。吸水池基槽地基持力层为强风化层，均匀坚硬，裂缝为竖向，池底板及上部池壁、其他三面池壁均未发现裂缝，因此排除不均匀沉降的成因。自吸水池顶标高以上，塔下池池壁及上部围护结构厚度300mm～150mm分段渐变，至标高18.3米。按照框架梁计算单元计算，综合考虑满堂脚手架的施工荷载，塔下池1000mm *400m的大梁压于池壁处的压强也仅相当于5MPa，远低于C30钢筋砼池壁的可承受能力，后续的施工周期较长，且有满堂架支撑，至2013年1月份拆除承重架时，砼强度早已达到龄期。设计代表现场查看后，亦认为承载力满足要求，非结构性裂缝，因此受压变形导致结构性开裂亦可排除。
贯通性毛细孔和微细裂缝，在一般大流动性混凝土工程结构上容易产生贯通性的毛细孔。因为泵送砼的流动性大，相应地混凝土单位用水量也要比普通混凝土用水要多。在混凝土浇捣完后，一部分水泌掉，一部分蒸发，一部分在水泥水化时被水泥吸收，那么另外一部分搅拌用水就存在混凝土内部，在一定的时间内，水慢慢挥发，原来水所占的体积就形成了一条毛细孔隙，在混凝土结构外部地下水的压力下，这种贯通性的毛细孔就很容易产生渗漏。微细裂缝主要反映在大流动性混凝土内部，由于在振捣时漏振或振捣不够，在混凝土硬化前，尤其是在钢筋下方的骨料仍在继续下沉，而钢筋上部的混凝土中的骨料被钢筋所支撑不能下沉，在钢筋的下表面就形成了一道微细的水膜，日后它则会形成一条孔隙，地下水便会从此缝隙渗漏到混凝土结构物内部。而此次裂缝的布置，明显不属于此类裂缝。
混凝土应力裂缝，分为温度应力裂缝和自应力裂缝。
混凝土温度应力裂缝 在混凝土硬化过程中，混凝土构筑物可能要承受各种温度和湿度及其它原因引起变形而产生应力裂缝，因为混凝土在内、外约束应力作用的情况下，混凝土构件的自约束应力是由于非线性的不均匀变形引起，它产生了局部裂缝，而混凝土构件或结构在外部的约束应力由于结构与结构的相互约束，这种约束变形可能使混凝土构件或结构产生贯穿性断裂和局部裂缝。一般往往会发生在混凝土结构物的变截面和混凝土断面较小的部位，例如大体积混凝土或者较厚的混凝土墙板。
混凝土自应力裂缝，在混凝土硬化后，即使在混凝土上方没有任何荷重的作用，也因其自身的收缩而产生裂缝。尤其是在夏季的混凝土施工，更容易发生该方面的裂缝。这种裂缝往往是在混凝土墙板上容易产生，它的形式一般为上下贯通的裂缝，在整个混凝土墙壁上呈现出有规律性的裂缝。该种裂缝是混凝土的自应力引起的，原因是混凝土水泥水化热达到一定的温度的时候，混凝土的膨胀应力开始消失而此时的混凝土开始产生收缩。这种的收缩是均匀的，所以在此种条件下，混凝土墙板的裂缝呈现出有规律性的裂缝。在墙板与承重相联结的应力集中的地方，往往会在发生裂缝。
通过以上分析，得出吸水池的池壁裂缝为砼的温度变形和自应力引起的。当时浇筑时间气温较高，砼自应力易产生贯通裂缝，且与塔下池顶板一起浇筑，限制了池壁砼的自由变形，所以在承重梁与池壁交汇的应力集中处就产生了裂缝。后续工业循环水工程中，要避免设计成共用池壁，两池要独立，之间柔性连接；若必须设计成共用池壁，则应该在池壁砼达到龄期，让池壁砼充分自由变形完成后，再浇筑塔下池底板砼。
论文作者:窦京武
论文发表刊物:《基层建设》2015年14期供稿
论文发表时间:2016/1/11
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 应力论文; 吸水论文; 钢筋论文; 结构论文; 骨料论文; 《基层建设》2015年14期供稿论文;