上海市 200000
摘要：随着给排水工程的发展和给水厂及污水厂规模的扩大，盛水构筑物的平面尺寸也越来越大。这些构筑物经常会在混凝土浇筑成型过程中及运转交付初期与使用期间出现不同程度的开裂，这些裂缝如果在设计、施工中采取一定的措施是可以克服和控制的。基于此，本文就给排水工程构筑物发生裂缝的原因做出分析总结，以使在设计、施工中找出控制混凝土开裂的可行办法，达到防患于未然的作用。
关键词：给排水工程；构筑物；裂缝；控制
1 给排水工程构筑物形成裂缝的原因
混凝土产生裂缝有多种原因，甚至有多种因素相互影响。对于给水排水混凝土结构裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分为如下几种。
1.1 设计原因引起的开裂
给水排水结构的组成是以板壳为主(板体组合、板壳组合、壳体组合)属于特种结构范畴，结构承受的荷载作用主要是水土压力和温湿度的影响，其结构设计要求和荷载组合及设计工况完全不同于其它类型结构设计。由于设计原因在使用期间引起的构筑物结构开裂有以下几种：(1)计算及荷载取值错误引起的裂缝:计算模型不合理，结构受力假设与实际情况不符，荷载少算或漏算导致配筋偏小引起结构开裂；地基处理不当引起结构不均匀沉降；(2)结构自重不满足抗浮要求，引起构筑物整体浮起；泵房的水泵层，电机层不满足浮托力作用引起楼面变形过大；设计截面尺寸偏小、刚度不足，钢筋截面积偏小或排列错误；构造处理不当等都将引导起构筑物开裂。
1.2 地基基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构产生附加应力超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。引起地基基础变形的主要原因有:地质勘查精度不够，试验数据不准，钻孔间距太远，勘查报告不能充分反映实际地质情况，在没有充分掌握地质情况或根本没有地质勘查报告的情况下就急于设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因；相邻基础高程相差较大。深基础施工完毕后，浅基础下回填土压实系数不满足有关规范规定，导致地基土层重新固结下沉，或深浅基础下采用不同的处理材料，由于不同的压缩性引起不均匀沉降，导致混凝土结构开裂。
1.3 温度和湿度的变化(变形作用)引起的裂缝
给排水工程构筑物中使用的混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化时，混凝土将发生变形，若变形受到约束则在结构内产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别于其他裂缝的特征是随温度变化产生应力扩张或合拢，为贯穿性裂缝。对于生物池而言，在其使用阶段，池壁一侧充满水，另一侧受室外气温尤其是夏季高温的影响，外侧表面温度高于内侧，这种温差极易使池壁产生裂缝。随着季节的交替，长期暴露在大气中的构筑物，承受反复变化的温差，易产生裂缝。
1.4 钢筋锈蚀引起的裂缝
当钢筋保护层厚度不够或混凝土质量较差时，由于钢筋周围氯离子较多或混凝土保护层因二氧化碳侵蚀到钢筋表面，使钢筋周围混凝土酸性提高、碱度降低，这样很容易破坏钢筋表面的养护无保护膜。伴随着钢筋缓慢的锈蚀，其有效截面面积会减小，钢筋与混凝土粘结强度削弱，从而导致结构承载力下降，也可能诱发其他形式的裂缝，从而加剧钢筋锈蚀，致使结构破坏。由此可见这是多种原因并发并会相互促进结构开裂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.5 施工质量引起的裂缝
在混凝土浇筑制作过程中，由于施工组织设计及控制不合格、施工质量低劣，或不按有关规定执行，极易发生混凝土开裂，比较典型的有以下几种:模板及其支架的强度、刚度及稳定不足或乱踩已绑扎的钢筋，使承受弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，强度不足使混凝土开裂；混凝土浇筑振捣不密实、不均匀，振捣时间短，振捣移动间距过大，而出现蜂窝、麻面、空洞，导致混凝土强度降低而形成裂缝；当采用泵送混凝土施工时，一般施工单位为了保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量或其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增大，混凝土易产生裂缝。
2 防治裂缝产生的控制措施
2.1 从材料要求上
(1)材料。配置给水排水工程构筑物混凝土的水泥强度不应低于32.5级，宜选用普通硅酸盐水泥，严禁使用过期或受潮结块水泥，同一构筑物应使用同品种同标号的水泥，混凝土用的粗骨料，其最大颗粒粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4，并不得大于40mm，其含泥量不应大于1%，吸水率不应大于1.5%，细骨料应采用级配良好的中粗砂，其含泥量不应大于3%。拌制混凝土所用的水，应采用不含有害物质的洁净水；混凝土含碱量最大限值和氯离子含量均不得超过规范的要求。(2)水泥用量及水灰比。水泥用量是混凝土收缩率的重要因素，影响混凝土硬化时的收缩，水泥用量越大，混凝土收缩越大，收缩变形延续时间越长。在保证混凝土强度和抗渗性能情况下采取尽量减少水泥用量，一般给水排水工程构筑物的水泥用量不得少于300kg/m3，但也不宜大于380kg/m3。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素。水灰比越大，混凝土硬化时水分蒸发量越大，引起凝胶体失水收缩越大，形成的毛细孔的数量越多，孔径越大。一般给水排水工程构筑物的水灰比不应大于0.5，以减小混凝土硬化收缩。
2.2 从组织设计上
施工单位应从以下的几个方面做好施工组织设计，避免裂缝现象的产生：(1)施工季节。浇筑混凝土时环境条件影响混凝土的性能，施工时应避免高温天气，宜在气温较低季节或晚间浇筑混凝土，并采取经常给石料洒水降温，掺入缓凝剂等措施，降低混凝土的浇筑温度。(2)混凝土早期养护。混凝土早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，使混凝土免受不利温湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩，使水泥水化作用顺利进行。因此合理规定拆模时间和拆模后及时在混凝土表面覆盖和洒水，保持混凝土表面湿润，养护时间不少于14d，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果，施工单位应切实重视起来。(3)后期养护。对土建施工完成的构筑物在等待设备安装期间，应继续养护，并覆盖，防止曝晒，有条件的宜及时进行土方回填，并在构筑物内装水，避免温差过大产生裂缝，以利于混凝土后期的强度增大，对混凝土抗裂大有好处。
2.3 从施工要求上
(1)重视施工质量。给排水构筑物施工必须坚持先地下后地上、先深后浅的施工顺序。给排水施工是由土建承包商来完成的，施工人员的技术水平、施工队伍自身的管理水平将直接影响结构质量，不按设计要求及规范执行，将会增大池体开裂渗漏的机会。因此设计单位应对施工单位做好技术交底工作，使施工技术人员明确设计意图，以确给排水工程保构筑物的质量。(2)施工完毕后，在满足给水排水构筑物工程施工及规范要求的情况下，宜尽早进行满水试验，然后进行覆土回填，尽量缩短设备安装周期，并尽快投入使用，避免给排水构筑物长期处于无水状态或者将水池裸露于大气中，否则应对给排水构筑物采取防冻晒措施。实践证明，给排水构筑物施工完毕后长期不使用而裸露在大气中，多数会出现裂缝。
3 结束语：
综上所述，本文对给排水构筑物裂缝产生的原因进行分析，根据给排水构筑物裂缝产生的原因，提出了控制处理方法。在施工过程中，要严格按照国家有关规范，技术标准进行设计、施工和监理，这是保证结构安全、耐久的前提和基础，构筑物的裂缝是完全可以避免的。
参考文献
[1]试述给排水工程新技术[J].何超.江西建材.2015(11)
[2]混凝土收缩成因及裂缝控制浅谈[J].李龙祥.城市建筑.2013(10)
[3]优化给排水工程施工的研究[J].陈新.科技资讯.2015(13)
论文作者:刘霞,戴庆伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/2/1
标签：混凝土论文; 构筑物论文; 裂缝论文; 给排水论文; 结构论文; 钢筋论文; 水灰比论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;