大型矩形不设伸缩缝水池抗裂综合技术研究及应用

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1、大型矩形不设伸缩缝水池抗裂综合技术研究及应用【摘要】本文结合工程应用简要介绍了大型不设伸缩缝水池的裂缝分析研宄，及抗裂综合技术应用实现了大型矩形超长混凝土结构无缝化设计及施工，使大型矩形水池无缝化得以实现。【关键词】不设伸缩缝；矩形水池，抗裂；分段张拉；无缝化前言：水环境问题已经成为可持续发展的重要问题之一，随着国家对污水处理能力和处理深度要求的不断提高，污水处理池的平面尺寸不断加大。目前根据《给排水工程结构设计规范》(GB50069-2002)第6.2.1条要求，地面以上水池不超过30m应设伸缩缝，一般采用中埋式橡胶

2、止水带，作为连接和止水结构。近年来在房屋建筑领域，超长混凝土结构成为发展方向，在给排水结构水池方面，也有类似工程也有所尝试，给排水大型池体结构无缝化，是一个发展方向，国外己经采用整体设计取代变形缝设计。但大型矩形不设变形缝水池结构跨中裂缝成为困扰设计和施工的一大难题，目前相关分析研究较少，本文以某工程项目为对象，研究应用了大型矩形不设变形缝水池抗裂施工技术。1工程实例某项目改良型A/A/O池为矩形水池，结构设计为超长不设缝水池，单座池体LXBXH=77.1mX69.1mX7.0m，底板厚度四周为900mm，中部为450

3、mm，外壁厚度均为300mm，每3.2m设置扶壁柱。2.裂缝分析通过对池壁混凝土裂缝的类型和产生机理的分析并进行温度应力计算，分析找出相应对策。2.1温差计算从已建工程的调查中发现，底板出现裂缝概率较低，大底板上池壁裂缝概率很高约占85%，根据冶金部建筑科学研究院著名结构裂缝控制专家王铁梦的相关理论，计算得出：池壁混凝土总温差丁=气温温差T1+水化热温差T2+干缩当量温差T3=16.0+37.9+21.4=75.3°C水池池壁在这75°C的降温作用下引起收缩变位池底对池壁也产生的约束从而产生约束应力。这种外界的约束将对

4、混凝土产生拉应力。由于池壁的高度(7m)小于0.2倍的池壁长度(77.1m)，混凝土内部约束应力接近于轴向受拉状态，在离开端部区域后，全截面可以认为是均匀受拉，最大拉应力发生在池壁的中部区域。池壁混凝土最大拉应力计算：＞C30混凝土抗拉强度R=2.01MPa,池壁混凝土必将产生裂缝。通过计算可知如果不进行温度控制措施，池壁必将出现开裂。2.2裂缝产生原因及对策根据以上分析和计算，针对本项目大型池体无变形缝施工，作以下归纳并制定相应对策，见表1。结构计算温差其中水化热温差T2和收缩当量温差T3可以通过设计后浇带的方法较好

5、的控制，最终用混凝土填筑密实成整体的无伸缩缝结构。通过“后浇带”的设置，不再考虑水化热温差T2,而收缩当量温差T3则进行折减。最终的结构计算温差。通过采取以下技术措施，找到最恰当的途径，降低结构计算温差，避免结构跨中出现宽度大于0.2?L以上的裂缝，使大型池体无变形缝施工得以顺利实现。3相应技术措施3.1混凝土配合比优化通过对混凝土原材料的选择和配合比的优化，实现降低水化热，保证混凝土的强度和耐久性，补偿混凝土干缩效应，甚至还可以在混凝土中建立一定的压应力，改善混凝土性能，提高其抗裂能力。确保缓凝时间，缓凝对炎热和大风

6、天气，混凝土表面水分激烈蒸发引起内外硬化不均匀和异常收缩引发的裂缝有预防作用。选取在本地区使用较为成熟的jM-in混凝土高效增强剂，掺加该外加剂的混凝土，减水率可以达到23.5%，28d基本无收缩，42d收缩率不大于1.2X10-4,水化放热峰值明显降低，并向后推迟24h，可以实现降低水胶比、降低并延缓水化热释放、缓凝、保坍、易于泵送、补偿收缩、提高混凝土密实性等需要，从而达到预防混凝土早期裂缝，增强混凝土抗裂能力，提高耐久性的目的。另外还有一定抗冻性能，-5°C以上不用再使用抗冻剂。3.2混凝土保温保湿养护⑴保温养护

7、对于大体积混凝土而言，采用内部冷却管降温，或采用模板或挡风、保温材料进行蓄热养护，可使混凝土早期强度较快增长，又减小混凝土内外的温度梯度，避免发生温度裂缝。底板夏季采取蓄水养护，因为水的比热比较大，在底板以上蓄水也可达到保温效果。冬季则铺设保温材料养护。不可再炎热天气向正在水化的混凝土表面洒水，这样会冷却表面，增大混凝土内外温差，诱发裂缝。⑵保湿养护底板混凝土浇筑12小时后，即可进行保湿养护，蓄水是简单可靠的方法。池壁可在松动对拉螺栓后沿模板与混凝土之间的缝隙灌入少量清水，保持混凝土表面湿润。拆模后可采用薄膜覆盖、挂草

8、帘、裹养生布等方法保湿，避免阳光直射。冬季则需进行包裹、挡风，防止大量失水。对于给排水构筑物，混凝土至少保湿养护14天，养护期间使混凝土表面一直处于过饱和状态，避免干湿变化。夏季施工可采取模板蓄热养护，底板蓄水和池壁挂麻袋片滴灌保湿养护，如插图1示。3.3应力释放为便于混凝土温差和干缩产生应力的释放，采取以下措施。⑴减小底板约束，