钢筋混凝土水池的裂缝控制.pdf

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1、钢筋混凝土水池的裂缝控制尚建华(中国核电工程有限公司郑州分公司，河南郑州450052)摘要：时钢筋混凝土水池的裂缝控制是设计和施工中的一大难题。经设计和实验研究，从“抗”、“放”两方面入手，即在设计阶段采用增加抗裂筋、设置滑动层及添加混凝土外加剂等，以及在施工阶段控制选择原材料质量、严格控制水灰比、加强保温、保湿养护等技术工艺等措施，可使钢筋混凝土水池裂缝得到有效的控制。关键词：钢筋混凝土水池；抗裂构造；混凝土外加剂；施工措施中图分类号：TU755．7文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)02—0098—021工程概况某工程位于我国南方，为半地下式矩形水池。水池长34．3

2、25m，宽10．8m，地上1．2m，地下9．0m(不含底板及垫层厚度)，属于有盖的钢筋混凝土水池。设计有效水深8．0m。根据地质报告，持力层大部分为中等风化浅变质粉砂岩(承载力特征值为1．5MPa)，局部为薄层强风化板岩(承载力特征值为0．6MPa)和回填土(承载力特征值为150kPa)。2裂缝产生机理2．1水池底板与池壁变形不一致产生裂缝水池的结构为：底板一池壁一顶板，池壁的基础及底板的约束，池壁较薄而长，施工池壁时，底板混凝土已经达到了一定的强度，温差变化相对较小，而池壁混凝土温度在凝结硬化过程中，水泥进行水化反应，温差变化较大。温度变化及水化收缩等的平均最大收缩率为¨J：E：t。=

3、a‘AT+8。+e1式中a一混凝土线膨胀系数；△T一降(升)温差；8。一化学掺剂引起的附加收缩率；￡，．一混凝土水化收缩率。池壁混凝土极限引伸值为：8。=K。[0．5Rtc(1+P／d)×10。]式中K。。一考虑混凝土徐变有利影响系数；Rtc一混凝土抗裂强度设计值；d一水平方向池壁中的钢筋直径；P一配筋系数。当池壁混凝土平均最大收缩率大于混凝土自身极限引伸值时，就会产生裂缝。同时，池壁在变形过程中受底板的约束，此时在池壁中产生拉应力，在底板中产生压应力，当产生的拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，就会出现裂缝。2．2地基约束底板变形产生裂缝当水泥进行水化反应使混凝土内部温度达到最高值后，温度

4、就开始下降，混凝土体积开始收缩，但其收缩又受到地基或混凝土垫层的约束，从而在混凝土体内产生拉应力。一旦拉应力超过混凝土极限抗拉强度，便在基础底部产生裂缝，若温度应力继续增大，裂缝向上延伸，直至贯穿底板，水池会出现漏水，若地基处理不好，会导致地基失稳。2．3应力集中产生裂缝水池为构筑物，进出管道非常多，而且管径较大，不可避免地削弱了池体结构的整体性，产生应力集中现象，导致洞口周围出现裂缝。2．4环境引起混凝土收缩产生裂缝各种地下工程在施工阶段承受较大的温差和收缩作用，一旦回填之后，土体对结构起到有益的保温和保湿作用，所以地下工程后期开裂较少。而半地下工程上部分(外露)的温差及收缩较大，而土

5、中的混凝土结构的温差及收缩较少，它们之间产生显著的外约束力，处于不利的温差和收缩状态，常常引起开裂。3控制裂缝的设计措施在本工程中，根据工程实际情况，为了保证水池结构的裂缝得到有效控制，结构工程师在设计中针对产生裂缝的各种原因考虑了以下几条专门控制裂缝的措施。3．1“抗”的方法(1)以同强度钢筋进行等面积的替换。针对本工程中受力特点采用减小水平、竖向钢筋直径，适当加密钢筋间距。实践证明，采用此方法后，大大地减小了由于应力变化和混凝土收缩引起的裂缝。(2)通过添加膨胀剂降低混凝土的水化热和收缩变形。通过实验选择合适的添加剂，切实做到控制和减少水池裂缝。3．2“放”的方法本工程中水池总长度超

6、过《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECSl38—2002)7．1．3条中关于缩缝间距不宜超过20m的规定，且由于工艺原因，无法设置伸缩缝；同时该水池为半地下式水池，温度应力较大。针对此现状，采取以下措施：(1)为减小底板收缩时受到地基与底板之间的摩擦力在底板内产生的摩擦拉应力，在基础底板下表面和混凝土垫层上表面之间设置滑动层(采用一毡一油作为滑动层)。(2)为了减小结构突变产生应力集中，采取了多种构造措施。如水池转角部位，设计时增加了腋角，同时增设了构造钢筋；在孔洞四周增加构造钢筋或者设置暗梁和暗柱等措施。实践证明这些构造措施效果显著。(3)为减小温度变化引起的混凝土构件的

7、裂缝，在水池外露地面部分设置保温层。(4)为满足《关于给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中关于伸缩缝间距的要求，并结合到水池下的地基局部不均匀需要进行处理的情况，将基础全部超挖300mm，然后用级配砂石回填夯实。4控制裂缝的施工措施针对本工程的特殊情况，为了有效保证施工质量，减少(下转第100页)!Q盖鉴曼笔重塑地墨塞叁差垫!竺塑堡墨；笙差三墨子，按实验方法1．2．3上柱分离，显色后测定吸光度，误差不超过5％的共存离子允许量为