第
年
卷第
月
期
特
种
结
构
型 钢大筋 混凝 水土 池渗漏 机理 及 抗裂 防渗技术 措 施 温 晓英中
市 政国工程 北华 设研计究 院 总天津,
【摘要 』 本 文 述阐了 凝土混 水 池渗 漏的机理, 对 程 工常见 中水池 的凝混 由土缩干、 温度、 化 反学 及应沉
陷 引起等 的几种主要 开 的形 式作 了裂介绍 , 分 析了种 各裂 产缝生 的 原 因 ,并 材料 从、 工施及 设计等方
面 讨 论了 高提池 水渗防 抗裂 能性的几种技 术措施
【。 键关 】词大型 水 裂缝 池式及 形成因 控 制 措施 只 肋 切,王
'
妙 加 印南 ` 勿声 肋,
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'
、
言引
絮尸
的多孔
性状 , 而 凝 混 土水 分 内不 的 断 发 , 则 导 蒸着 社随 经会 济的快 速发 展 , 人 们生的活 水 致 水平泥 水 的化 不充分 并造 成毛 细 管网 彼此 通 ,
连断不 提高 ,但 环 境 污 日趋染严重 。 为 此,关 系到 民生的 给厂 和水污处水理环等工境建程项设目 渐日 增 多 钢。筋 混 土水凝池在 这 类 项 中目 是种 一应用 极广为 泛构筑的物 , 着 随工 规模程的增 大
伴, 随 收 缩硅出 现 的龟 裂, 形 成渗 水 通 道 。 一
旦渗水 通道形成 ,要存只在 内 外压力 ,差 然必
导会 致 液体 的渗流 , 意 着 味 抗其渗 能 力 降低的或
丧失 。 水池 开裂 的主 要形式 产及 生的原 因
水 池不 呈 断 出现超长、 超 大 化的趋 势, 而大 量商 品混 凝土 的 使用 和混 凝 强土 度等 的提 高 级 ,使 池体出现裂 缝 的 几率 也大 大增加 要 。保证池体 结 构 有具 良好的 抗 渗性 和 裂 性 ,抗 必 须就 对缝 的发裂
和生发展 加 以有效 的 控 制。钢 筋混凝 土 水 池渗的漏 机 混理 凝 土是 以 泥 为胶水 结 、料 以 石 砂骨料
粘干缩裂
缝
凝混土 缩干主 要混和凝 土 水的 成泥分、 水
用泥 量 水、 灰比 、 料 集的 性 和质用 量 外、 剂加 的
能及性 用 量 等关有。
干 缩裂 缝多 出 现在混 凝土养 护 结 束 的 一后
段 时 或间凝混 土筑 浇毕完 的一后周左 右。 水泥浆 中 水 蒸 发分 会 产生 干 缩 ,且 这种 缩 收 是 可不逆 的 。缩干 裂缝 产的 生主要是 由 混于凝 土 外内水 分蒸 程发 不度 而同导致 变 不 形同 混 凝。 受土 外 部条 件 影 响 表 ,面 分水 流过 失 快,变形 较 大, 内部 湿 度变较 化 , 变小形 小较 , 较大的表 面缩干 变形受 到混 凝 土部 内 约 束 产, 生 大 拉 应较力 而 产 生 缝裂。 相 对 湿 度 低 越,水 泥体 干浆缩越 大 , 缩 裂 干缝 易 产越生。
结 成而 的 非 质均脆 性 材料 。 结 其 构出现 水的渗漏 , 必 然混是凝 土 中 存 在
着 漏渗通 道 。 水石泥 、集 料 本 身 在结 构 态形 都上存 在 着 各 大 种小不
等孔的隙和微 细裂 缝,水泥石 与集料 的 接面触
存 也 在 着 各 形 状种的缝 隙 和 毛 细 管 。另 外, 施
工 过程中振 不 捣密实 、 水 泥骨 料离 析造 成 硷 隙孔 率 增的大 , 养 护过 程 中水分 保 失 程度对 水 泥 石 毛 细 孔的 影 响 等 因素 , 直 接 决 定 了混 凝 土固
有
oN 3.2 0 13
温晓
英大 型钢筋
混 土凝 池水渗漏 机 理 及抗裂 渗技防 术措施
翻两毋
温
度 缝裂 温裂度 多发缝生在大体积 凝混 土表面或温
差变 化 大地 区的混 凝 土结较构 中 。混 凝在 土硬
化致 。地
变基形稳 之定 后 ,陷沉裂缝 也基本趋
于定 稳。
设
考虑计全面不或参取值数不当 使缝宽裂
超度
限过
中程, 水 泥 水 产化 生 量 的水大化 热 这 ,些 量热
聚在 积混 凝 土内部不 易散 发 , 使 混凝 结 土 构内部
在
工 程设计 中 较 比 易 容 被 视 忽的 题问 主要 有以下 种 。几
温度不 断升 上,而其 表 面散热较 快 , 样 这形 成 就内外较 大的 温 , 造差 成 部内 与 外热 部 胀缩冷程
不度 同, 混凝 使表 面 土产 一生 的拉应定 。 在力 后其
实际 受拉作弯 的池用 壁配筋计在 时未算考 拉虑 作力 用致使 水平 配 不足筋 ,裂 缝度 宽 超 限。受 温 差 作用 地的 池上体 计算 配 筋 时 未 人 计差产温 生 的力 内 , 致 配使筋 足不, 裂缝 超限。
载荷工 况 考虑不全 面 ,土 的 计算参 数、
期 的
降温 收缩 过 程 中, 又 于受 到由 座支及 周边混 土凝 约的束而 混在凝 土 结 构中 出拉 现力 应 。拉
当应力 过超混凝 土 的抗 拉强 度极限 ,时混凝 土 就会 生 产裂 。 缝此 因,水 结池 构的中 凝混 土早 期收缩 缝 裂 要 出主 现在 露裸 表面, 而硬化 后的收 缩 缝裂 现出在结构 中部的附 较 多近 。
温度 等基 础 资不 料确 准 致导土压 力 温、差 荷等 载出 现 偏 , 差使 池 致 体内计力算 结果比 实偏 际小,
导致 筋不 配足, 裂 缝超 限 水。 池 缝的裂 制控措施
由于 境环 温 度的变化 , 会 使 凝混 构 土产 生件 胀热 冷缩, 这种 由 气候 化 产 变 的生差 ,温在水
结池构 设 中称 计为中 面季 温 节差, 其由 产 生的 应
由力于 硅 料 材 本身 的 有固 性 以特 水及 池结 构 本身 有 的特板壳 体 系和约 束 形态 , 现 出一定 程 度裂缝 在的 工 程是中 不 可避 的 。 免 其是尤 型
大筋 硷钢 池 ,水一 般 为 超长均结构 , 更 容 易产 收生
及
裂缝 般一出 现在 构 的结 部中。
凝 混结 构 土度温 布不 均分, 会也在 结构内产
生 温
应度力 。影
响混 凝土结 构温 度布 的分 外 因 素部包 括 触 接介 的 质温 度、 速风和 结 方 构位 朝向
等内 部因 主素要有 混 凝土 导 的热 系 数 、 否
是 缩温和 裂度 缝。 设计和 施工 方 面 的素因 以可通 过 为 措施进人 行干预和 调 ,整并 能得 改到善 甚至 到做完 避全 免 , 而 凝 土混 身 自干的缩变 形却 无 完法
避全 ,免 只有通 改过 善各 种 响影混凝土 干 缩变 形的 素因 ,才 减能少 凝混 土 开的裂。 混凝 土对 裂缝 以应 预防 为 , 主同时 施 工过 程在 中严 控 格制。 针 现 对实际 工 可程能 出 现的情况, 提 出 下 以 控措 制施 建 和议
。
有装铺 层 结构、 面表色颜等。此 类 成混凝造 土
结 构温度 应力 的原 因 ,在 水 池设计 中一般 为 称壁面 温差 。 其由产 生 的应力 及 裂 缝 一般 出 在 结现 构表 面
化 。学反应 起引 的缝裂 碱骨料反 应 裂和缝筋钢 锈蚀起引 的裂缝 钢 筋 是 混凝 土结 中构最 见常 的由 化 于学反 应 引
的裂 缝起。
择合适选的材料 和级 配 ,提 高 凝混的土密水
根据 混凝性土强度及 易和 性等求要确定合 理
的配
合 , 比严 格 控水制灰 比和 水泥用量
选
择合
混凝 土 和拌会 后产生 一 碱性 些离 子 ,这些 离 子 与 些 活某 骨性 料 产 化 生学反 应 并 收周 吸围 环 境中 的而体 水 积增大, 成 混凝造土 酥松 、 膨 胀 开 裂。 这 裂缝 种 一 出旦现很 难 补救 ,因此 采应取 有 效 措施 进预行 防。
适
骨 的级 料 配,减 小孔 隙率 掺人 量适的 外剂 加
以调, 或整 破 硷坏内部 结构 毛 细 的构 造 管, 使相 连通 的互毛细 管网最 大度 地限 减少, 提高硷 的 密实 , 度以 到达 裂抗 渗防 目的。 保
证施 工质 量 , 避免因 施 工不 当引起 混凝 土
沉
陷缝
裂 陷裂沉 缝产生是 由于地的 土基不均 质、松 软 , 或 回 填土 不密 实 或 浸 水造成 均不 匀 降 所
沉开
裂混 在 凝浇 土捣前 , 先 将 基应层 模和 板浇 湿 透 ,水避 免 多吸 收过 水分, 浇捣 过程 中 尽 应量 到
— 做
—
.
翔阉母
硅的 结 构 和孔孔 率 增隙大
。特
种
结
构
加
年
第期
既 捣振充 分又避 免过 度, 免避 泥骨水料离 析成
造缩
缝裂问题 。 膨 但胀 剂产生的膨 胀 应力 是有 的 , 超限过 一定 的界限后 就起不 应到有 的作用 ,因 应
混凝此土 浇捣 完 成后 ,要及 时进 行养 ,护尤 其 加强早期 护 ,养避 混免凝早土期脱水 ,引起收 缩
缝 , 裂并 当适长延凝混土的 护养 时间。 冬施季工要适
事
先 对硷进 行种各 不 同掺 量的试 配 以,确 最定佳 掺 量,才能获 得控 裂制渗 的效 果
。 确在定 添 加 剂 的掺量 时 ,应 根据 其不 同的种 、 性类 能 水池及结 的构 际实情况 区别 对 。 高待合强成 纤 维混在 凝 土中掺加 高强 合成 维纤, 制成 纤维
凝 混土 ,使 凝混 土的收 能量缩被 散分至 大 高量 强 纤维上 ,增 强 混了凝土 的 韧 性,抑制 了 缝 裂的 生 发和 展发。 设
变里缝形
延长混当凝 保土覆温盖 时 ,间 可并刷养涂护剂。 混凝 土 中 掺 加 添 加剂掺
加 加添 剂 要 主 是为 增 了 强混 凝 土均 匀 的密性实, 并 消减 凝混土 身结自硬 过程中的 收缩变
形。 密实 性提 高 , 一后 旦凝 土混 受因 力变 而开形
裂时 ,出现 裂缝的较 为 细 密 ,此 起由到 控 裂制 开 缝 展 的目的 目。 前被普 采遍 用添 加剂的主 要 有 以 下两类 。具 膨 胀有 性能的抗 防水裂剂 在 水泥中掺 加 定 数 一量 具的有 膨 胀 性能
的设置形缝变主要 是少 减面中季节温差产生 的温度 力 ,应并 消减 混 凝收土 的影 响缩 。矩 形水
池通 常 采 用这种 办 法 来避免 于 池由 壁 过长 而 可 能 出
现 的度温 和 缩 裂收 。缝 般一地基上 的地或上半 下现地钢筋浇 混 土凝矩 形 池变 形缝 水距间一 般不 超过 下地
或抗
裂 防 水剂 ,拌和 后 生 成 量 膨大胀 性 结 晶化合 物 ,
使 凝混 土 度 适 膨 胀 , 并 在结 中建构 一 立 的 预定压应 力 ,这 预一应 力压可 消或抵部 分抵 在硬 化消过程 中 生 产的 收拉 缩 应 , 力 使凝混土 内 的 应
拉有保
措施 的地温 上水池则不 过
般为超构造 见 图
。
力
小于 其拉伸 极限 , 从 而 防 止 混凝 的 土收 开 缩裂 。 另外 , 水 化反 生 成 的应晶体 填充 、 切 断 堵、塞硅 的 毛 细孔, 提 高硅了 抗的渗性能 这。种方 法能效有地 决解硬化硷程 过的收
中
形变缝的设置将 水 池 结 完构全 切断 , 缝 一宽, 止由水带 、 填 缝板 嵌、缝 密 封 料三 。 分组部 成 。 一工程 中常用般 的池壁 和底 变板形
缝丝
密
设
混
土后凝 浇带或强加带
池
壁后浇 带 和加 强 带是当 筋钢混 凝 结 构 土长度 过 规超范 定 规伸的缩
缝最 大 距间, 又 不便设 变 形 缝所采用时的防 止控 制和 工期混施图
肠池壁
底板 及变缝构形详造圈 刃
比。 币扭 山边 幼刃 以
凝土 收缩 和温差 变 形 生产 裂缝 的 一 种方 法。比
计 高一设级 等
的
浇 带 后设的
置
后 浇带 通常可 按变 缝 的形间距要 求 置 设 宽,
度一 , 钢 筋通贯, 且 要配 适置量 加的 , 将后
一厂 一一尹
`」 、之可吧 爪刃 甲二 尸玉
巴强 钢
。筋 待后 浇 带两侧混 凝土 浇筑完
山
缝珊
乙 黯二二二己丁
艺之之
止
侧两 凝 混土 面凿 表 毛, 洗清 干 净 ,再 用 原比设计 等 级高 一 级 且 具 膨有胀 能 的性 偿补 收 缩混凝 土
浇
, 灌并 做好 水防 振,捣 密实 、 加 强护养 。后浇
带构造 图见
一 —
图论
吐
后浇 带造构 图
刃 日 详扭犯
。
N
o . 3 2 13
温0晓英
大型钢筋 混凝 水池 渗土 漏 机理 抗裂 防 及渗 术技 措施
弓 两翔
牙 浇后带 宜 布 在 置受力较 小 的 部 位 , 这 常种规
浇带后的施 工工 较长期, 有在地水 的下况
在 设情计 中应对 各 种 载荷 工况 作用下 池 体 各 部 位可能 产 最 生大拉 应力 的 面截进 行 计 算 分 ,析 使之 满足裂缝 控制 要 求 。为保 水 池结证 设 构 的计准确 完善 , 首 应 先 基在 础料资 的 集收 用 使中做 到完 整 、 准 。 因确为地 下位 水 土和层 参 数 同 不 ,使 埋地会水 所池 受 水
土 力压 生很产 大差异 , 直 接 影计算 响 果结。 而础基
下 ,会增加 施 工降 水 费 用 ,而 后浇带且清 理 比 麻 较烦 , 缝 填好 不 还容易 留下 渗 漏隐 。 一患 常 般 用于 下 地 位 较低 水 施工 不、需降 的水地 区
混。凝 土 加 强 带的设置
工 程中 常以 膨胀 混凝 土加 强带 取 代 后 浇带, 以缩短 工 期 , 降 低 程工 投 费用资。 加 强 带 采 用比其 他 部 高 位一等 的级具 有 膨 胀能性的 偿 收补缩 混凝 土 浇 ,筑 一 设般 置 在 超长结 构混 凝 土 收 缩应 力生发 的大 最 部位, 也就 是 沿
长度 方向 的中位间 置, 采 用 连续 浇 筑缝 施无 工 ,
持力层不同可 能直影接响 基础结形构 式池和体沉 降变 形情况 。 气象 料资及池 内 水 决定温了 度温应 计力 的算可 性靠 等
在。设 计中 , 应 虑考水池 在水 试、试 调运、行
、检
修 等各种 状 态下 的荷 载作 用, 选 择合 的理荷载 组 合, 不 得遗 漏 。各 工对 况 受下拉 力作 的用件构, 要按 拉弯 构 进 行件强度 和 缝 裂 计 , 算确保 其 以内力 变及 的计形算 值 水与 实 际池 工 情作 一况 致。
在构 造上 , 控为 制 凝土 混温度 和缩 收 变形 ,
仅能 不 缩短 期工 ,低 降 本 成, 而 增 且加了混 凝 土的 密实 度 ,提高 了凝混土 的抗 、 防裂渗 能性。 加 强 带带 宽一 般为 一 , 带的两 侧 上 下层 钢筋 间设 置 之密 钢孔 丝 , 网端两分 别 绑扎在 上 下
层钢 上筋, 将 内带与 带外 的 混凝 土 分隔 开。 加强 带 构造 见图
比。 计设一 等级高可
,声 、 月, , 尸
,
可 适 加强 当池壁 水 平 钢 ,筋尤 其是 超长 体池 水。
平 可采用筋 小 直径 密分 布 的筋 配式方, 以控制 表面 缝裂 的 发 生和 扩展
。密孔
钢丝
网
尸一 一 , , 二二二二 二 二二 弓
少〔 麟一 羹 粼耀沼 , ,
, 甲, 尸 , 了 竺了
防为 地止基变 形 引起混 凝土 开 , 裂对软 、土填 土松 软等地基 进 行 必 要的夯 实和 加固 处理 ,
要必时可 用 采基 础桩。
圈电
加带强构造圈详日
理 饮民改山
预
应力 术技
峨娜户
司 吨
采
掺用 加 添 加剂 补 偿 收的 缩混 凝 土设和 置 施工后 带浇 或加 强带 主,要解 早 决期 凝混土收 缩
在
设 计 算计 构及造措施 上 把严质 对 料 材提 出必 要要求的
关
温差 和变 形 开裂 题 问 ,并不 解能决 用使 期间 混 凝土
于环境由温度化变 所季节致 差和混温凝 土结 温度分构 布不均所致壁 温面产 差的生温度应力 对混凝土 水池 造成的渗 问裂题 。 钢筋 凝 混水土 池, 别特是 较 的水长 结池 , 如构 果 纯单依 靠增 加 配 量筋、 善改 硷 性能以及 施工 养 护措等施 , 足不 以从根 本 上底 彻解 决硷 的 裂 渗题问 采。 用预 应 力 技 术, 通是 布 置在 混过凝土 构件 的中预应力筋钢对水 构 池预先件施加一 定
的
控 为化制反应学及 施工 期混间土 干缩凝
和温度 变形 引起 的裂缝 设, 上计对 混 凝土 的强度等
级
、 抗 等渗级 、 碱 含 量、 氯离 子含 、 量 灰水比 等提出限值 要 求 。当 下地水 土或壤 对混 土或凝 钢 筋有 蚀 腐 性 ,时可 取 一采些 防蚀腐 措施 ,如比 氯对离 子 蚀腐可 在 凝混土 中 掺 加筋 阻锈 钢剂、 矿 掺 物 合 料 表、 涂层 刷防腐 料涂等 对硫 酸 离根 子蚀腐可
采用 硫 抗 盐硅 酸酸 水 盐泥 、掺 人 抗 硫酸外盐 加
剂、 掺 矿 物 掺合人料 、 表 层涂 防腐刷 涂料 等。 在
计 设上 面全考虑 种 各荷载 工况 , 格严控 制 缝 宽裂度
预
应 力 压 以抵, 或消部 分抵 消外荷 载 作下用 的拉 应力 ,使结构 构 件处 小 偏于心 受甚压 至全 截 面受
下第
—转
页
—
.
两翱母度
,仅 壳 体在
特
种
结
年第构
期
以 下采 用 面模板双。
节为约 维护 了成本 图
。是投人使用 后 的 计 分 牌
异。型凝混 土结构
在保壳证体下部半凝混土的实密性 ,壳体 内模安
装须必 与壳体 混 土凝 浇注 同 进步行, 即 浇 注 宽混 每凝 土壳 体, 同 安步 下装一 步 拟 注混 浇土凝 壳 的 内体 模。壳 体 在
凝混土 之前 应间隔
本程施工经验 表工
确明定施 工方 案 时只要 认 分真析比 较 选择,既 经济 具有 操又 作可 性行 模的板 选材 制 , 保作 施工证 质量 ,就 能实现建 筑形 式的多 样 化、完 美化。 对 分 利充 用硷结 构 固坚、 耐 用 、后期 维 费护用 小的
点 建优 出更造 多 颖 独新特 的
建 及筑其 施 工 方案具
以 上只 采 用 模内, 浇 注
设 一个标 高 壳 体 厚度
控 制 点
混,凝 土 筑浇应 从计 分 牌两端 向中间称 进 对行, 以减小 对模板 水的平 推力 。混凝 土养 护 使用 养 液护 刷涂 防水止 分 发 蒸。计分 壳牌 体拆模 后 应及,时对 混 凝土 面表进
有
借 鉴义意。
参考献文建
施筑手册工第四 版中 国筑建业 出工社版,
,
,
行
清 理、修 ,整 便以 涂刷装 饰层
。〕《
混凝
土结工程构工质量验施收范规
目
一
】口水泥 基透渗晶结型防水材料甲
一
图
入投 使 用后的分牌
计筑施建模工板安全技规术 程
结语一
通过
用玻选璃钢 材制作异 型料计牌硅施分
清混水凝应用土技术程规
右
一 仪`
工模 板
, 混使凝土 建 造的橄 榄 型计 牌 分到 了金
属外达 的壳效 , 果建筑造 型得到完 美 现体。 经 且
过建筑钢构焊结技术规程
接
余 年一的 使用, 未发 现 何 裂 缝任 、渗 漏 情况。
上接第
页
力等 技术在 控制 池 水裂 渗 方 面作用 的在实 工际程 中得已 广到泛验 ,证 其 对尤 大于型化 、 超长 的化
压
状 ,态从 使而 构 在结 用使阶段 也达 到不能开裂
或减小 缝宽裂 度的目 的。 预 力钢应 筋在 水 池 构结 的中 用应 ,大 大提高
类各钢 混 筋土凝池类 结构 的裂 控制渗 , 此 类技 体 术现 出了 无 可比拟 的优 越性。 相信随 着 新材 料和 新技术
的 断不现 ,涌会 更有多好更的方法 出 现。 参
文考
国家标献准 混 凝外土剂加用技应规范 术国中建筑工出版业 社国 标家 给准水 排 工 水程构 物 筑结 构 计 规 设 范北 中国建筑工业 出版京 一 社京
北了水
池 凝混 的 防土渗抗 裂 性 能, 整其 性 、体抗震 性 、 耐 久等 都 性是传 统 缝水 池无分 可 拟 比的。
结 语
随
各着 类水 在 池我 建 国筑 消防 用储 备水、
水利和 市政 工程 建设 以排及污水 体 存等 方储面 的广
泛
用 ,应 池体 的渗漏 问 越来题 越受 到界 部 内的 重 视门 。如何 效有 地制控池 体 混 土 裂凝缝 的发 和生
发展 成 已设计及 施为 部工门 须 考虑 必的点问重 。 题 补 收缩 偿凝混 土 、施工 后浇 或带 加带 以强 及应
预国家准标 下工地程 水防设 规范计 计划国出社
版一
北
京中
中
国工 建 设程准化协会 标准 给标排 水水程混工凝 构筑物
土变缝形计规设程北京 洲
以