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[摘 要]本文通过对水池裂缝的成因分析,从设计和施工上采取相应措施加以解决,有效地减少和防止建筑物出现裂缝。
[关键词]钢筋混凝土 水池裂缝 成因与控制
中图分类号:U550 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0134-01
在污水处理工程中,钢筋混凝土水池得到了广泛应用,例如污水处理厂中的预沉池、初沉池、氧化沟等构筑物,如何有效地减少和防止这些建筑物出现裂缝,需要在工程实践中不断总结形成裂缝的主要原因,以便从设计和施工上采取的措施加以解决。
一、水池裂缝产生的原因
1.配比审核制度亟待完善。
商品混凝土具有水灰比大、商品混凝土的水泥使用量很多、施工的速度快、坍落度大等特点,因此混凝土的收缩很大。所以建立完善的商品混凝土的配比审核制度有助于施工的实施。
2.收缩应力过高易使钢筋混凝土水池出现裂缝。
可以在混凝土之中加入一些膨胀剂,使混凝土能自行补偿混凝土的收缩部分。在灌浆之中加入减水剂和缓凝剂,使水灰比降低。为了降低水泥的使用量和防止混凝土出现干缩的现象,可以适量掺粉煤灰。
3.对混凝土的养护不够。
不重视混凝土的养护,会对混凝土的总量和收缩速率产生很大的影响,使水池产生裂缝。可以使用多种方式预先对水池的底板采取保温措施,定期洒水进行湿润,使混凝土的湿度得到提高,使水池池底和池壁的湿差和温差降到最低。
4.伸缩缝的设置有瑕疵。
正确的设置伸缩缝,可以减少水池底板和池壁的长度,将地基对水池底板的约束力降到最低。钢筋混凝土水池的构造要符合图纸的规定,水池的配筋和水池壁厚都满足使用的荷载要求。从混凝土的外观上查看,不能出现麻面和蜂窝等现象。
二、控制措施
由于混凝土产生裂缝的原因也比较复杂,因此在设计计算过程中,除根据具体条件作应力计算外,采用一系列综合性构造措施对控制裂缝是十分必要的。根据工程的具体情况可以选用以下几种处理方法:
1.边界约束要适当减少
结构伸缩变形产生的应力用结构强度抵抗既不经济,也难于实施,宜采用“放”的办法,尽量减少对 构筑物的边界约束,保证结构在变形时能够自由伸缩,以达到释放应力的目的。由于工艺要求,构筑物的形状和尺寸千变万化,某些结构形状对构筑物的自由变形极为不利,应视工程的具体情况,采用适当的方法处理。
2.后浇带可以有效释放
设置后浇带是结构工程设计施工的常用方法。后浇带可以有效地释放混凝土硬化和养护期间的收缩,消除因施工期的变形引起的结构附加应力。但后浇带施工比较麻烦,增加工程的施工时间,后浇带处理不好还会影响水池结构的水密性。
3.适量使用外加剂
随着工程技术的快速发展,混凝土外加剂的性能和使用也得到很大提高。在混凝土中掺加膨胀剂,混凝土的膨胀量可以部分抵消混凝土硬化和养护期间的收缩变形,改善结构使用期间温度变形的适应能力,防止温度裂缝。《混凝土结构工程施工质量验收规范》对在混凝土中掺加可靠外加剂的构筑物可根据经验确定最大伸缩缝间距。
4.整体刚度和抗裂度要加强
采用扶壁式挡水池形式,扶壁和底板连接处,应设置加强腋角增大转角处刚度,分散池角应力;为了防止池壁产生贯穿裂缝和减少表面裂缝,钢筋应对称设置,沿板底上、下两层,沿壁体左右两层,钢筋尽量细些,但如果完全采用细钢筋,则施工刚度不够,可粗细搭配,含钢率控制在0.3%~0.4% 范围内;转角或孔边作构造筋加强,转角处增配斜向钢筋或钢筋网片;采取合理的结构布置和围护措施以减少温、湿度对结构的影响等;
三、钢筋混凝土水池裂缝的处理方案
根据裂缝的深度和宽度的不同,钢筋混凝土水池裂縫的处理方法也不同。通常会使用表面封闭法和压力灌浆法。压力灌浆法适用于那些宽度较大(大于等于0.2mm)并且贯穿的裂缝。对于那些宽度较小的裂缝可以使用表面封闭法。压力灌浆法在施工之前首先要进行施工准备。
首先,对基层进行处理。凿出裂缝处已经松动的浮浆和混凝土,按照裂缝的走向凿出一个深50mm,宽50mm的V字形槽,之后对裂缝进行清理,最后用丙酮将油污擦洗干净。其次,对灌浆嘴进行布置。灌浆嘴要布置在池壁两面的交错处,沿着裂缝的走向,每隔600cm布置一个,将布置好的灌浆嘴埋入墙体之中,埋入的深度要大于50mm,使孔口不被深50mm,宽50mm的V字形槽嵌缝堵塞。如果灌浆嘴的表面出现潮湿的状况,一定要使用喷灯进行预热、烘烤干燥。烘烤干燥之后要在深50mm,宽50mm的V字形槽表面涂抹厚度在1mm到2mm范围之内的环氧树脂浆液。环氧树脂浆液的配合比例如下:
乙二胺18%、领苯二甲酸二丁酯12%、丙酮40%、糠醛50%、环氧树脂E44100%。涂抹环氧树脂浆液的作用是使界面的粘性增强,在初凝时再次嵌填环氧胶泥,使环氧胶泥充满V字形槽,最后将表面抹光。环氧胶泥的配合比例如下(重量比):石楠100、普通水泥300、乙二胺10、领苯二甲酸二丁酯10、丙酮20、环氧树脂E44100%。
最后,使用压水压溶剂进行通风试验。结束灌浆嘴的埋嘴封堵之后,需要对封住的缝隙进行压气通风的试验,监测对裂缝的封堵是否有效。同时监测灌浆孔和裂缝之间是否有通畅的通风。一旦试验无法得到预期的效果,则需要重新布置灌浆嘴或重新封堵裂缝,一直到实验满足预期的要求之后才可以灌浆。以每条裂缝作为一个单位进行试验,将肥皂水涂抹在裂缝之上。
具体的试验过程为:当A空进行压气试验时,敞开其余所有孔洞的闸门,一旦有孔串通的现象发生,立刻关闭A孔。按照这种做法逐一监测,发现一个关闭一个,在将所有的孔都关闭之后,还要在持续压气通风一段时间,注意观察灌浆孔的四周和裂缝的表面是否有冒泡的现象,对现象做出及时准确的记录,将设计的灌浆压力作为试验中使用压力的标准。
在完成了以上三点施工准备之后,要进行压力灌浆。在经过压气通风试验之后,如果封堵的裂缝没有渗漏的现象发生,封堵的质量很好,就可以配置环氧树脂浆液。环氧树脂浆液的配合比例为:乙二胺18%、领苯二甲酸二丁酯12%、丙酮40%、糠醛50%、环氧树脂E44100%。在准备进行压力灌浆之前,应该打开所有灌浆孔,并确定这些灌浆孔是属于相同的灌浆单位之中的。将裂缝之内的积水用压缩的空气吹干,使裂缝的内部达到干燥或者无水的状态。在灌浆的时候采取连续的自下而上的方式进行,内外的灌浆口要保持一致的进度。在结束了对裂缝的处理之后,在池壁内部进行裂缝观察和蓄水的试验,观察裂缝处是否渗水。如果没有见到裂缝处有渗水现象的发生,说明已经稳定了裂缝的趋势,采用了成功的决策处理了钢筋混凝土水池的裂缝。
总结
总之,钢筋混凝土水池在污水处理池:预沉池、沉淀池、氧化沟等构筑物内广泛的使用。在这些构筑物之中一旦出现裂缝,会造成贯穿性的裂缝,严重影响了构筑物的使用功能。当建成贮水构筑物时,首要就要防止渗漏水现象的出现,如果钢筋混凝土水池发生裂缝,小则对水池进行修补,如果严重的话,甚至要废弃整个水池,浪费了国家的财产,产生很大的危害。通过对工程实例的研究,阐述了钢筋混凝土水池发生裂缝的原因,并进行了分析和讨论,可以有效的避免在其他工程之中类似的情况的发生。
参考文献
[1] 陈洁.工程结构裂缝控制 [M].北京:人民建筑出版社,2005,40,47.
[2] 董素英.建筑工程质量事故分析 [M].中国建筑出版社,2007,9(11):159.
[关键词]钢筋混凝土 水池裂缝 成因与控制
中图分类号:U550 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)28-0134-01
在污水处理工程中,钢筋混凝土水池得到了广泛应用,例如污水处理厂中的预沉池、初沉池、氧化沟等构筑物,如何有效地减少和防止这些建筑物出现裂缝,需要在工程实践中不断总结形成裂缝的主要原因,以便从设计和施工上采取的措施加以解决。
一、水池裂缝产生的原因
1.配比审核制度亟待完善。
商品混凝土具有水灰比大、商品混凝土的水泥使用量很多、施工的速度快、坍落度大等特点,因此混凝土的收缩很大。所以建立完善的商品混凝土的配比审核制度有助于施工的实施。
2.收缩应力过高易使钢筋混凝土水池出现裂缝。
可以在混凝土之中加入一些膨胀剂,使混凝土能自行补偿混凝土的收缩部分。在灌浆之中加入减水剂和缓凝剂,使水灰比降低。为了降低水泥的使用量和防止混凝土出现干缩的现象,可以适量掺粉煤灰。
3.对混凝土的养护不够。
不重视混凝土的养护,会对混凝土的总量和收缩速率产生很大的影响,使水池产生裂缝。可以使用多种方式预先对水池的底板采取保温措施,定期洒水进行湿润,使混凝土的湿度得到提高,使水池池底和池壁的湿差和温差降到最低。
4.伸缩缝的设置有瑕疵。
正确的设置伸缩缝,可以减少水池底板和池壁的长度,将地基对水池底板的约束力降到最低。钢筋混凝土水池的构造要符合图纸的规定,水池的配筋和水池壁厚都满足使用的荷载要求。从混凝土的外观上查看,不能出现麻面和蜂窝等现象。
二、控制措施
由于混凝土产生裂缝的原因也比较复杂,因此在设计计算过程中,除根据具体条件作应力计算外,采用一系列综合性构造措施对控制裂缝是十分必要的。根据工程的具体情况可以选用以下几种处理方法:
1.边界约束要适当减少
结构伸缩变形产生的应力用结构强度抵抗既不经济,也难于实施,宜采用“放”的办法,尽量减少对 构筑物的边界约束,保证结构在变形时能够自由伸缩,以达到释放应力的目的。由于工艺要求,构筑物的形状和尺寸千变万化,某些结构形状对构筑物的自由变形极为不利,应视工程的具体情况,采用适当的方法处理。
2.后浇带可以有效释放
设置后浇带是结构工程设计施工的常用方法。后浇带可以有效地释放混凝土硬化和养护期间的收缩,消除因施工期的变形引起的结构附加应力。但后浇带施工比较麻烦,增加工程的施工时间,后浇带处理不好还会影响水池结构的水密性。
3.适量使用外加剂
随着工程技术的快速发展,混凝土外加剂的性能和使用也得到很大提高。在混凝土中掺加膨胀剂,混凝土的膨胀量可以部分抵消混凝土硬化和养护期间的收缩变形,改善结构使用期间温度变形的适应能力,防止温度裂缝。《混凝土结构工程施工质量验收规范》对在混凝土中掺加可靠外加剂的构筑物可根据经验确定最大伸缩缝间距。
4.整体刚度和抗裂度要加强
采用扶壁式挡水池形式,扶壁和底板连接处,应设置加强腋角增大转角处刚度,分散池角应力;为了防止池壁产生贯穿裂缝和减少表面裂缝,钢筋应对称设置,沿板底上、下两层,沿壁体左右两层,钢筋尽量细些,但如果完全采用细钢筋,则施工刚度不够,可粗细搭配,含钢率控制在0.3%~0.4% 范围内;转角或孔边作构造筋加强,转角处增配斜向钢筋或钢筋网片;采取合理的结构布置和围护措施以减少温、湿度对结构的影响等;
三、钢筋混凝土水池裂缝的处理方案
根据裂缝的深度和宽度的不同,钢筋混凝土水池裂縫的处理方法也不同。通常会使用表面封闭法和压力灌浆法。压力灌浆法适用于那些宽度较大(大于等于0.2mm)并且贯穿的裂缝。对于那些宽度较小的裂缝可以使用表面封闭法。压力灌浆法在施工之前首先要进行施工准备。
首先,对基层进行处理。凿出裂缝处已经松动的浮浆和混凝土,按照裂缝的走向凿出一个深50mm,宽50mm的V字形槽,之后对裂缝进行清理,最后用丙酮将油污擦洗干净。其次,对灌浆嘴进行布置。灌浆嘴要布置在池壁两面的交错处,沿着裂缝的走向,每隔600cm布置一个,将布置好的灌浆嘴埋入墙体之中,埋入的深度要大于50mm,使孔口不被深50mm,宽50mm的V字形槽嵌缝堵塞。如果灌浆嘴的表面出现潮湿的状况,一定要使用喷灯进行预热、烘烤干燥。烘烤干燥之后要在深50mm,宽50mm的V字形槽表面涂抹厚度在1mm到2mm范围之内的环氧树脂浆液。环氧树脂浆液的配合比例如下:
乙二胺18%、领苯二甲酸二丁酯12%、丙酮40%、糠醛50%、环氧树脂E44100%。涂抹环氧树脂浆液的作用是使界面的粘性增强,在初凝时再次嵌填环氧胶泥,使环氧胶泥充满V字形槽,最后将表面抹光。环氧胶泥的配合比例如下(重量比):石楠100、普通水泥300、乙二胺10、领苯二甲酸二丁酯10、丙酮20、环氧树脂E44100%。
最后,使用压水压溶剂进行通风试验。结束灌浆嘴的埋嘴封堵之后,需要对封住的缝隙进行压气通风的试验,监测对裂缝的封堵是否有效。同时监测灌浆孔和裂缝之间是否有通畅的通风。一旦试验无法得到预期的效果,则需要重新布置灌浆嘴或重新封堵裂缝,一直到实验满足预期的要求之后才可以灌浆。以每条裂缝作为一个单位进行试验,将肥皂水涂抹在裂缝之上。
具体的试验过程为:当A空进行压气试验时,敞开其余所有孔洞的闸门,一旦有孔串通的现象发生,立刻关闭A孔。按照这种做法逐一监测,发现一个关闭一个,在将所有的孔都关闭之后,还要在持续压气通风一段时间,注意观察灌浆孔的四周和裂缝的表面是否有冒泡的现象,对现象做出及时准确的记录,将设计的灌浆压力作为试验中使用压力的标准。
在完成了以上三点施工准备之后,要进行压力灌浆。在经过压气通风试验之后,如果封堵的裂缝没有渗漏的现象发生,封堵的质量很好,就可以配置环氧树脂浆液。环氧树脂浆液的配合比例为:乙二胺18%、领苯二甲酸二丁酯12%、丙酮40%、糠醛50%、环氧树脂E44100%。在准备进行压力灌浆之前,应该打开所有灌浆孔,并确定这些灌浆孔是属于相同的灌浆单位之中的。将裂缝之内的积水用压缩的空气吹干,使裂缝的内部达到干燥或者无水的状态。在灌浆的时候采取连续的自下而上的方式进行,内外的灌浆口要保持一致的进度。在结束了对裂缝的处理之后,在池壁内部进行裂缝观察和蓄水的试验,观察裂缝处是否渗水。如果没有见到裂缝处有渗水现象的发生,说明已经稳定了裂缝的趋势,采用了成功的决策处理了钢筋混凝土水池的裂缝。
总结
总之,钢筋混凝土水池在污水处理池:预沉池、沉淀池、氧化沟等构筑物内广泛的使用。在这些构筑物之中一旦出现裂缝,会造成贯穿性的裂缝,严重影响了构筑物的使用功能。当建成贮水构筑物时,首要就要防止渗漏水现象的出现,如果钢筋混凝土水池发生裂缝,小则对水池进行修补,如果严重的话,甚至要废弃整个水池,浪费了国家的财产,产生很大的危害。通过对工程实例的研究,阐述了钢筋混凝土水池发生裂缝的原因,并进行了分析和讨论,可以有效的避免在其他工程之中类似的情况的发生。
参考文献
[1] 陈洁.工程结构裂缝控制 [M].北京:人民建筑出版社,2005,40,47.
[2] 董素英.建筑工程质量事故分析 [M].中国建筑出版社,2007,9(11):159.