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沉淀池池壁裂缝产生原因浅析及处理

来 源:中华水网   发布时间:2013-12-10 移动版

  山东某污水处理厂主要负责处理大豆蛋白、淀粉、淀粉糖废水,二沉池施工完成后池壁出现竖向裂缝,从基础处理、结构配筋及底板约束3个方面分析其原因,并对裂缝进行了处理。

  一、工程概况

  山东某污水处理厂主要负责处理大豆蛋白、淀粉、淀粉糖工艺废水,日处理水量12000m³。其中,二沉池于2011年11月开工建设,2012年4月完工。池身为钢筋混凝土结构,直径19m,池深3.5m,池壁厚300mm,为C25商品混凝土,设计水平配筋为池壁内侧Φ14@200mm外侧Φ16@160mm,池壁内侧竖向配筋Φ18、Φ22间隔布置,间距200mm,外侧配筋Φ12、Φ14间隔布置,间距160mm。未留后浇带,整体一次浇筑完成。

  二、裂缝分布情况

  二沉池施工完成一段时间后,发现池壁出现竖向裂缝,长度1.0-3.2m,裂缝基本分布在池壁中间部位,实测裂缝间距为4-9m,宽度为0.14-0.36mm(稳定后为0.13-0.23mm),部分裂缝深度较深,盛水后出现渗水现象。

  三、原因分析

  根据薄壁结构产生裂缝的一般规律,现从基础处理、结构配筋及底板约束3个方面作一些分析:

  1、基础处理沉淀池的基础经多次沉降观测,构筑物沉降仅1-2mm,基本可排除因不均匀沉降产生结构裂缝的可能性。

  2、结构配筋经用钢筋测量仪对池壁钢筋分布情况进行检测,钢筋间距及保护层基本符合设计要求。池壁水平配筋间距池壁内侧为200mm,外侧为160mm,《建筑技术》上有多篇按照施工实践经验的文章提出,根据相关工程施工情况说明,水平钢筋间距200mm的泵送混凝土墙体产生裂缝现象较普遍,而将水平钢筋按等强度进行代换后(间距改为100mm),裂缝会大量减少。

  3、底板约束池壁混凝土在硬化过程中,水化作用和水分蒸发以及胶质的胶凝使得混凝土的体积变小,产生收缩变形,底板浇筑好后21天开始浇筑池壁,此时底板混凝土收缩变形已相对较小,因此对池壁混凝土的收缩变形产生约束。池体本身为框架结构,且未设置后浇带,更加大了底板对池壁的约束。经过上述分析可知,水池池壁产生裂缝的主要原因有:

  (1)泵送混凝土水泥用量较高,虽然池壁的厚度小,利于散热,通过计算,温度应力仍大于混凝土的抗拉强度,是产生裂缝的主要原因。

  (2)水池底板与池壁浇筑间隔时间过长,且池壁未设置后浇带,也未采取其他措施削减温度收缩应力,导致底板对池壁混凝土产生较大约束,产生裂缝。

  (3)工程实践经验说明,薄壁结构配筋宜细而密,有利于提高混凝土的极限拉伸,控制温度收缩裂缝。而池壁水平配筋间距160-200mm仍偏大。

  (4)泵送混凝土因坍落度较大,干缩量大,疏于养护时易发生表面干缩裂缝,再与温度应力叠加,很容易在池壁上发展为贯穿裂缝。

  四、裂缝处理

  大部分池体将长期位于水下,且部分裂缝基本贯通,具有变形缝的特点,因此处理后既要求止水可靠,又要能适应温度变形。经分析认为,裂缝宽度在0.2mm以下的只进行表面刷浆处理,0.2mm以上的裂缝重点处理。经现场试验和参考以往修补工程的经验,最终选定水溶性聚氨酯堵漏剂进行处理。聚氨酯堵漏剂材料无色、无味,是国家认可已使用多年,用以修补水池墙身裂缝。其特点是修补周期短,工艺简单,且无须长时间养护。裂缝处理时,首先沿裂缝走向开凿“V”形槽,宽5-10cm,深3-4cm,缝内清洁处理后,自下而上每隔30-60cm设置一根高压厚壁软管(视渗水量大小而定,注浆用),软管一端固定在窄海绵条上;自下而上用特种瞬凝水泥封缝埋管,直至“V”形槽填满;达到一定强度后,自最下端软管下端开始压注堵漏浆液(阻燃型“聚氨酯”),压力控制在0.2-0.3MPa,至软管上端冒浆为止,封堵该段软管,依次进行,直至最上端的软管冒浆后,封堵好为止;最后在裂缝表面涂刷一层高强度防渗砂浆。处理后经水池满水试验,实际渗水量0.792L/m2.d,占规范允许量的39.6%,完全满足要求,达到预期目的。

  五、几点体会

  1、水池等薄壁结构采用泵送混凝土浇筑时,应优选较低水化热及低收缩水泥,降低水灰比,并且控制坍落度不宜过大。2、混凝土的施工工艺是控制裂缝的重要因素,要尽可能采取措施减小温差,此外,加强振捣,提高混凝土的密实度是防止裂缝产生的最有效办法。3、相关工程实际施工情况说明,水池等薄壁结构当采用泵送混凝土浇筑时,水平钢筋间距宜小于150mm。4、混凝土墙体裂缝与墙体长度有关,长度越长受温度干缩变形影响越大,产生裂缝的可能性越多。水池池壁施工应根据池体结构特点,长度超过20m时,建议设置后浇带,以削减温度收缩应力。5、应加强混凝土养护工作,延长拆模时间,并保持模板和混凝土面的充分湿润,以利于保湿和散热。保温养护一段时间后,应尽快回填土,这对于预防混凝土收缩引起裂缝有重要意义,最好从施工组织上予以保证。

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