水池結構設計中裂縫出現的原因及對策

張 敏

（山西晉城煤業集團勘察設計院有限公司，048006）

水池結構設計中裂縫出現的原因及對策

張 敏

（山西晉城煤業集團勘察設計院有限公司，048006）

在我國經濟高速發展的時代背景下,工業生產帶來了大量的生活污水和工業廢水,按照環保部門相關要求，這些生活污水和工業廢水必須經處理達標后排放或者回用。水池是污水處理廠中的主要構筑物之一，在日常使用過程中，因為水池裂縫對污水處理廠的正常運行產生了很大影響。因此，弄清楚水池產生裂縫的原因，并做好相應的結構設計以防止混凝土裂縫的出現對保證污水處理廠的正常運行具有非常重要的意義。本文主要對水池結構設計中裂縫產生的原因及其相應的預防方法進行了介紹。

水池結構 裂縫 原因 對策

一、前言

水池是污水處理廠中的主要構筑物之一，水池的正常使用保證著污水處理廠的正常運行。如果水池產生裂縫，將會影響污水處理廠的正常運行，帶來許多不必要的麻煩，起到事倍功半的效果。因此，在做水池結構設計時，一定要防止裂縫的產生，使水池更好的發揮作用，達到理想的效果。

二、工程概況

本文以山西晉城固隆煤業生活污水處理站的綜合水池為例，詳細地介紹了水池出現裂縫的原因，并給出了相應的防裂縫解決措施。該水池由沉淀池、中間水池和清水池三部分組成，有效容積510立方。水池長17.4米，寬6.3米，深5.0米，采用鋼筋混凝土結構。該水池在整個污水處理中起著重要的作用，它的正常運行影響著后續進水水質的達標與否，如果產生裂縫，水池將會失效，進水水質將會不達標，就不能滿足污水處理的要求。該水池總平面布置圖如下圖所示：

三、水池結構產生裂縫的原因

由于水池主要是由混凝土建造的,而混凝土又是由各種大小類型的砂石骨料、水泥以及水組成的,這樣它就形成了一種脆性材料,從而在施工的過程中就容易出現各種程度的裂縫。例如:鋼筋暴露等問題,就會使得材料的承受載重的能力大大降低,嚴重影響整個水池工程項目的質量。

1、荷載造成的裂縫

（1）設計計算階段

第一個方面的因素就是對水池結構的荷載沒有進行計算或者是計算方面出現了漏洞。這樣所設計出來的水池的荷載肯定會與實際的荷載存在著一定的差異，這樣往往會使得水池的結構安全系數達不到所規定的標準。如果在受到很大荷載的情況下，就會使得水池結構出現一定的裂縫；其次，在對設計的時候，如果施工單位所設計的實際鋼筋數量少于所規定的標準，這樣會使得水池的結構剛度達不到所規定的要求，從而導致水池出現一些裂縫；最后，還有一些施工單位因設計圖紙設計的不夠清晰，圖紙上的內容沒有進行準確地表達，這樣也會造成水池荷載裂縫的產生。

（2）施工階段

在對水池工程進行施工的時候，如果所使用到的建筑材料受到了損傷，那么所修建的水池肯定得不到相應的質量保證，從而造成裂縫現象的產生。還有就是在施工的過程中，施工人員如果不根據設計的圖紙進行施工，那么就會改變水池結構應有的模式，從而使得水池結構的受力特點也遭到了改變，這勢必會導致裂縫的產生。

2、溫度造成的裂縫

在對水池工程進行施工的時候，由于水池工程所需要承受的荷載比較大，所以水池結構的混凝土澆筑厚度一般都比較大。當所澆筑的混凝土的厚度超過2.0 m時，由于混凝土中的水泥在澆筑的過程中會進行水化放熱，這樣就會使得鋼筋混凝土柱內外的溫差非常的大，從而會使得水池的表面出現裂縫。

（2）蒸汽養護

還有一種由于溫度造成水池產生裂縫的原因就是蒸汽養護。之所以要對水池進行蒸汽養護，主要是由于冬天的天氣溫度太低，以免造成水池結構的破壞。不過在進行蒸汽養護時混凝土溫度非常高，一旦水池停止了蒸汽養護冬天寒冷的空氣就會導致混凝土的溫度驟然下降，這樣就很容易造成水池裂縫的產生。

3、混凝土收縮裂縫

收縮裂縫也是混凝土中常見的一種裂縫,它主要發生在混凝土在凝固之前強度比較小的時候,由于這個時候的混凝土受到高溫或者大風的襲擊,這樣混凝土的表面就會很快的喪失水分,從而就使得混凝土結構內部有比較大的負壓,導致混凝土內部的體積出現了急劇收縮的情況。但是這個時候混凝土的強度又不能夠抵抗其本身收縮,這樣就出現了龜裂的情況,這就是所謂的收縮裂縫。同時這種裂縫主要是在特定的環境下形成的,如果在高溫或者大風的天氣,就會出現中間寬、兩邊細和長短不一致的情況,并且相互之間不能連貫起來。通常情況下,比較短的裂縫在20～30cm之間,比較長的裂縫就達到了2～3m之間。

四、防止水池裂縫出現的對策

1、合理的設計荷載

對于荷載的設計要堅持具體分析的原則，同時還要對水池的運營荷載進行調研，從而精確的計算出水池的荷載。在對水池進行布局的時候，一定要科學合理，所使用到的鋼筋的數量一定要保證達到了所規定的標準，從而使得所設計出來的水池的承載力高于實際的荷載，這樣也能有效的防止水池裂縫現象的出現。

2、做好混凝土原材料的選擇

原材料對于整個工程是非常重要的,所以要想有效預防混凝土出現裂縫的情況,就必須要選擇適當的原材料,其原材料選擇的正確或者不正確,會直接決定混凝土裂縫的程度。因此，對于所選的組成材料，水泥的強度一定要達到所要求的標準，同時骨料的直徑大小也要符合規定的標準，這樣才能保證混凝土的強度能夠與所設計的荷載相符合。在施工的過程中,如果水和石灰配合比例太大、水泥的使用量太大等都會造成結構表面出現收縮裂縫，所有對于這些材料比例的配置也一定要做好科學合理。

在上世紀初,很多建筑技術人員為了有效的減少水化放熱對建筑結構的影響,就采用摻火山灰的施工方法,隨后又開發出低熱水泥的施工方法,這樣方法是利用比較大的粗骨料粒徑、比較小的水泥用量的措施對其進行處理,這樣就很大程度的降低了水化溫峰、抑制熱裂縫。因此在進行水化熱低的水泥、控制水灰比的時候,可以在其中添加適量的外加劑,這樣就額可以有效的控制混凝土裂縫問題的出現。

3、防止溫度變化所引起的裂縫

在對混凝土進行澆筑的時候，為了防止因水熱化而導致裂縫的產生，所以一定要注意對混凝土進行澆水養生，從而保證水池建設的質量。與此同時，在外界溫度很低的情況下，一定要注意對混凝土的表面進行相應的保溫，從而避免在進行水池工程施工的過程中出現裂縫。

五、結束語

在對水池工程進行施工的時候,混凝土裂縫問題是常見的問題,也是不可避免的，它會嚴重影響水池工程的施工質量和美觀程度。所以作為建設單位要總結實踐的經驗, 進行水池施工的時候要認真對待每一個工作環節，在對水池工程進行施工的時候全面考慮可能出現的各種影響因素，同時還要根據裂縫程度采取與其相應的預防和處理措施。只有這樣，才能有效防止混凝土裂縫問題的產生,從而保證水池工程項目的施工質量和運營安全。

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