淺談超長地下水池的設縫方案

魯向華

中國市政工程中南設計研究總院有限公司 湖北武漢 430010

在市政工程的建設中，對工程的結構以及施工設計等方面有較高的要求，其作業的流程相對比較復雜，設計的內容也很多，所以，在市政工程的實施中，要進行有效的管理，在一定程度是工農確保工程能夠順利實施，在施工過程中，應用先進的施工技術，對工程的設計進行優化，提升人員的管理能力。對當前市政工程的排水不設縫水池的情況進行深入了解，對施工的技術以及市政排水的發展方向進行明確，通過制定合理的市政地下水池方案，進行科學的規劃，推進市政工程的發展。

1 施工縫設置

市政給排水超長結構必須采取一定的技術手段，防止出現溫度變化引起的質量隱患，這就要求設計嚴格，規范的數值才能達到結果的設計要求，超過一定數值，水池的運行狀態將會出現一定的問題，大體積混凝土澆筑，結構縫設計不合理或者后期成品養護不到位，都會導致結構開裂，因此，設計施工縫是結構質量保證的一個措施。超長結構的混凝土施工中不設縫時，就要通過混凝土的連續澆筑解決這一問題，或加強后澆帶本身的強度，通過預應力技術對施工作業進行改善。對于容易產生裂縫的位置也可以設置止水鋼板或止水帶等采取措施，首次混凝土澆筑后，加強對混凝土的養護，之后進行二次澆筑，對接茬處進行鑿毛處理，增加接茬處的連接能力，充分保證水池結構的完整性。通過這種澆筑方式，采取一定的技術手段和科學的施工工藝，可以減少季節對水池結構的影響，增強水池結構的強度。

2 變形縫設計

超長水池結構施工中存在的問題是不可忽視的。市政給排水工程結構的伸縮縫處理，一直是結構處理中的一個難點。伸縮縫的位置設計不能在結構的承重位置上，可以設置在不受力的邊緣，這樣水池結構的強度才能保證。水池結構的質量，在于嚴格按照圖紙施工水泥的尺寸，結構的受力點都是影響水池質量的因素。因此，需要對伸縮縫的施工質量進行嚴格的控制，這樣抵抗災害的能力也就有所增加[1]。在實際的施工中，伸縮縫的處理一直是施工中難以控制的技術，也是施工中的薄弱環節，要對這個位置混凝土的厚度進行有效管控，控制厚度的尺寸。在對止水帶實施澆筑施工作業時也會產生質量問題，如果技術交底不到位，會存在一些空隙，致使設縫位置產生較為常見的滲漏問題，水池強度達不到要求，會出現質量問題，與規范設計要求不符，所以，設縫位置的節點處理工作是非常復雜與關鍵的，設縫位置的結構中包含止水板材、嵌縫材料以及填縫材料，這些材料在不同作用的影響之下具有適應變形影響的能力[2]。

當氣候條件差別大且不均勻沉降的問題出現的時候，就會對水池結構的質量產生不好的影響。比如出現裂縫、滲水等，水池的穩定性就差，水池結構的不設縫位置數值不能超過規范值，給排水工程防滲漏是施工技術的關鍵環節，采取科學合理的技術手段進行控制，地下作業進行施工時，可能是處于水環境之中，這對結構的影響將不言而喻。因此，對水池結構進行不定期的檢查也是很有必要的，排查出對應段存在的問題，并進行一定的整改處理，這對后期的水池結構的整體性和穩定性將是保障[3]。

3 案例分析

3.1 工程概況

本工程是排水工程中的一座調蓄池，水池的高度為9.7米至12.5米之間，水池的平面尺寸為317m×53m，頂板覆土2.5m,局部出露地面。因此本水池可以算作有保溫措施。本調蓄池為鋼筋混凝土墻板結構，底板為整體筏板，頂板為鋼筋混凝土梁板結構，中部以立柱支撐，柱網間距為6m和9m。

3.2 調蓄池結構變形縫設計方案的對比與選擇

3.2.1 常規設縫方案

水池結構設置伸縮縫，按照施工方案中的工藝要求進行施工，設計要符合相關規范的要求，對伸縮縫處進行細化處理，防止滲水質量問題的出現。設縫方案中，技術措施簡單，不影響施工進度，過程中交底清晰，操作簡便。澆筑混凝土時按照段進行施工，伸縮縫的位置一般按照圖紙設計要求進行留置，常規情況下是30米，按照本工程水池的長度將要設置10道變形縫，這樣的施工方法可能會影響后期的水池質量，那就是伸縮縫處畢竟不是和澆筑的混凝土是一個整體，容易產生裂縫和滲水現象，對后期的檢修和維護存在一定的困難，多個伸縮縫的設計就更無法保證施工質量。因此，對水池結構的設計必須進行分析和采取有效的措施，尋找可靠的施工方法和工藝技術。案例中的水池水位高，對水池結構的性能要求就嚴格，其強度、剛度、穩定性要嚴格把控，在一定程度上能夠抵抗足夠的水壓力，要求在伸縮縫的位置處增加抗側立的構件，提高水池結構的質量，保證后期水池的持續運行[4]。

3.2.2 超長距離變形縫設計方案

（1）溫度應力分析。按規范規定，地上式現澆構筑物變形縫最大間距為30m。為了滿足大型水處理構筑物的工藝要求結構安全和施工方便的要求，我們盡量減少變形縫的數量。

本工程實際設縫間距約110m，通過部分現澆加強帶最終形成超長鋼筋混凝土結構，設計采用Ansys12.1（V12.1）（Universityof California-Berkeley）建立空間整體有限元模型分析計算，并進行溫度應力分析。

（2）實際方案。本工程針對溫度應力，按照“抗放結合，以放為主”的原則，整個池體縱向設置兩道變形縫將池體分成3部分，分別為97m+110m+110m，橫向不設置變形縫，在縱向每部分每隔30m～40m設置1道后澆加強帶（吸收和釋放收縮應力）共設置2道。橫向中部設置1道后澆加強帶，配制補償收縮混凝土解決溫度應力而可能產生的混凝土早期裂縫和后期使用階段的裂縫，滿足超長結構設計要求。見圖1。

圖1 變形縫、后澆帶布置圖

3.3 施工措施

對于施工縫，超長不設置伸縮縫的設計方案，在運用的過程中，首先要考慮到溫度的影響，并就溫度對水池池體結構的影響采取一定的措施解決。目前國家的發展很迅速，在大型水池池體結構的施工中就溫度應力相關的問題，強化池體整體的強度、剛度和穩定性以及抗變形能力[5]。使用的預應力結構增強池體這一措施，收縮混凝土，在施工過程中將產生的受拉變形的問題抵消，并解決溫度對池體結構的影響。實際施工池體結構本體，就是有效的控制溫度應力，減少變形量，采用合理的混凝土摻加劑，對混凝土進行科學的配合比設計，在結構中增加鋼筋的數量和規格，以抵抗彎矩產生的變形，施工后的混凝土結構成品，采取覆蓋并灑水養護的方式，主體結構的養護天數要符合規范要求，總之，加強養護的手段，增強水池池體的強度，提高池體的整體穩定性，繼而降低溫度的應力變形，保證市政工程給排水超長不設縫水池結構的設計合理性、穩定性與安全性[6]。

為提高混凝土抗裂、抗滲及耐久性能，防水鋼筋砼構件中均應摻入抗裂減滲劑，參考摻量為混凝土中膠凝材料的2%，實際摻量按推薦摻量范圍經過試驗確定。抗裂減滲劑應滿足《混凝土外加劑》、《砂漿、混凝土防水劑》和《水工混凝土試驗規程》的要求。

膨脹加強帶范圍混凝土內均應摻入膠凝材料用量10%的膨脹劑，摻量（等代替代水泥量）應通過級配試驗在符合混凝土強度、抗滲等級及限制膨脹率的前提下由試驗確定。

技術設計是一個重要的手段，指導現場的技術施工。因此，設計過程要詳細，對施工過程中后澆帶的設置位置、數量、尺寸、間距等進行有效的說明，結構的設計要對相關的影響因素進行重視，對結構成型的時間進行控制，對混凝土材料的配合比設計、坍落度的要求，以及實體結構的澆筑時間、振搗過程、養護等進行管控，增加池體結構的整體穩定性和抗滲能力[7]。

3.4 工程效果

本工程已完工，頂板已經覆土，從實際結果來看，效果良好，主體結構沒有出現裂縫和漏水現象。

4 結語

綜上所述，經過溫度變化的有限元分析，通過合理的設置變形縫和后澆加強帶，超長水池變形縫間距做到110米是可行的。

另外水池結構的澆筑影響因素以及施工過程的控制手段都會對市政工程給排水的施工質量產生直接影響，因此，要規范施工技術方案，進行有效的技術交底，在施工過程中嚴格按照方案施工。施工單位的相關部門要對其施工作業的實際開展進行嚴格管理，發現質量通病及時整改，采取糾偏措施，驗收合格后方可進行下一道工序施工，確保市政工程給排水工程的施工質量。