淺談大型地下水池設計中伸縮縫的設置問題＊

王 妍，杜紅秀

淺談大型地下水池設計中伸縮縫的設置問題＊

王 妍，杜紅秀

文章從結構專業的角度談水池設計中伸縮縫的設置問題。通過工程實例主要講述大型水池結構設置伸縮縫的弊端，工程采用設置后澆帶代替伸縮縫來預防滲漏。

水池；伸縮縫；后澆帶

隨著我國綜合國力的增強，城市的不斷發展擴大，人們生活、工業生產和環境保護的需要，水池類構筑物工程的建設逐年增多。本人正在做的冀東原油儲備庫項目中水專業要求做一個1.5萬m3的地面雨水收集池，由于池子太大，按規范要求需要設伸縮縫，然而設置伸縮縫有諸多隱患，下面從結構專業的角度對此問題談談本人的看法。

1 設置伸縮縫的工程現狀

一般水池設計中，對結構強度、裂縫開展寬度、抗浮等計算，一般均能按規范要求考慮得較好，但是由于溫度、變形以及不均勻沉降所引起的開裂，在工程中卻常常遇到，大多數出現裂縫的工程實例表明，設計對溫度、混凝土收縮變形等影響因素的考慮欠缺是問題的關鍵所在。

本工程的最大問題是池體太大，按規范要求需要設置伸縮縫，但設置伸縮縫有很多質量安全隱患，具體分析：我國《給水排水工程構筑物結構設計規范》（GB 50069－2002）規定矩形現澆鋼筋混凝土清水池，當長度、寬度較大時，宜設置適應溫度變化作用的伸縮縫，規范要求，矩形構筑物最大伸縮縫間距一般為20～30 m。構筑物的伸縮縫或沉降縫應做成貫通式，即在同一剖面上連同基礎或底板斷開。這種縫的構造相對復雜，施工難度較大，設計及施工均需十分仔細，否則就易造成縫的滲漏，主要表現在：

（1）整體性差。

（2）抗震性能差。在地震力作用下，設縫處很容易損壞（互相碰撞）。隨著實踐經驗的積累，近年來先進的國家都逐漸取消了伸縮縫設計而而代之為整體結構設計。

（3）橡膠止水帶處容易漏水（據調查很普遍），因為該處節點復雜不易澆注密實。對于大面積結構，若底板漏水，水不易排走，很可能造成地基沉陷，導致底板變形、破壞。而對于地下水池來說，底板修復非常困難，且不易發現。

（4）橡膠止水帶易老化。橡膠制品的老化是橡膠材料應用中一個十分突出的問題。隨著時間的推移橡膠制品產生物理力學性能變化，它的原有功能就會大大削減。

2 大型水池結構不設縫的處理方法

近年來，隨著建筑材料、施工方法的改進，為超長水池不設縫、少設縫提供了可能。因此，現在越來越多的工程技術人員也在積極探索新的途徑，逐漸取消溫度分隔縫的設計，代之以無縫設計。

實踐中常用的無縫設計方法：設置混凝土后澆帶或加強帶；使用混凝土膨脹劑；設計與現場施工相結合。

2.1 后澆帶的設置

當設計較長矩形水池時，設計可采用設置1～2 m寬的后澆帶或加強帶的做法等施工方法來減少混凝土收縮產生的當量溫差及不利溫差。后澆帶的設置可避免部分不利的施工前階段溫差及混凝土前期收縮產生的當量溫差，從而增大了構筑物伸縮縫的允許間距。后澆帶的間距首先應考慮要能有效地削減溫度收縮應力，其次考慮與施工縫結合。在正常的施工條件下，后澆帶的間距宜為20～30 m。后澆帶的保留時間當然越長越好，但在施工期間也不能無限延長而影響后續工序，一般不應少于40 d，最宜60 d。在此期間，混凝土水化熱引起的早期溫差影響基本消失，另外混凝土前期有不少于 30%的收縮量已完成。

本項目通過和水專業及總圖設計人員協商，最后將一個大池子分成了3個小池子，邊長為40 m（長）×28 m（寬）×4.75 m（深），保證原容積不變，然而，規范規定地下水池分縫長度限值為30 m，鑒于以往經驗，決定在40 m邊長上設置1 m寬混凝土后澆帶。

2.2 使用混凝土膨脹劑

混凝土膨脹劑用來配制膨脹混凝土（包括補償收縮混凝土和自應力混凝土），補償收縮混凝土具有補償混凝土干縮和密實混凝土、提高混凝土抗滲性作用，在土木工程中主要用于防水和抗裂兩個方面，現在使用較多的場合是配制高等級防水混凝土和適當延長伸縮縫或后澆帶間距。

使用混凝土膨脹劑的目的就是使混凝土中產生膨脹應力，然而，其產生的膨脹應力值是有限的，也就是說超過一定的界限就起不到應有的作用。而且，若從工程耐久性方面考慮，水池結構不宜使用含有鈣礬石類的膨脹劑。因為有些膨脹劑中存在延遲鈣礬石生成現象，所謂延遲膨脹就是當混凝土硬化一段時間以后，混凝土中的鈣礬石再開始膨脹，即混凝土中的鈣礬石與混凝土本身的硬化不同步，因此我們對于延遲鈣礬石生成的潛在危險性應有充分的認識。

2.3 設計與現場施工相結合

一般說來，影響裂縫的主要因素是溫差及混凝土的收縮，溫度越高、混凝土收縮越大，裂縫的數量及寬度也越大。因此，設計人員要從設計與施工兩個方面來加強控制。設計方面，增加配筋率或減小鋼筋直徑能增加混凝土的極限拉伸，因此結構設計時，在節點應力集中處或大體積混凝土結構中，沿截面均勻配置細、密的構造鋼筋或鋼筋網片，可提高構件的抗裂能力。施工方面，不要過分強調加快工程進度，不要過分追求水泥的早、高強，尤其不要不分場合地使用早強型水泥。在混凝土中考慮摻加緩凝劑和減水劑，降低水灰比，適當增加粉煤灰的用量，減少水泥用量。混凝土振實成型后，要盡早表面覆蓋，加強養護，延長澆水養護時間，特別是夏季和大風天氣。

設計與施工息息相關。設計人員要了解施工，了解施工中新材料、新技術、新方法，了解施工順序。施工對設計的要求，使設計切合實際、方便施工。另一方面設計人員對施工方未按規范進行施工等施工失誤所產生的滲漏裂縫處理，也應有所了解、準備，對當前常用處理裂縫和堵漏的方法及所用材料應有所了解，以便更好地完成設計的后期服務。

3 結束語

本人認為水池類構筑物并非必須保證不開裂，對設計人員來講重要的是做好裂縫控制。一方面設計人員要事先對可能的不利因素及其影響予以預防，另一方面施工過程中萬一發生較大裂縫要有相應的處理方法及技術措施，確保工程交付驗收及投產后的安全生產及運行需要。

（太原理工大學建筑與土木工程學院，山西 太原 030024）

Discusses in Shallowly the Large－scale Underground Tank Design Expansion Joint Establishment Question

Wang Yan，Du Hongxiu

The article discusses in the basin design from the structure specialized angle the expansion joint establishment question. Through the project example main narration large－scale basin structure establishment expansion joint’s malpractice, after the project uses the establishment, the pouring belt replaces the expansion joint to prevent the leakage.

basin; expansion joint; latter pouring brings

TU378

A

1000－8136（2010）36－0003－02

山西省科技開發研究項目（編號：2007115）