淺談鋼筋混凝土水池構筑物變形縫滲漏的分析處理

【摘要】隨著城市人口的增加，城市建設的快速發展，全民環保意識的逐漸增強，自來水廠及污水處理廠的基礎設施建設也在逐年增加。然而，在已建的工程中，很多給排水及污水處理系統中的各種水池構筑物在變形縫處出現了局部破壞滲漏現象。因此，重視變形縫的設計施工質量，對存在缺陷的池體變形縫及時修復，確保城市給排水及污水處理設施的安全運行是十分必要的。

【關鍵詞】變形縫；滲漏；修復加強

1、工程案例

某城市污水處理廠氧化溝建設于2015年，為現澆鋼筋混凝土結構，池體平面尺寸為57.30mX24.10m，池壁高度7.0m，池壁厚0.5m，底板厚0.7m，水池埋深4.0m，使用期池內常水位6.0m，池體正中設置池壁與底板通長變形縫，縫內設置橡膠止水帶。2017年，使用單位發現變形縫兩側池體有不均勻變形差，由下往上變形差異越大且變形差異有持續發展的趨勢，池頂處可觀察到部分橡膠止水帶已被拉斷，局部變形縫出現漏水現象。

2、滲漏分析

（1）考慮到本池體池壁高度及池內水位較高，池壁頂部變形位移可能存在超限情況，首先對結構強度和地基承載力進行驗算。

工況1：池內有水，池外無土；工況2：池內有水，池外有土；工況3：池內無水，池外有土。

1）地基承載力驗算

根據地勘報告，本工程基礎持力層選用②層黏土層，地基承載力特征值fak =180KPa，地下水位按-1.0m考慮。

根據《建筑地基基礎設計規范》5.2.4計算修正后地基承載力，數值詳見附表fa（kPa）

2）基底反力計算及承載力驗算

根據《給水排水工程結構設計手冊》3.2.2 計算

取1m長度計算

底板底面積（m2） ： 6.60

底板底面抵抗矩（m3） ： 7.26

3）池頂位移計算

4）壁板及底板配筋裂縫計算

最大裂縫為0.198mm<0.2mm，滿足設計要求。

5）經復核結構強度和地基承載力、地基反力均滿足設計要求。

（2）池壁結構厚度或配筋低于原設計要求，造成池壁變形過大。

經現場實際檢測，池壁厚度滿足設計要求，池壁內變形縫處配筋情況無法核實，可能存在變形縫處構造配筋不符合設計要求，導致變形縫處位移過大。

（3）地質條件局部不均勻，引起結構不均勻沉降，撕裂止水帶；

根據地勘報告池體中部靠近變形縫處，池體基礎底局部位于不良土層中，施工時已予以全部挖除，采用級配砂石換填處理，可能存在回填質量控制不佳，導致基底土體承載力不均勻情況。

（4）變形縫長期滲水造成局部地基軟化，引起縫周池體結構不均勻沉降。

（5）變形縫處滲水的原因也是存在多種可能：

1）變形縫止水帶附近混凝土、特別是底板處止水帶下側混凝土振搗不密實；

2）變形縫止水材料質量差，抗拉和變形的能力不滿足規范要求；

3）止水帶安裝不規范，如違規搭接、接頭冷接、安裝偏位等。

3、滲漏處理

（1）為查清滲漏原因或滲漏范圍，應將全池放空進行徹底檢查，對變形縫兩側的底板裂縫、底板高程、變形縫材料完整程度、滲漏點進行全面檢查。

對底板變形縫處的周圍土體區域需進行土體注漿加固，并在池壁及底板的變形縫迎水面安裝封閉連續的止水帶。

沿池壁與底板變形縫清除已失效的聚硫密封膠等原封堵材料，注入水溶性聚氨酯化學灌漿材料，漿液灌入混凝土裂縫后，與滲漏水相遇發生化學反應，放出二氧化碳，并形成脲的衍生物。從而達到防滲堵漏的目的。

（2）對池壁外側的變形縫周邊進行處理，實施方案如下：

1）由地面打入注漿孔，對變形縫兩側、池壁外的底板進行注漿；

2）開挖后由底板和池壁植筋，在變形縫增加扶壁柱，柱間重新安裝質量優良橡膠止水帶；

3）以素混凝土回填開挖的基槽，至底板上1m。

結語：

（1）當大型水池構筑物的長度、寬度較大時，應設置適應溫度變化作用的伸縮縫（土基情況下，當露天環境中伸縮縫間距不大于20m，地下式或有保溫措施時則不大于30m）。變形縫是大型水池構筑物設計及施工的關鍵部位，因此在設計及施工過程中應對其高度重視。

（2）變形縫處的防水構造應由止水板材、填縫材料和嵌縫材料組成。構造材料的產品質量及施工質量直接決定了變形縫扛滲能力。

止水板材的宜采用遇水膨脹橡膠止水帶等，填縫材料應采用具有適應變形功能的板材，嵌縫材料應采用具有適應變形功能、與砼表面粘結牢固的柔性材料，并具有在環境介質中不老化、不變質的性能。

施工過程中需做好橡膠止水帶的固定工作，混凝土澆筑前要先對止水帶及縫內雜物清洗干凈，并要在吸干止水帶表面積水后再進行澆筑，以保證止水帶與混凝土緊密結合，必須嚴格控制好止水帶附近的砼搗實和排氣工作。

（3）變形縫兩側池壁剛度宜適當增強，宜以暗柱形式增大變形縫兩側配筋。

（4）對于大型敞口水池，池壁上端為自由端，應考慮到變形縫兩側池體頂端受力撓曲變形大小不一的影響，可增大池壁厚度或者配筋，或者頂端加設固定約束方式，減小不均勻變形差。

參考文獻：

[1]GB50069-2002給水排水工程構筑物結構設計規范[S].中國建筑工業出版社，2003.

[2] GB50007-2011建筑地基基礎設計規范[S].中國建筑工業出版社，2012.

作者簡介：

朱慶波，合肥市市政設計研究總院有限公司。