浅谈大型地下水池设计中伸缩缝的设置问题＊

王 妍，杜红秀

浅谈大型地下水池设计中伸缩缝的设置问题＊

王 妍，杜红秀

文章从结构专业的角度谈水池设计中伸缩缝的设置问题。通过工程实例主要讲述大型水池结构设置伸缩缝的弊端，工程采用设置后浇带代替伸缩缝来预防渗漏。

水池；伸缩缝；后浇带

随着我国综合国力的增强，城市的不断发展扩大，人们生活、工业生产和环境保护的需要，水池类构筑物工程的建设逐年增多。本人正在做的冀东原油储备库项目中水专业要求做一个1.5万m3的地面雨水收集池，由于池子太大，按规范要求需要设伸缩缝，然而设置伸缩缝有诸多隐患，下面从结构专业的角度对此问题谈谈本人的看法。

1 设置伸缩缝的工程现状

一般水池设计中，对结构强度、裂缝开展宽度、抗浮等计算，一般均能按规范要求考虑得较好，但是由于温度、变形以及不均匀沉降所引起的开裂，在工程中却常常遇到，大多数出现裂缝的工程实例表明，设计对温度、混凝土收缩变形等影响因素的考虑欠缺是问题的关键所在。

本工程的最大问题是池体太大，按规范要求需要设置伸缩缝，但设置伸缩缝有很多质量安全隐患，具体分析：我国《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB 50069－2002）规定矩形现浇钢筋混凝土清水池，当长度、宽度较大时，宜设置适应温度变化作用的伸缩缝，规范要求，矩形构筑物最大伸缩缝间距一般为20～30 m。构筑物的伸缩缝或沉降缝应做成贯通式，即在同一剖面上连同基础或底板断开。这种缝的构造相对复杂，施工难度较大，设计及施工均需十分仔细，否则就易造成缝的渗漏，主要表现在：

（1）整体性差。

（2）抗震性能差。在地震力作用下，设缝处很容易损坏（互相碰撞）。随着实践经验的积累，近年来先进的国家都逐渐取消了伸缩缝设计而而代之为整体结构设计。

（3）橡胶止水带处容易漏水（据调查很普遍），因为该处节点复杂不易浇注密实。对于大面积结构，若底板漏水，水不易排走，很可能造成地基沉陷，导致底板变形、破坏。而对于地下水池来说，底板修复非常困难，且不易发现。

（4）橡胶止水带易老化。橡胶制品的老化是橡胶材料应用中一个十分突出的问题。随着时间的推移橡胶制品产生物理力学性能变化，它的原有功能就会大大削减。

2 大型水池结构不设缝的处理方法

近年来，随着建筑材料、施工方法的改进，为超长水池不设缝、少设缝提供了可能。因此，现在越来越多的工程技术人员也在积极探索新的途径，逐渐取消温度分隔缝的设计，代之以无缝设计。

实践中常用的无缝设计方法：设置混凝土后浇带或加强带；使用混凝土膨胀剂；设计与现场施工相结合。

2.1 后浇带的设置

当设计较长矩形水池时，设计可采用设置1～2 m宽的后浇带或加强带的做法等施工方法来减少混凝土收缩产生的当量温差及不利温差。后浇带的设置可避免部分不利的施工前阶段温差及混凝土前期收缩产生的当量温差，从而增大了构筑物伸缩缝的允许间距。后浇带的间距首先应考虑要能有效地削减温度收缩应力，其次考虑与施工缝结合。在正常的施工条件下，后浇带的间距宜为20～30 m。后浇带的保留时间当然越长越好，但在施工期间也不能无限延长而影响后续工序，一般不应少于40 d，最宜60 d。在此期间，混凝土水化热引起的早期温差影响基本消失，另外混凝土前期有不少于 30%的收缩量已完成。

本项目通过和水专业及总图设计人员协商，最后将一个大池子分成了3个小池子，边长为40 m（长）×28 m（宽）×4.75 m（深），保证原容积不变，然而，规范规定地下水池分缝长度限值为30 m，鉴于以往经验，决定在40 m边长上设置1 m宽混凝土后浇带。

2.2 使用混凝土膨胀剂

混凝土膨胀剂用来配制膨胀混凝土（包括补偿收缩混凝土和自应力混凝土），补偿收缩混凝土具有补偿混凝土干缩和密实混凝土、提高混凝土抗渗性作用，在土木工程中主要用于防水和抗裂两个方面，现在使用较多的场合是配制高等级防水混凝土和适当延长伸缩缝或后浇带间距。

使用混凝土膨胀剂的目的就是使混凝土中产生膨胀应力，然而，其产生的膨胀应力值是有限的，也就是说超过一定的界限就起不到应有的作用。而且，若从工程耐久性方面考虑，水池结构不宜使用含有钙矾石类的膨胀剂。因为有些膨胀剂中存在延迟钙矾石生成现象，所谓延迟膨胀就是当混凝土硬化一段时间以后，混凝土中的钙矾石再开始膨胀，即混凝土中的钙矾石与混凝土本身的硬化不同步，因此我们对于延迟钙矾石生成的潜在危险性应有充分的认识。

2.3 设计与现场施工相结合

一般说来，影响裂缝的主要因素是温差及混凝土的收缩，温度越高、混凝土收缩越大，裂缝的数量及宽度也越大。因此，设计人员要从设计与施工两个方面来加强控制。设计方面，增加配筋率或减小钢筋直径能增加混凝土的极限拉伸，因此结构设计时，在节点应力集中处或大体积混凝土结构中，沿截面均匀配置细、密的构造钢筋或钢筋网片，可提高构件的抗裂能力。施工方面，不要过分强调加快工程进度，不要过分追求水泥的早、高强，尤其不要不分场合地使用早强型水泥。在混凝土中考虑掺加缓凝剂和减水剂，降低水灰比，适当增加粉煤灰的用量，减少水泥用量。混凝土振实成型后，要尽早表面覆盖，加强养护，延长浇水养护时间，特别是夏季和大风天气。

设计与施工息息相关。设计人员要了解施工，了解施工中新材料、新技术、新方法，了解施工顺序。施工对设计的要求，使设计切合实际、方便施工。另一方面设计人员对施工方未按规范进行施工等施工失误所产生的渗漏裂缝处理，也应有所了解、准备，对当前常用处理裂缝和堵漏的方法及所用材料应有所了解，以便更好地完成设计的后期服务。

3 结束语

本人认为水池类构筑物并非必须保证不开裂，对设计人员来讲重要的是做好裂缝控制。一方面设计人员要事先对可能的不利因素及其影响予以预防，另一方面施工过程中万一发生较大裂缝要有相应的处理方法及技术措施，确保工程交付验收及投产后的安全生产及运行需要。

（太原理工大学建筑与土木工程学院，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

山西省科技开发研究项目（编号：2007115）