浅谈钢筋混凝土水池构筑物变形缝渗漏的分析处理

文/ 朱庆波 合肥市市政设计研究总院有限公司 安徽合肥 230001

1、工程案例

某城市污水处理厂氧化沟建设于2015年，为现浇钢筋混凝土结构，池体平面尺寸为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，使用期池内常水位6.0m，池体正中设置池壁与底板通长变形缝，缝内设置橡胶止水带。2017年，使用单位发现变形缝两侧池体有不均匀变形差，由下往上变形差异越大且变形差异有持续发展的趋势，池顶处可观察到部分橡胶止水带已被拉断，局部变形缝出现漏水现象。

2、渗漏分析

（1）考虑到本池体池壁高度及池内水位较高，池壁顶部变形位移可能存在超限情况，首先对结构强度和地基承载力进行验算。

工况1：池内有水，池外无土；工况2：池内有水，池外有土；工况3：池内无水，池外有土。

1)地基承载力验算

根据地勘报告，本工程基础持力层选用②层黏土层，地基承载力特征值地下水位按-1.0m考虑。

根据《建筑地基基础设计规范》5.2.4计算修正后地基承载力，数值详见附表fa(kPa)

2)基底反力计算及承载力验算

根据《给水排水工程结构设计手册》3.2.2计算

取1m长度计算

底板底面积(m2) : 6.60

底板底面抵抗矩(m3) : 7.26

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3)池顶位移计算

4)壁板及底板配筋裂缝计算

最大裂缝为0.198mm＜0.2mm，满足设计要求。

5)经复核结构强度和地基承载力、地基反力均满足设计要求。

（2）池壁结构厚度或配筋低于原设计要求，造成池壁变形过大。

经现场实际检测，池壁厚度满足设计要求，池壁内变形缝处配筋情况无法核实，可能存在变形缝处构造配筋不符合设计要求，导致变形缝处位移过大。

（3）地质条件局部不均匀，引起结构不均匀沉降，撕裂止水带；

根据地勘报告池体中部靠近变形缝处，池体基础底局部位于不良土层中，施工时已予以全部挖除，采用级配砂石换填处理，可能存在回填质量控制不佳，导致基底土体承载力不均匀情况。

（4）变形缝长期渗水造成局部地基软化，引起缝周池体结构不均匀沉降。

（5）变形缝处渗水的原因也是存在多种可能：

1）变形缝止水带附近混凝土、特别是底板处止水带下侧混凝土振捣不密实；

2）变形缝止水材料质量差，抗拉和变形的能力不满足规范要求；

3）止水带安装不规范，如违规搭接、接头冷接、安装偏位等。

3、渗漏处理

（1）为查清渗漏原因或渗漏范围，应将全池放空进行彻底检查，对变形缝两侧的底板裂缝、底板高程、变形缝材料完整程度、渗漏点进行全面检查。

对底板变形缝处的周围土体区域需进行土体注浆加固，并在池壁及底板的变形缝迎水面安装封闭连续的止水带。

沿池壁与底板变形缝清除已失效的聚硫密封胶等原封堵材料，注入水溶性聚氨酯化学灌浆材料，浆液灌入混凝土裂缝后，与渗漏水相遇发生化学反应，放出二氧化碳，并形成脲的衍生物。从而达到防渗堵漏的目的。

（2）对池壁外侧的变形缝周边进行处理，实施方案如下：

1）由地面打入注浆孔，对变形缝两侧、池壁外的底板进行注浆；

2）开挖后由底板和池壁植筋，在变形缝增加扶壁柱，柱间重新安装质量优良橡胶止水带；

3）以素混凝土回填开挖的基槽，至底板上1m。

结语：

（1）当大型水池构筑物的长度、宽度较大时，应设置适应温度变化作用的伸缩缝（土基情况下，当露天环境中伸缩缝间距不大于20m，地下式或有保温措施时则不大于30m）。变形缝是大型水池构筑物设计及施工的关键部位,因此在设计及施工过程中应对其高度重视。

（2）变形缝处的防水构造应由止水板材、填缝材料和嵌缝材料组成。构造材料的产品质量及施工质量直接决定了变形缝扛渗能力。

止水板材的宜采用遇水膨胀橡胶止水带等，填缝材料应采用具有适应变形功能的板材，嵌缝材料应采用具有适应变形功能、与砼表面粘结牢固的柔性材料，并具有在环境介质中不老化、不变质的性能。

施工过程中需做好橡胶止水带的固定工作，混凝土浇筑前要先对止水带及缝内杂物清洗干净,并要在吸干止水带表面积水后再进行浇筑,以保证止水带与混凝土紧密结合，必须严格控制好止水带附近的砼捣实和排气工作。

（3）变形缝两侧池壁刚度宜适当增强，宜以暗柱形式增大变形缝两侧配筋。

（4）对于大型敞口水池，池壁上端为自由端，应考虑到变形缝两侧池体顶端受力挠曲变形大小不一的影响，可增大池壁厚度或者配筋，或者顶端加设固定约束方式，减小不均匀变形差。