浅谈超长地下水池的设缝方案

鲁向华

中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430010

在市政工程的建设中，对工程的结构以及施工设计等方面有较高的要求，其作业的流程相对比较复杂，设计的内容也很多，所以，在市政工程的实施中，要进行有效的管理，在一定程度是工农确保工程能够顺利实施，在施工过程中，应用先进的施工技术，对工程的设计进行优化，提升人员的管理能力。对当前市政工程的排水不设缝水池的情况进行深入了解，对施工的技术以及市政排水的发展方向进行明确，通过制定合理的市政地下水池方案，进行科学的规划，推进市政工程的发展。

1 施工缝设置

市政给排水超长结构必须采取一定的技术手段，防止出现温度变化引起的质量隐患，这就要求设计严格，规范的数值才能达到结果的设计要求，超过一定数值，水池的运行状态将会出现一定的问题，大体积混凝土浇筑，结构缝设计不合理或者后期成品养护不到位，都会导致结构开裂，因此，设计施工缝是结构质量保证的一个措施。超长结构的混凝土施工中不设缝时，就要通过混凝土的连续浇筑解决这一问题，或加强后浇带本身的强度，通过预应力技术对施工作业进行改善。对于容易产生裂缝的位置也可以设置止水钢板或止水带等采取措施，首次混凝土浇筑后，加强对混凝土的养护，之后进行二次浇筑，对接茬处进行凿毛处理，增加接茬处的连接能力，充分保证水池结构的完整性。通过这种浇筑方式，采取一定的技术手段和科学的施工工艺，可以减少季节对水池结构的影响，增强水池结构的强度。

2 变形缝设计

超长水池结构施工中存在的问题是不可忽视的。市政给排水工程结构的伸缩缝处理，一直是结构处理中的一个难点。伸缩缝的位置设计不能在结构的承重位置上，可以设置在不受力的边缘，这样水池结构的强度才能保证。水池结构的质量，在于严格按照图纸施工水泥的尺寸，结构的受力点都是影响水池质量的因素。因此，需要对伸缩缝的施工质量进行严格的控制，这样抵抗灾害的能力也就有所增加[1]。在实际的施工中，伸缩缝的处理一直是施工中难以控制的技术，也是施工中的薄弱环节，要对这个位置混凝土的厚度进行有效管控，控制厚度的尺寸。在对止水带实施浇筑施工作业时也会产生质量问题，如果技术交底不到位，会存在一些空隙，致使设缝位置产生较为常见的渗漏问题，水池强度达不到要求，会出现质量问题，与规范设计要求不符，所以，设缝位置的节点处理工作是非常复杂与关键的，设缝位置的结构中包含止水板材、嵌缝材料以及填缝材料，这些材料在不同作用的影响之下具有适应变形影响的能力[2]。

当气候条件差别大且不均匀沉降的问题出现的时候，就会对水池结构的质量产生不好的影响。比如出现裂缝、渗水等，水池的稳定性就差，水池结构的不设缝位置数值不能超过规范值，给排水工程防渗漏是施工技术的关键环节，采取科学合理的技术手段进行控制，地下作业进行施工时，可能是处于水环境之中，这对结构的影响将不言而喻。因此，对水池结构进行不定期的检查也是很有必要的，排查出对应段存在的问题，并进行一定的整改处理，这对后期的水池结构的整体性和稳定性将是保障[3]。

3 案例分析

3.1 工程概况

本工程是排水工程中的一座调蓄池，水池的高度为9.7米至12.5米之间，水池的平面尺寸为317m×53m，顶板覆土2.5m,局部出露地面。因此本水池可以算作有保温措施。本调蓄池为钢筋混凝土墙板结构，底板为整体筏板，顶板为钢筋混凝土梁板结构，中部以立柱支撑，柱网间距为6m和9m。

3.2 调蓄池结构变形缝设计方案的对比与选择

3.2.1 常规设缝方案

水池结构设置伸缩缝，按照施工方案中的工艺要求进行施工，设计要符合相关规范的要求，对伸缩缝处进行细化处理，防止渗水质量问题的出现。设缝方案中，技术措施简单，不影响施工进度，过程中交底清晰，操作简便。浇筑混凝土时按照段进行施工，伸缩缝的位置一般按照图纸设计要求进行留置，常规情况下是30米，按照本工程水池的长度将要设置10道变形缝，这样的施工方法可能会影响后期的水池质量，那就是伸缩缝处毕竟不是和浇筑的混凝土是一个整体，容易产生裂缝和渗水现象，对后期的检修和维护存在一定的困难，多个伸缩缝的设计就更无法保证施工质量。因此，对水池结构的设计必须进行分析和采取有效的措施，寻找可靠的施工方法和工艺技术。案例中的水池水位高，对水池结构的性能要求就严格，其强度、刚度、稳定性要严格把控，在一定程度上能够抵抗足够的水压力，要求在伸缩缝的位置处增加抗侧立的构件，提高水池结构的质量，保证后期水池的持续运行[4]。

3.2.2 超长距离变形缝设计方案

（1）温度应力分析。按规范规定，地上式现浇构筑物变形缝最大间距为30m。为了满足大型水处理构筑物的工艺要求结构安全和施工方便的要求，我们尽量减少变形缝的数量。

本工程实际设缝间距约110m，通过部分现浇加强带最终形成超长钢筋混凝土结构，设计采用Ansys12.1（V12.1）（Universityof California-Berkeley）建立空间整体有限元模型分析计算，并进行温度应力分析。

（2）实际方案。本工程针对温度应力，按照“抗放结合，以放为主”的原则，整个池体纵向设置两道变形缝将池体分成3部分，分别为97m+110m+110m，横向不设置变形缝，在纵向每部分每隔30m～40m设置1道后浇加强带（吸收和释放收缩应力）共设置2道。横向中部设置1道后浇加强带，配制补偿收缩混凝土解决温度应力而可能产生的混凝土早期裂缝和后期使用阶段的裂缝，满足超长结构设计要求。见图1。

图1 变形缝、后浇带布置图

3.3 施工措施

对于施工缝，超长不设置伸缩缝的设计方案，在运用的过程中，首先要考虑到温度的影响，并就温度对水池池体结构的影响采取一定的措施解决。目前国家的发展很迅速，在大型水池池体结构的施工中就温度应力相关的问题，强化池体整体的强度、刚度和稳定性以及抗变形能力[5]。使用的预应力结构增强池体这一措施，收缩混凝土，在施工过程中将产生的受拉变形的问题抵消，并解决温度对池体结构的影响。实际施工池体结构本体，就是有效的控制温度应力，减少变形量，采用合理的混凝土掺加剂，对混凝土进行科学的配合比设计，在结构中增加钢筋的数量和规格，以抵抗弯矩产生的变形，施工后的混凝土结构成品，采取覆盖并洒水养护的方式，主体结构的养护天数要符合规范要求，总之，加强养护的手段，增强水池池体的强度，提高池体的整体稳定性，继而降低温度的应力变形，保证市政工程给排水超长不设缝水池结构的设计合理性、稳定性与安全性[6]。

为提高混凝土抗裂、抗渗及耐久性能，防水钢筋砼构件中均应掺入抗裂减渗剂，参考掺量为混凝土中胶凝材料的2%，实际掺量按推荐掺量范围经过试验确定。抗裂减渗剂应满足《混凝土外加剂》、《砂浆、混凝土防水剂》和《水工混凝土试验规程》的要求。

膨胀加强带范围混凝土内均应掺入胶凝材料用量10%的膨胀剂，掺量（等代替代水泥量）应通过级配试验在符合混凝土强度、抗渗等级及限制膨胀率的前提下由试验确定。

技术设计是一个重要的手段，指导现场的技术施工。因此，设计过程要详细，对施工过程中后浇带的设置位置、数量、尺寸、间距等进行有效的说明，结构的设计要对相关的影响因素进行重视，对结构成型的时间进行控制，对混凝土材料的配合比设计、坍落度的要求，以及实体结构的浇筑时间、振捣过程、养护等进行管控，增加池体结构的整体稳定性和抗渗能力[7]。

3.4 工程效果

本工程已完工，顶板已经覆土，从实际结果来看，效果良好，主体结构没有出现裂缝和漏水现象。

4 结语

综上所述，经过温度变化的有限元分析，通过合理的设置变形缝和后浇加强带，超长水池变形缝间距做到110米是可行的。

另外水池结构的浇筑影响因素以及施工过程的控制手段都会对市政工程给排水的施工质量产生直接影响，因此，要规范施工技术方案，进行有效的技术交底，在施工过程中严格按照方案施工。施工单位的相关部门要对其施工作业的实际开展进行严格管理，发现质量通病及时整改，采取纠偏措施，验收合格后方可进行下一道工序施工，确保市政工程给排水工程的施工质量。