钢筋混凝土水池（精选十篇）
钢筋混凝土水池 篇1
造成破坏性裂缝的原因有大致以下几种:1、荷载裂缝;2、混凝土收缩和温湿差变形造成的裂缝;3、由于材料质量和构造不良造成的裂缝;4、施工不当造成的裂缝等。
裂缝的控制:
1 荷载裂缝
荷载作用裂缝的控制, 就是要求在设计时对池体各部位可能产生最大拉应力的截面或者应力集中处进行计算分析 (根据锚固形式的不同, 比如池壁、底板跨中处, 池壁底板锚固处, 腋角端部等) , 使之满足裂缝控制的要求。要避免此类裂缝, 首先应做到基础资料的完整、准确。地下水位和土层情况的不同, 会使埋地式水池的设计水土压力产生很大变化, 基础持力层的不同可能直接影响基础结构形式和池体沉降变形情况;其次需要综合考虑水池在施工、试水、调试、运行、检修等各种状态下的荷载作用, 施工过程中, 机械如果离池壁太近, 对池壁也会产生较大影响, 设计中应适当考虑, 或在设计中说明;最后, 选择一个合适的结构方案, 尽量使池体结构的各部位都能做到结构合理、受力明确、经济可靠, 在截面配筋设计中, 应根据各部位受力性质, 进行抗裂度验算或裂缝开展宽度验算。通过调整配筋率、钢筋规格、混凝土标号或构件截面尺寸, 来达到控制裂缝的目的。
2 混凝土收缩和温湿差造成的裂缝
在水池设计中, 现行规范要求, 现浇钢筋混凝土水池在基底为土基时, 应每隔20m (地面式) 或30m (地下式或有保温措施) 设一道伸缩缝, 当为岩基时减为15m和20m, 当为装配整体式时可加长5~10m。按此构造, 一般能解除季节温差产生的温度应力并消减混凝土收缩的影响。另外, 规范中注明, 当在混凝土中加掺合料或设置混凝土后浇带以减少收缩变形时, 伸缩缝间距可根据经验确定。在一些大型水池设计中, 已开始越来越多地采用掺加添加剂、增设加强带、后浇带的方法, 以减少或取消伸缩缝。
目前被普遍采用的添加剂主要有两类:第一类是以膨胀剂和防水剂为主要成份的抗裂防水剂, 它通过使混凝土膨胀, 在钢筋内产生一定的预应力, 当混凝土收缩时起到补偿作用, 同时其产生的晶体堵塞和切断毛细通道使混凝土密实, 抑制了裂缝的发生和发展;第二类是在混凝土中添加高强合成纤维, 制成纤维混凝土, 使混凝土的收缩能量被分散至大量高强纤维上, 增强了混凝土的韧性, 抑制了裂缝的发生和发展。抗裂防水剂类添加剂一般用在加强带处, 同时在加强带内增配温度钢筋, 来提高此处混凝土的膨胀率和抗拉强度, 消除混凝土内累积的拉应力。高强合成纤维类添加剂的效果主要取决于纤维的强度、抗老化性、拌和时的分散性及其与混凝土的粘合性, 目前在水池结构中的应用还较少, 随着材料技术的发展, 具有广阔的发展空间。
在水池施工过程中, 也可采用设置后浇带的方法来加大伸缩缝间距。后浇带可以解决混凝土初期收缩的应力和变形问题, 而无法解决混凝土后期收缩应力和季节温差产生的温度应力。不过, 后浇带两侧的施工缝, 实际上可以近似的看做是两条伸缩缝, 对于应对混凝土后期的收缩应力和温度应力产生的变形, 也有很好的效果。后浇带的位置宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位, 接缝形式有多种, 如凸凹缝、高低缝、平缝、设止水带缝等。根据施工经验, 目前常用的几种接缝方式均存在着渗漏水的隐患。如采用“凹凸”型施工缝, 施工难度大, 且很难保证质量, 施工缝处砼凿毛时, 极易将“凸”楞碰掉, 由此减少和缩短了水的爬行坡度和距离, 从而产生渗漏水现象;另外凹槽中的水泥砂浆粉末难以清理干净, 使在浇筑新砼后, 易在凹槽处形成一条夹渣层, 影响粘结质量, 留下渗漏水的隐患。而采用橡胶止水带防水, 因止水带是呈柔性的, 安装时难于固定, 且易在浇注砼时受挤压变形移位, 从而容易造成局部渗漏水, 而且橡胶止水带易老化失效, 也不利于水池的长久使用。根据很多水池施工经验, 发现采用400mm宽、2mm厚的钢板作为施工缝处的止水带, 其防水效果均很好。一是施工方便:将钢板止水带按要求加工成一定的长度, 在施工现场安装就位后进行搭接焊即可;二是不易变形且便于固定, 止水板下部可支承在对拉螺栓上, 上部用钢筋点焊夹住固定在池壁两侧板支撑系统上;三是施工缝上下止水板均有200mm高, 爬水坡度陡, 高度也较大, 具有较好的防渗漏效果。
3 材料质量和构造不良造成的裂缝
钢筋混凝土由多种材料组合而成, 因此, 各种材料的材质是否合适, 直接影响到钢筋混凝土的质量。对于水池而言, 材料是否合适将直接影响到水池是否开裂。水池施工时, 除了应选择合格的原材料外, 还要选择合适的配合比 (包括水灰比、水泥用量、砂率、灰砂比、塌落度等) 。在骨料的选择中, 应选择级配良好的骨料, 不能选择含泥量过高的骨料;选用外加剂时, 应注意外加剂的稳定性, 并防止外加剂与混凝土原材料拌合物发生反应;有些水池在设计时, 钢筋间距过大, 会造成水池开裂, 可选用等截面面积直径较小的钢筋代替;当水池配筋率过大 (超过3%) 时, 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面也容易出现龟裂裂纹, 在设计中也应注意。
4 施工不当造成的裂缝
钢筋混凝土水池结构的优劣, 还与施工质量密切相关。施工中的各主要工序, 如混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等, 都应严格遵守施工及验收规范和操作规程的规定组织实施。有以下四点需要注意:1、由于水池构筑物一般都是壁薄、钢筋密、表面积大, 模板结构通常可采用工具式定型组合模板, 如需现场拼装木制模板时, 必须保证模板的强度、刚度和稳定性, 可采用以下方式支模:在池内设置立柱脚手架与水平撑木, 将池壁内模设置其上, 外模支撑可直接支撑在外围土坡上, 此方法坚固性、稳定性较好;2、防水混凝土应尽量采用连续浇筑方式, 如采用施工缝时, 需在已浇筑的混凝土抗压强度不小于2.5Mpa时, 方可进行第二道混凝土浇筑, 浇筑前应清除已浇筑的混凝土表面的水泥薄膜和松动的石子, 并用清水冲洗干净, 同时铺一层同标号水泥砂浆后再浇筑;3、混凝土的振捣应采用机械振捣, 不应采用人工振捣;4、混凝土浇筑达到终凝 (4-6h) 即应覆盖, 浇水湿润养护不应少于14d, 模板不宜过早拆除, 拆模时混凝土表面温度与环境温度之差不能超过15℃。
裂缝是钢筋混凝土水池结构中普遍存在的一种现象, 从设计到施工, 每个环节的疏漏都有可能造成对结构有损害的破坏性裂缝, 只要我们在工作中加以重视, 是可以将裂缝控制在许可的范围之内的。
摘要：在民用和工业建筑中, 水池的应用比较普遍, 水池的抗渗防裂性能对其功能的实现有着至关重要的意义。然而在实际应用中, 水池的裂缝往往困扰着人们, 阻碍其功能的实现。本文对钢筋混凝土结构水池中裂缝的产生及控制, 提出了一些看法, 供大家参考。
关键词：水池,裂缝,裂缝控制
参考文献
[1]北京市市政工程设计研究总院.GB50069-2002.给水排水工程构筑物结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[2]《给水排水工程结构设计手册》编委会.给水排水工程结构设计手册 (第二版) .北京:中国建筑工业出版社, 2007.
钢筋混凝土蓄水池施工方案 篇2
钢筋混凝土蓄水池施工方案
一、池体尺寸与材料
7#蓄水池设在高铁西宕口山下,7#水池池底标高为51.97m,几何尺寸为23.5×12.5×1.25,容量为276m3。池底板、池壁厚度均为250mm,池底、池壁、梁采用泵送C25S6抗渗商品混凝土,蓄水池钢筋为Φ12的HRB335钢筋。蓄水池地下埋深1m,地上外露部分为0.25m。
二、土方开挖
土方开挖为机械挖土,因蓄水池施工前山体已完成覆土,所以在进行蓄水池施工时,先开挖已覆的土方,挖至覆土前山体表面不平整块石处,用C20商品混凝土基础找平,再进行蓄水池池底池壁施工,C20砼垫层的几何尺寸为24.9×13.4×0.7+0.19/2.三、钢筋的制作与安装
1、钢筋加工成型准备工作
(1)、钢筋加工棚应选择适宜的工作场地,场地应平整,道路通畅,水电、消防设施均应齐备。
(2)、使用机械加工时,操作人员应熟悉机械性能和操作程序,并按流水施工顺序,将各种操作机械单,并向钢筋班做技术交底。
(3)、钢筋班接到配料后查对钢筋堆场上已经复试合格后的钢筋规格,检查钢筋外观质量,然后着手配料。(4)、盘圆钢筋调直,采用冷拉方法调直钢筋时,免发生差错,并防止油脂类污染。
(5)、根据施工图纸,计算每种型号钢筋的规格、数量,并绘出大样图,注明各弯起钢筋的起弯位置、角度等,钢筋配料须填写配料单。
2、钢筋安装工艺
(1)、钢筋绑扎、安装、焊接质量要求,严格按设计要求施工,并保证做到不低于国家及地方规定、施工及验收规范要求。
(2)、墙、梁、板的钢筋保护层垫块必须按间距每0.7m~1m用铁丝与主筋扎牢。(3)、钢筋在施工过程中,派专人对钢筋的规格、品种、间距、尺寸、根数、搭接与长度进行检查,自检合格后报监理验收。
(4)、在混凝土浇筑过程中,应派专人“看筋”,如发现松动、移位、保护层不符合要求的现象,均应及时修整。
(5)、为防止混凝土浇筑过程钢筋产生位移、定岗、定部位的现象,应派人检查,重点检查底板上、下皮钢筋的支撑和下皮钢筋的垫块。
(6)、钢筋规格严格按设计要求实施,墙、板、梁的钢筋直径不得随意变动,钢筋代换应征得设计单位的同意。
3、钢筋加工安装的质量控制
(1)、当钢筋的品种、级别或规格需作变更时,应办理设计变更文件。
(2)、在浇筑混凝土之前,应进行钢筋隐蔽工程验收,其内容包括: A、纵向受力钢筋的品种、规格、数量、位置等。B、钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率等。C、箍筋、横向钢筋的品种、规格、数量、间距等。D、预埋件的规格、数量、位置等。
4、钢筋进场时,应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件做力学性能检验,其质量必须符合有关标准的规定。
检查数量:按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。检查方法:检查产品合格证、出厂检验报告和进场验收报告。
5、钢筋连接的质量控制要求
钢筋的接头宜设置在受力较小处,同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头,接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10倍,同一连接区段内,纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求。
6、钢筋安装质量控制要求
(1)、钢筋安装时,受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。
(2)、钢筋安装的位置见允许偏差见下表 项目 允许偏差(mm)绑扎钢筋网 长、宽 ±20 网眼尺寸 ±20 绑扎钢筋骨架 长 ±10 宽、高 ±5 受力钢筋 间距 ±10 排距 ±5 保护层厚度 基础 ±10 柱、梁 ±5 板、墙 ±3 绑扎箍筋、横向钢筋间距 ±20 钢筋弯起点位置
±20 预埋件 中心线位置 ±5 水平高差 ±3 注:A、检查预埋件中心线位置时,应沿纵、横两个方向,并取其中的较大值。
B、表中梁类、板类构件上部纵向受力钢筋保护层厚度的合格率应达到90%以上,且不得有超过表中数值1.5倍的尺寸偏差。
7、钢筋安装安全措施
(1)、绑扎钢筋和安装钢筋骨架时,必须搭设脚手架及马道。(2)、钢筋断料、配料、弯料等工作应在地面进行,不准在高空操作。
(3)、搬运钢筋要注意附近有无障碍物,架空电线和其他临时电气设备,防止钢筋在回转时碰撞电线或发生触电事故。
(4)、雷雨时必须停止露天操作,预防雷击钢筋伤人。
四、模板安装
1、模板安装工艺要求(1)、支模前事先制定实施方案,保证模板的位置正确,找出施工中的轴线、标高、几何尺寸时必须测量正确、标注清楚、引用方便,标准线和记号必须显示在稳固不变的物体上。
(2)、放样弹线时,除按施工图线弹击划出工程结构轴线外还应弹击划出模板安装线。
(3)、蓄水池采用钢模板支模,钢管、穿墙防水连接片加固,使池体整体牢固,采用满堂钢管脚手架支撑模板,使模板拉结牢固,有足够的强度、刚度及稳定性。
(4)、支模结束,经验收合格后应及时浇筑混凝土,防止木模板长期曝晒、雨淋,发生变形。
(5)、在施工过程中或交接班时,应查明情况,以免因情况不清而随意改动已完成或未完成的模板成品,应注意结构部位模板搭接顺序,避免施工过程中相互影响,模板及支撑系统固定后不宜扰动。
2、模板安装的质量控制
(1)、模板及其他支架应有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的质量侧压力及施工荷载。
(2)、在浇筑混凝土之前,应对模板工程进行验收。
(3)、模板安装和浇筑混凝土时,应对模板及其支架进行观察和维护,发生异常情况时,应按施工技术方案及时进行处理。
(4)、在涂刷模板隔离剂时,不得玷污钢筋和混凝土接槎处。(5)、模板的接缝不应漏浆,在浇筑混凝土前,木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水。(6)、浇筑混凝土前,模板内的杂物应清理干净。
(7)、固定在模板上的预埋件、预留孔和预留套管均不得遗漏且应安装牢固，3、模板拆除质量控制基本要求
(1)、拆除之前必须有拆模申请,并根据同条件养护试块强度记录达到规定时,技术负责人方可批准拆模。
(2)、侧模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。
4、模板安装安全技术
(1)、支模应按规定的作业程序进行,模板未固定前不得进行下一道工序,严禁上下攀登连接件和支撑件。
(2)、混凝土板上拆模后形成的临边或洞口,应按规定进行防护。
5、模板拆除安全保证措施
(1)、拆除的模板必须随拆除随清理,以免钉子扎脚,阻碍通行,发生事故。
(2)、基坑内拆模,要注意基坑边坡的稳定,特别是拆除模板支撑时,可能使边坡土方发生震动而塌方,拆除的模板应及时送到离基坑较远的地方进行清理。
五、混凝土工程
1、混凝土浇筑
(1)、为确保蓄水池的工程质量,C25S6混凝土采用商品混凝土,泵送浇筑。
(2)、混凝土浇筑前将振动机械和电箱全部检查一遍,确认完好后,填报混凝土浇筑申报,报技术负责人批准方可开始混凝土的浇筑。商品混凝土供应较快,人员和机械适当准备充足,墙体混凝土浇筑应分层装料,分层浇筑振捣,每层浇筑厚度控制在50cm左右,混凝土下料点应分散布置,浇筑墙体时,混凝土浇筑应连续进行,间隔时间不超过2小时,浇筑时应及时清理落地灰。混凝土墙浇注完毕后,将上口用木抹子按标高或以模板上口为准将墙面上表面混凝土抹平。
2、混凝土浇注质量保证措施
(1)、混凝土浇筑前,模板、支撑、钢筋、预埋套管等均应进行检查,符合设计要求后方可进行下道工序。
(2)、混凝土浇注前,应将模板内的垃圾、杂物、油污清理干净并浇水润湿模板,模板缝要堵平。
(3)、混凝土浇注过程中,要保证混凝土保护层厚度及钢筋位置的正确性,不得踩踏钢筋,移动套管的位置,如发现偏差和位移,应及时校正。混凝土在振捣时,要派专人看模,发现有涨模、跑位等情况应及时处理,以保证混凝土的结构尺寸及外观。
3、混凝土施工安全技术
(1)、进入操作现场人员必须戴好安全帽,混凝土振捣工必须穿好防护靴,套好绝缘手套以防触电。
(2)、施工操作人员必须经过安全教育培训。(3)、临时跳板和走道应搭牢固。
4、混凝土泵送安全技术
(1)、泵车就位地点应平坦坚实,周围无障碍物,上空无高压输电线,泵车不得停放在斜坡上,就位后,泵车应显示停车灯,避免碰撞。
(2)、布料杆所用配管软管应栓上防脱安全带,泵车后及臂下严禁站人,按要求操作,泵管支撑牢固。
5、混凝土养护
(1)、蓄水池的混凝土采用专人养护,养护期不少于28天。
六、预埋件安装
钢筋混凝土水池设计中的裂缝控制 篇3
关键词：钢筋混凝土；水池设计；裂缝控制
钢筋混凝土结构在受力状态下出现裂缝是一种普遍存在的现象，如混凝土因荷载作用下的拉应力、或是温度收缩引起的拉应力等而出现的裂缝等。一般而言，在普通的钢筋混凝土结构中要求完全避免出现裂缝，是不现实也是完全没有必要的。为了在水池结构设计中做好裂缝控制工作，有必要先对水池中易发生破坏性裂缝的各种情况作一了解。
一、水池裂缝的成因
1、荷载作用造成的裂缝
当结构在外部荷载（各种恒、活载；水、土压力；地基反力等）作用下，因受力性能不足，产生了过大变形，使裂缝发生并发展为破坏性裂缝。这种由荷载作用造成的裂缝的产生，主要是由于设计时采用的基础资料有误或是设计中考虑不周、计算疏忽等失误造成。
2、混凝土收缩造成裂缝
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到支座或原有混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。因此，水池结构中的混凝土早期收缩裂缝主要出现在裸露表面，混凝土硬化后的收缩裂缝出现在结构件的中部附近较多。
3、温度变化引起的裂缝
气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会出现裂缝。这种裂缝一般只在混凝土表面较浅的范围内产生。
4、由于材料质量造成的裂缝
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。要避免水池结构产生破坏性裂缝，混凝土用料是否适当及材料质量能否保证，起着重要的作用。
二、水池设计中的裂缝控制
钢筋混凝土水池在非荷载下的裂缝与设计、原材料、施工等几方面息息相关，影响因素多而复杂，设计时考虑施工措施，并和施工单位密切配合，通过对设计过程和施工过程的双重控制，对水池的裂缝控制一定可以取得令人满意的效果。
1、荷载作用裂缝的控制
荷载作用裂缝的控制，即在水池设计过程中对水池各部位可能产生最大拉应力截面的裂缝进行计算分析和验算，使之满足裂缝宽度限值。完整、准确的设计基础资料是避免荷载作用裂缝的重要保障。如地下水位、土层情况均会影响水池的设计水土压力；基础持力层特性直接影响池体沉降以及变形情况等等。在存在完整、准确的设计基础资料的基础上，合理的计算模型和合理的荷载组合是确保计算结果与水池的实际受力状态一致的重要保障。在水池的设计阶段应注意以下问题：（1）合理的地基假定。基础梁和板计算过程中应选择合理的地基假定，目前常用的计算水池地基反力的假定有地基反力直线分布假定、文克尔假定、半无限弹性体假定，但三者的计算结果误差较大。为此，在选择假定时应综合考虑假定的适用条件以及水池实际受力情况。（2）合理的支座假定。水池各板连接部位的支承条件决定了各构件的支座假定，合理的支座假定才能保证计算结果的正确。（3）正确的最不利工况组合。在进行荷载组合时对施工、试水、检修阶段的荷载较容易疏漏。（4）极端温差出现的部位及取值是否有误等。具体设计过程如下：（1）结构方案的初步确定；（2）对初定结构方案进行初步的计算分析，根据计算分析结果对初定结构方案进行调整，尽量使水池结构体系合理、结构受力明确、经济合理、安全可靠；（3）对调整后的结构方案进行详细的力学计算分析，确定最不利工况下各控制断面的内力设计控制值；（4）进行截面配筋设计，同时还有确定需要进行裂缝控制设计的构件；（5）根据构件受力性质进行抗裂度验算或对裂缝开展宽度验算。裂缝的控制可以通过调整配筋率、钢筋规格、混凝土标号、构件截面尺寸来实现。
2、混凝土收缩和温差造成裂缝的控制
控制这类裂缝首先水池结构所使用的混凝土配合比、用料的规格和级配应满足规范要求，同时混凝土灌筑和养护除应满足规范要求外还应提出符合实际情况的设计要求。对于大型水池则可设置伸缩缝、掺添加剂和设加强带、后浇带等措施对裂缝进行控制。此类裂缝的控制首先应根据规范规定，严格掌握混凝土配比及其用料的品种规格和级配，同时，对混凝土灌筑和养护提出设计要求。另外，对大型水池可采取设伸缩缝、掺添加剂和设加强带、后浇带等措施。下面着重讨论大型水池的裂缝控制。根据现行规范要求，现浇钢筋混凝土水池在基底为土基时，应每隔20m（地面式）或30m（地下式或有保温措施）设一道伸缩缝，当为岩基时减为15m和20m，当为装配整体式时可加长5～10m。按此构造，一般能解除中面季节温差产生的温度应力并消减混凝土收缩的影响。由于变形缝的设置需要采取严密的构造措施来保证，对节点处理、施工及材料等都有相当高的要求，其中任何一个环节的问题，都会造成较严重的后果。规范规定，当有经验时，可在混凝土中施加可靠的外加剂或設后浇带，减少其收缩变形，从而放宽伸缩缝的最大间距限制。在一些大型水池的设计中，已开始越来越多地采用掺加添加剂、增设加强带、后浇带的方法，以减少或取消伸缩缝。掺加添加剂主要是为了增强混凝土的均匀密实性能并消减混凝土自身结硬过程中的收缩变形。
3、材料质量和构造不良造成裂缝的控制
在《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中，对水池结构所使用的混凝土强度、混凝土的抗渗等级、混凝土的抗冻等级、混凝土的水灰比、混凝土的碱含量、混凝土热工系数等作了相应的规定，在水池的设计过程中除应遵守规范要求外还应对实际项目提出更为明确、具体和严格的要求。合理可靠的构造对裂缝的控制至关重要。合理的构造措施能够使水池计算模型与其实际受力情况相一致，确保计算的准确性。对于影响到整个结构体系的问题，一定要从确定结构方案起，就考虑好相应的构造措施。理想的计算模型必须有可靠且可行的构造措施来保证，而当难以实施相应的构造措施时，应调整计算模型使之符合实际受力情况。具体注意三个方面：首先，浇筑混凝土不应使用过期水泥或由于受潮而结块的水泥，否则将由于水化不完全而降低混凝土的抗渗性和强度。其次，水灰比越大则混凝土中多余水分蒸发后形成的毛细孔也就越多，这些孔隙是造成混凝土开裂的主要原因。砂石粒径不均匀、级配不良、粗骨料粒径过大且含量过高、含泥量过高，都会降低混凝土的和易性和密实度，易使裂缝产生和发展。另外，水池混凝土中采用的外加剂也应满足一定的要求，以免影响混凝土的抗裂性。
4、温度变化引起的裂缝的控制
尽量选用低热或中热水泥；减少水泥用量；降低水灰比；改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热；改善混凝土的搅拌加工工艺；在混凝土中掺加一定量的外加剂；高温季节浇筑时采取合理控温措施；要合理安排施工工序；加强混凝土养护。
结论
综上所述，水池设计中的裂缝控制贯穿设计的整个过程。从完整准确收集相关的基础资料开始，到采用合理的结构受力体系、准确细致的分析计算、全面可靠的结构截面设计与构造措施，直至最后的复核出图，对实现设计全过程的裂缝控制都非常重要。同时，设计中也要对材料的使用和水池的施工养护提出明确要求，以避免引发裂缝。在设计中只有尽可能多地考虑到裂缝可能产生的因素，并通过各种措施消除隐患，才能最大限度地避免水池产生破坏性的裂缝。
参考文献
[1]GB50069—2002 给水排水工程构筑物结构设计规范[S].
论钢筋混凝土水池的设计 篇4
关键词：水池,结构形式,荷载,模型,内力,构造
1 水池的结构形式
1.1 水池的分类
给水排水工程中的钢筋混凝土水池常用的平面形状为圆形或矩形。从用途上可分为两大类:一类是用池, 如沉淀池、滤池、曝气池等;另一类是贮水池, 如清水池、调节池等。按照建造在地面上下位置的不同, 水池又可分为地下式、半地下式和地上式。按照结构类型可分为:敞口水池、有盖水池、无梁板式水池、双层水池、装配式水池等。按照配筋方式可分为:普通钢筋混凝土水池、预应力钢筋混凝土水池。
1.2 水池结构形式的选择
1.2.1 水池容积
实践经验表明, 当容积在30000m3以内时, 一般圆形水池比容积相同的矩形水池具有更好的技术经济指标。圆形水池在池内水压力或池外土压力的作用下, 池壁在环向处于轴心受拉或轴心受压状态, 在竖向则处于受弯状态, 受力比较均匀明确。而矩形水池池壁则为受弯为主的拉弯或压弯构件。因此池壁厚度常比圆形水池大。
1.2.2 场地条件
矩形水池对场地条件的适应性较强, 如在山区狭长地带以及场地规划受限的水厂, 矩形水池的场地优势明显。矩形水池的模板制作简单, 对提高施工进度有一定帮助。
2 水池的荷载
2.1 池顶荷载
作用在水池顶板上的竖向荷载, 包括池顶活荷载、顶板覆土重、顶板自重、雪荷载及其他荷载。
活荷载根据对构筑物要求考虑上人、临时堆放材料、局部设备荷载及车荷载等。一般情况下活荷载可取2.0k N/m2。局部设备荷载及车荷载需另计。
顶板覆土荷载需根据高程及场地地勘报告进行计算。一般情况下覆土重力密度可取18k N/m3。
雪荷载标准值应根据《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2012的全国基本雪压力分布图及计算雪荷载的有关规定来确定。
2.2 池底荷载
作用在水池底板上的竖向荷载, 包括池壁传来的上部荷载、水池底板自重、池内水荷载、地下水浮力、地基反力等。池壁传来的上部竖向荷载包括顶板荷载与池壁自重。池内水荷载根据工艺要求确定, 水重力密度一般情况下可取10k N/m3。
水池底面单位面积上的地下水浮力可按下式计算
P=水池底面单位面积上的地下水浮力 (k N/m2) ;r=地下水重力密度, 可取10k N/m3;h=由水池底板算起的地下水高度;η=浮力折减系数, 对非岩质地基取1.0;对岩质地基按其破碎程度确定。
2.3 池壁荷载
池壁荷载除池壁自重和池顶荷载引起的竖向压力和可能的端弯矩外, 主要是作用于水平方向的水压力和土压力。
水池内壁水压力按三角形分布Pw=r·h1
P=水池池底处侧向水压力标准值 (k N/m2) ;r=水重力密度, 可取10k N/m3;h1=由水池底板算起的设计水位 (m) 。
水池外壁的荷载包括土压力、地面荷载引起的附加压力及地下水压力。当无地下水时, 池壁外侧压力按梯形分布;当有地下水且地下水位在池顶以下时, 以地下水为界, 分两段按梯形分布。地下水位以下, 应考虑对下水对土的浮力使土的重度降低, 造成土的侧向压力减小。
池壁的土压力按主动土压力计算
地下水造成土的侧向压力减小
水池外壁水压力按三角形分布Pw*=r·h2
地面活荷载引起的附加压力沿池壁高度为一常数
Pe=水池池底处侧向土压力标准值 (k N/m2)
Ps=水池池底处侧向土压力减小标准值 (k N/m2)
r=水重力密度, 可取10k N/m3
re=土重力密度, 可取18k N/m3
H=水池底板至地面的距离 (m)
h2=水池底板至地下水位的距离 (m)
qk=地面活荷载引起的附加压力 (k N/m2)
ф=回填土内摩擦角, 根据土工试验确定, 缺乏实验资料可取30°
2.4 其他荷载
其他荷载包括温度湿度变化、地震引起的荷载。
壁面温 (湿) 差力矩Mt=Eh2αtΔt/12 (1-μ)
h=池壁的厚度;αt=池壁材料的温度线膨胀系数;Δt=壁面温 (湿) 差
3 水池的计算模型
3.1 池壁与顶板
对于敞口水池池壁和顶板为预制而搁置在池壁顶端且无连接措施时, 池壁顶端应视为自由端。如果池壁与顶板整体浇筑, 但仅设抗剪钢筋时, 或当预制板与池壁顶端设有抗剪钢筋连接的情况下, 池壁与顶板的连接应视为铰接。如果池壁与顶板整体浇筑, 同时配置连续钢筋时, 池壁与顶板节点应视为弹性固定, 但是若池壁与顶板整体浇筑, 并且池壁的线刚度与顶板线刚度比值>5时, 相对于池壁来说顶板可视为铰接。
3.2 池壁与底板
当池壁底端满足:①底板外挑长度大于底板厚度。②底板外挑厚度大于池壁厚。③地基良好, 地基土为低压缩性土时。池壁底端可视为固定支撑。否则应按弹性固定考虑。
3.3 池壁与池壁
矩形水池相邻池壁间的连接应按弹性固定考虑。在计算相邻池壁间弯矩时应进行不平衡弯矩的计算。
4 荷载组合及内力计算
4.1 地下式水池荷载组合
地下式水池在进行承载力极限状态设计时, 需要考虑不同的荷载组合计算内力, 主要有以下三种情况:①池内满水, 池外无土。②池内无水, 池外有土。③池内满水, 池外有土。
第一种情况出现在回填土以前的试水阶段及闭水试验。其他两种情况是使用阶段的放空和满池时的荷载状态。无论选取哪种组合, 始终存在结构自重。如果是第二、三种情况, 应考虑活荷载和池外地下水压力。
4.2 地上式水池荷载组合
地上式水池进行承载力极限状态设计时, 需要考虑不同的荷载组合计算内力, 主要有以下两种情况:①池内满水。②池内满水及温 (湿) 差作用。第二种荷载组合中的温 (湿) 差作用应取壁面温差和湿差当量中的较大者进行计算。对于有顶盖的地面式水池, 应考虑池顶活荷载。对于有保温措施的地面式水池, 仅需考虑第一种荷载组合。
4.3 内力计算
①顶板的计算可以参同钢筋混凝土楼盖的计算方法。圆形顶板水池, 可根据支撑条件查静力计算手册。②底板计算按水池的结构形式确定。当池壁采用独立基础时, 底板反力可按直线分布考虑;当水池为整体式底板时, 应按弹性地基上的梁板计算内力。③矩形水池池壁的内力计算可先按单块矩形板进行计算, 再根据相邻池壁的刚度进行弯矩分配求出板弯矩。圆形水池的池壁弯矩可根据支撑条件查静力计算手册。
5 水池构造要求
应该保证水池受力构件的混凝土强度等级高于C25;垫层混凝土强度等级应高于C10。一般来说, 预应力水池的混凝土强度等级应高于C30, 如果遇到预应力钢筋选用碳素钢丝、钢绞线等情况, 应该保证混凝土强度等级应高于C40。
应保证水池混凝土密实性满足抗渗要求, 而不需再做其他抗渗处理。根据试验确定混凝土的抗渗等级, 如果最大作用水头与混凝土厚度的比值<10, 应采用S4;如果比值在10~30之间应采用S6;如果两者比值>30, 应采用S8。
当水池外露时, 对最冷月平均气温在-3~-10℃的地区, 混凝土抗冻等级应采用F150;对最冷月平均气温低于-10℃的地区, 混凝土抗冻等级应采用F200。
如果水池接触介质的酸碱度低于6.0, 应依照相关标准采取必要的防腐措施。
水池混凝土中禁止采用氯盐作防冻、早强掺合料, 若需要适当的采用外加剂, 在使用外加剂的过程中应该严格遵守相关规范标准的规定。
混凝土水池的受力壁板与底板厚度宜>20cm, 预制壁板的厚度宜>15cm, 顶板厚度宜>15cm。
混凝土水池受力钢筋的混凝土保护层最小厚度应符合表1的规定。
矩形钢筋混凝土水池的伸缩缝最大间距见表2, 单位:m。
水池的变形缝应做成贯通式, 顶板和底板在同一剖面上一起断开。可计算确定变形缝的宽度。伸缩缝的宽度>20mm;沉降缝的宽度>30mm。
止水带、填缝板和嵌缝材料组成了水池伸缩缝或沉降缝的防水构造部分。应保证止水带埋入混凝土内的长度大于止水带与构件混凝土表面的距离。如果构件厚度较小, 需在缝的端部局部加厚。
若钢筋混凝土水池采用构造底板, 宜使其厚度>120mm。底板顶面应配置构造钢筋, 配筋量宜大于每米5根直径8mm的钢筋。
钢筋混凝土水池各个部位构件的受力钢筋, 应满足以下要求:①受力钢筋的最小配筋百分率, 应符合相关规范标准的要求。②受力钢筋宜采用直径较小的钢筋配置, 数量宜控制在每米4-10根之间。
钢筋混凝土水池构件内的构造钢筋, 应满足以下要求:①截面厚度≤50cm时, 其里、外侧构造钢筋的配筋百分率均应高于0.15%;②截面厚度>50cm时, 其里、外侧均可按截面厚度50cm配置0.15%构造钢筋。
现浇钢筋混凝土水池池壁转角处的钢筋, 应有足够长度锚入相邻池壁或池顶内, 锚固长度应自池壁的内侧算起。其最小锚固长度, 应符合相关规范标准的要求。
6 结语
水池是给水排水工程中的重要构筑物, 水池设计的合理性对给水排水工程的造价具有较大影响, 合理的水池设计会使工程的经济性显著提高。
参考文献
[1]GB5001-2010, 混凝土结构设计规范[S].
[2]GB5009-2012, 建筑结构荷载设计规范[S].
钢筋混凝土水池 篇5
摘要:在整个水池工程的建设中，圆形水池按照不同的砌体材料可以建筑成不同类型的混凝土水池，其中包括砖砌、浆砌石、混凝土钢筋水池等。在相应的施工上，由于圆形钢筋混凝土具有很多特点，诸如钢筋混凝土的容积较大、墙的高度也有足够，以及水池的墙壁过薄等，这也就导致了钢筋混凝土的水池工程的施工难度控制要远远大于其他材质的水池建设，特别是其中的池壁的施工是一个所有建设工程人员所要共同面临的一个难题。笔者将致力于常年来对于钢筋混凝土水池工程建设中的经验与理论，浅谈一下在有关水池工程中所面临的共性问题的控制办法与有效的解决措施。
混凝土水池裂缝产生原因与对策① 篇6
关键词：混凝土水池 裂缝 设计 施工
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（c）-0109-01
混凝土结构在建造和使用期间，因为材料质量、施工工艺、环境条件和荷载作用等都可能使结构表面出现裂缝[1]。裂缝的存在和发展会引起钢筋锈蚀、保护层剥落，降低结构的承载力、刚度、耐久性及抗渗能力，影响其使用性能和寿命，盛放有毒有害的化工品水池泄露后还会引起环境污染。
1 混凝土裂缝产生原因
1.1 结构裂缝
（1）设计不合理引起的裂缝。构造不合理引起裂缝，如截面突变产生的应力集中引起构件裂缝；没按要求设置伸缩缝而引起的裂缝；保护层厚度太厚而引起裂缝。钢筋配置不合理引起的裂缝，如钢筋强度等级低，配筋率不满足规范要求，钢筋直径、间距选择不合理等。
（2）荷载作用引起的裂缝。混凝土没有达到设计强度前充水受荷或其他外部荷载引起的水池裂缝。
（3）地基的不均匀沉降引起池底及池壁裂缝的出现。
1.2 收缩裂缝
从相关研究资料和工程实例分析，收缩裂缝在所有裂缝中所占比例非常大。常见的收缩裂缝有：
（1）硬化前塑性变形裂缝。由于施工过程中振捣不充分或模板变形而导致混凝土在硬化前产生变形而引起的裂缝。
（2）干缩裂缝。由于混凝土表面干燥失水而引起的混凝土表面裂缝，多出现在混凝土表面，无规律性。
（3）化学收缩裂缝。混凝土在强度增长过程中水泥水化反应引起混凝土体积收缩而产生的收缩裂缝。
（4）温度收缩裂缝。通常由环境温度降低，混凝土养护过程中内部水化热引起的内外温差，使用过程中内外池壁的壁面温差等原因引起。
（5）龄期差收缩裂缝。若混凝土施工中留设施工缝且施工间隔过长，因先浇筑的混凝土已经完成大部分收缩，会约束后浇筑混凝土的收缩而在后浇筑混凝土中产生裂缝。裂缝垂直于施工缝，间距均匀，长度较短，靠近施工缝处较宽。
（6）碳化收缩裂缝。结构周界的环境介质中所含的酸性物质，如CO2，SO2，HCL等渗透到混凝土表层区域，与水泥石碱性物质发生反应，引起混凝土表面体积收缩，裂缝呈花纹状，无规律性，一般较浅。
1.3 膨胀裂缝
（1）碱骨料反应裂缝，混凝土骨料中的活性矿物与孔隙中的碱性溶液之间发生化学反应，体积膨胀，导致混凝土开裂和强度下降，一般发生在混凝土凝固数年后，可遍及混凝土全体，很难阻止和修补。
（2）化学腐蚀，环境中侵蚀性物质渗入混凝土内部与相关成分发生物理作用和化学反应后，使混凝土腐蚀，逐渐发生胀裂和剥落，从而造成钢筋腐蚀、结构失效。
（3）钢筋锈蚀裂缝
若裂缝、腐蚀、碳化等达到钢筋所在位置时引起钢筋锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，引起混凝土表面顺筋方向开裂、保护层剥落。钢筋锈蚀后加剧裂缝开展，最终结构失效。
2 混凝土裂缝控制对策
2.1 原材料选取
原材料特别是混凝土的选用对水池的裂缝控制起重要作用。①配比设计上应减少单方混凝土水泥用量、控制水胶比、提高粗集料含量、采用掺合料、使用减水剂等外加剂，以控制混凝土收缩；混凝土总碱含量不超过3kg/m3，以控制碱骨料反应的发生。②水泥胶凝材料尤其是水泥性能直接决定了混凝土材料的抗裂性能[2]，宜采用保水性、抗碳化性能较好的普通硅酸盐水泥。③粗集料应选用级配合理、粒形良好、线胀系数小的洁净非活性骨料，以减小混凝土收缩及碱骨料反应。④细集料宜采用含泥量少、级配合理的中粗砂。
2.2 设计方面
在结构设计方面，重视正常使用极限状态验算、构造设计及构造配筋的作用[3]。①注重构造。避免池壁截面突变；对薄弱部位，适当增加一些构造钢筋，作局部增强处理；选择合理的保护层厚度。②进行混凝土拉应力和最大裂缝宽度验算；满足配筋率要求，钢筋配置遵循“小直径，小间距”有利于抗裂的原则。③对防腐要求高的水池要设置防腐层，对池内外温差大的水池要设置保温层以控制温度裂缝[4]。④必要时可采用预应力混凝土结构以控制池壁裂缝。
2.3 施工方面
施工控制对混凝土水池裂缝控制起到关键作用。①合理安排施工工艺。施工温度选择在气温较低时进行，以混凝土升温膨胀补偿其收缩变形；合理设置后浇带以减少收缩变形和裂缝；留设施工缝时，注意控制施工龄期差，一般不超过7天，防止出现龄期差收缩裂缝。②模板支架系统要有足够的强度、刚度和稳定性，避免施工过程中发生位移引起混凝土内部及表面硬化前塑性变形裂缝。必要时可在钢模表面粘贴透水模板布以降低混凝土表面水胶比、提高表面抗裂强度、抗冻性，同时使渗透性、碳化深度和氯化物扩散系数也显著降低[5]。③要按设计配比拌制混凝土、控制水胶比、坍落度、和易性；要分层浇筑、分层振捣，保整振捣质量，达到外光里实；到做好施工缝、穿墙埋件等局部构造处理，按要求规范施工止水带、止水片，防止局部裂缝和渗漏；做好混凝土收面工作，必要进行时二次振捣、二次抹面，防止混凝土表面干缩裂缝出现。④及时、有效的对施工完的混凝土进行养护。在混凝土初凝前后开始养护，用湿养生布、麻袋或塑料薄膜覆盖防止混凝土表面失水引起干缩裂缝；终凝后按正常养护要求，保持混凝土表面湿度、温度，根据需要养生7～15 d。⑤按要求施工防水层、防腐层和保温层，防止其失效引起水池渗漏。⑥对预应力水池，当混凝土达到设计和规范要求强度后方可张拉预应力钢筋，防止混凝土出现裂缝。
2.4 使用方面
混凝土达到设计强度等级后水池才能蓄水，防止出现荷载裂缝。
3 结语
混凝土裂缝问题是项技术难题，长期困扰工程界，裂缝直接影响混凝土结构的使用性能和耐久性。混凝土水池裂缝产生原因复杂，这就要求在原材料选择、工程设计、工程施工和使用等环节都要采取相应措施来控制裂缝，保证结构安全使用。
参考文献
[1]过镇海，时旭东.钢筋混凝土原理和分析[M].北京：清华大学出版社，2003.
[2]王乾峰.高性能混凝土裂缝控制研究综述[J].混凝土，2013（5）：119-123.
[3]SH/T 3132-2002，石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范[S] .
[4]胡金旭，朱向军.钢筋混凝土水池温度裂缝的分析及碳纤维加固处理[J].工业建筑，2011（8）：130-133.
钢筋混凝土水池的裂缝控制 篇7
某工程位于我国南方, 为半地下式矩形水池。水池长34.325 m, 宽10.8 m, 地上1.2 m, 地下9.0 m (不含底板及垫层厚度) , 属于有盖的钢筋混凝土水池。设计有效水深8.0 m。根据地质报告, 持力层大部分为中等风化浅变质粉砂岩 (承载力特征值为1.5 MPa) , 局部为薄层强风化板岩 (承载力特征值为0.6 MPa) 和回填土 (承载力特征值为150 kPa) 。
2裂缝产生机理
2.1 水池底板与池壁变形不一致产生裂缝
水池的结构为:底板→池壁→顶板, 池壁的基础及底板的约束, 池壁较薄而长, 施工池壁时, 底板混凝土已经达到了一定的强度, 温差变化相对较小, 而池壁混凝土温度在凝结硬化过程中, 水泥进行水化反应, 温差变化较大。温度变化及水化收缩等的平均最大收缩率为[1]:
εtc=a·ΔT+εc+ε1
式中 a—混凝土线膨胀系数;
ΔT—降 (升) 温差;
ε1—化学掺剂引起的附加收缩率;
εc—混凝土水化收缩率。
池壁混凝土极限引伸值为:
εu=Kcr[0.5Rtc (1+P/d) ×10-5]
式中 Kcr—考虑混凝土徐变有利影响系数;
Rtc—混凝土抗裂强度设计值;
d—水平方向池壁中的钢筋直径;
P—配筋系数。
当池壁混凝土平均最大收缩率大于混凝土自身极限引伸值时, 就会产生裂缝。同时, 池壁在变形过程中受底板的约束, 此时在池壁中产生拉应力, 在底板中产生压应力, 当产生的拉应力超过混凝土极限抗拉强度时, 就会出现裂缝。
2.2 地基约束底板变形产生裂缝
当水泥进行水化反应使混凝土内部温度达到最高值后, 温度就开始下降, 混凝土体积开始收缩, 但其收缩又受到地基或混凝土垫层的约束, 从而在混凝土体内产生拉应力。一旦拉应力超过混凝土极限抗拉强度, 便在基础底部产生裂缝, 若温度应力继续增大, 裂缝向上延伸, 直至贯穿底板, 水池会出现漏水, 若地基处理不好, 会导致地基失稳。
2.3 应力集中产生裂缝
水池为构筑物, 进出管道非常多, 而且管径较大, 不可避免地削弱了池体结构的整体性, 产生应力集中现象, 导致洞口周围出现裂缝。
2.4 环境引起混凝土收缩产生裂缝
各种地下工程在施工阶段承受较大的温差和收缩作用, 一旦回填之后, 土体对结构起到有益的保温和保湿作用, 所以地下工程后期开裂较少。而半地下工程上部分 (外露) 的温差及收缩较大, 而土中的混凝土结构的温差及收缩较少, 它们之间产生显著的外约束力, 处于不利的温差和收缩状态, 常常引起开裂。
3控制裂缝的设计措施
在本工程中, 根据工程实际情况, 为了保证水池结构的裂缝得到有效控制, 结构工程师在设计中针对产生裂缝的各种原因考虑了以下几条专门控制裂缝的措施。
3.1 “抗”的方法
(1) 以同强度钢筋进行等面积的替换。
针对本工程中受力特点采用减小水平、竖向钢筋直径, 适当加密钢筋间距。实践证明, 采用此方法后, 大大地减小了由于应力变化和混凝土收缩引起的裂缝。
(2) 通过添加膨胀剂降低混凝土的水化热和收缩变形。
通过实验选择合适的添加剂, 切实做到控制和减少水池裂缝。
3.2 “放”的方法
本工程中水池总长度超过《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》 (CECS138-2002) 7.1.3条中关于缩缝间距不宜超过20 m的规定, 且由于工艺原因, 无法设置伸缩缝;同时该水池为半地下式水池, 温度应力较大。针对此现状, 采取以下措施:
(1) 为减小底板收缩时受到地基与底板之间的摩擦力在底板内产生的摩擦拉应力, 在基础底板下表面和混凝土垫层上表面之间设置滑动层 (采用一毡一油作为滑动层) 。
(2) 为了减小结构突变产生应力集中, 采取了多种构造措施。如水池转角部位, 设计时增加了腋角, 同时增设了构造钢筋;在孔洞四周增加构造钢筋或者设置暗梁和暗柱等措施。实践证明这些构造措施效果显著。
(3) 为减小温度变化引起的混凝土构件的裂缝, 在水池外露地面部分设置保温层。
(4) 为满足《关于给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》中关于伸缩缝间距的要求, 并结合到水池下的地基局部不均匀需要进行处理的情况, 将基础全部超挖300 mm, 然后用级配砂石回填夯实。
4控制裂缝的施工措施
针对本工程的特殊情况, 为了有效保证施工质量, 减少施工过程产生的不利影响。通过与业主和施工单位沟通, 并和施工单位一起制定了以下几条施工措施。
(1) 控制原材料的质量。混凝土的收缩随粗细骨料的含泥量增加而增加, 随着粗细骨料的粒径加大而减少, 石子含泥量必须少于1%, 砂:用中粗砂, 其含泥量应不少于2%。钢筋锈蚀后体积膨胀2～4倍, 对周边混凝土产生压力, 可能产生顺筋裂缝, 钢筋安装前, 其表面必须洁净、无污物, 对已发生锈蚀的部位, 必须用钢丝刷和砂布打磨干净, 以保证钢筋与混凝土的有效结合。
(2) 严格控制水灰比。水是影响混凝土收缩的主要因素, 随着混凝土中水分大部分蒸发, 在混凝土内部形成很多毛细孔, 降低了混凝土抗拉强度、收缩变形也同时发生, 因此采用减水剂, 减少水灰比, 改善混凝土和易性, 从而提高混凝土的抗拉强度, 减少内部约束应力。
(3) 配制混凝土时加入适量缓凝剂来延长初凝和终凝时间, 使混凝土内部升温和降温不出现温度梯度峰值, 充分发挥混凝土自身强度潜力和材料松驰的特征, 使混凝土的抗拉强度大于温差应力, 减少裂缝产生。延迟混凝土的拆模时间, 应尽可能多养护一段时间, 充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。
(4) 严格控制浇筑流程, 合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束。对已浇筑的混凝土, 在终凝前进行二次振捣[3], 可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分, 减少内部气孔, 提高粘结力和抗拉强度, 增加混凝土的密实度, 但必须掌握好两次振捣的时间间隔 (2 h左右为宜) , 否则会破坏混凝土的内部结构, 使强度性能降低。
(5) 注重浇筑完毕后养护。混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件, 保温能减少混凝土表面的热扩散, 降低混凝土表层的温差, 防止表面裂缝。在混凝土表面用麻袋或草袋覆盖, 并用清水浇湿, 尽量减少混凝土表面热扩散, 降低外界环境与混凝土表面的温差值, 减少温差应力。
5设计总结
钢筋混凝土水池在非荷载下的裂缝与设计、原材料、施工等几方面息息相关, 影响因素多而复杂, 通过工程实践表明:设计时考虑施工措施, 并和施工单位密切配合, 通过对设计过程和施工过程的双重控制, 对水池的裂缝控制一定可以取得令人满意的效果。
参考文献
[1]CECS138-2002, 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程[S].
[2]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海:上海科学技术出版社, 1997.
钢筋混凝土水池的施工质量要点 篇8
云南省水富县2010年实施的污水处理厂及配套管网工程项目, 建设规模远期处理能力为3.0万m3/d, 近期为1.5万m3/d;该工程项目水池部分有细格栅旋流沉砂池、CASS生物池、紫外线消毒池、污水提升泵站水池等, 其中CASS生物池长47.1m, 宽42.3m, 深度6.8m;2010年9月30日项目建成投入试运行, 2010年12月1日正式运行。
2 施工技术措施
2.1 地基与基础
(1) 该工程项目CASS生物池工程基础开挖至设计标高后, 遇到池底有部分存在软土层, 达不到设计要求, 必须对软土进行清理换填, 按设计要求换填料采用角砾, 并换填至底板垫层标高。
(2) 换填的角砾需分层回填碾压, 压实系数不小于0.96, 每边宽出底板外边线不小于0.3m;当换填检测的地基密实度达到设计要求时, 方可进行下一道工序, 否则重新换填碾压, 直到合格。
(3) 基础混凝土浇筑前, 参照各专业图纸将必须在基础施工前安装的管道或预埋件一次性安装完毕, 严禁事后开凿基础。
2.2 钢筋工程
(1) 按设计要求钢筋1 0及以下为HPB235级, 12及以上为HRB335级;铁件钢材为Q235A;焊条E43型用于Q235A钢材及HPB235级钢筋, E50型用于HRB335级钢筋。
(2) 进场钢筋必须具有出厂合格证及试验报告, 并按规定做原材料及焊接试验, 合格后方可使用。
(3) 钢筋堆放应分类成堆, 堆放时应离地面不小于20cm, 以防止锈蚀、污染, 对于钢筋锈蚀、污染严重者, 不得擅自使用。
(4) 钢筋下料成型要准确, 对形状复杂及图纸要求的应先放出大样, 再依样成型。
(5) 水池工程的钢筋安装除了一般工业与民用建筑工程对钢筋的质量要求外, 还要特别注意对《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2003第6.3.4条强制性条文的执行。一是受力钢筋的接头应优先采用焊接接头, 非焊接的搭接接头应设置在构件受力较小处;二是受力钢筋的接头位置应按规定相互错开;如必要时, 同一截面处的绑扎钢筋的搭接接头面积百分率可加大到50%, 相应的搭接长度应增加30%。同时, 拐角处钢筋锚固应执行《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》CECS138:2002第7.1.11条的规定, 即池壁内侧钢筋必须锚入外侧, 内外侧钢筋在拐角处自池内壁起算, 其最小锚固长度必须满足设计和规范要求。
(6) CASS池底板、池壁加强带两侧分别设网格为5~10mm的钢丝网, 以防止带外混凝土流入加强带, 施工时先浇筑带外混凝土, 浇筑加强带时, 更换混凝土的配合比连续施工;加强带位置增加纵向钢筋长4m, 直径与原纵向钢筋相同, 按左右间隔交替布置成型。
(7) 钢筋遇孔洞处尽量绕过, 不得截断, 如必须截断, 应与洞口加固筋焊牢或与预埋套管焊牢;底板钢筋与壁板钢筋在第一次浇筑前要一起绑完。
2.3 模板工程
(1) 模板及其支承系统必须要有足够的强度、刚度和稳定性, 以满足荷载要求。
(2) 支架的支承部分必须有足够的支承面积, 尤其是对于底层支承体系, 要求有足够的支承面积, 基土必须坚实, 并有排水措施;模板施工时主要质量控制点是池壁板模板安装, 拼装时先拼装内侧模板并固定, 待该侧模板平整度、稳定性和保护层均符合要求后, 再安装穿墙拉杆, 然后再安装另一侧模板。
(3) 拆除模板及其支承系统时, 须进行混凝土试块强度检验, 确认混凝土是否已达到拆模设计强度后, 才能拆除, 即池壁混凝土须达到设计强度的50%以上, 池顶板混凝土必须达到设计强度的75%以上。
2.4 混凝土工程
(1) 该工程项目所采用的混凝土强度等级, 垫层混凝土为C10、填料混凝土为C15、加强带混凝土为C30、其余混凝土为C25, 水池底板、壁板混凝土抗渗等级为S 6;CASS池混凝土均采用补偿收缩混凝土, 混凝土中应掺入ZY型高性能抗裂膨胀剂, 根据设计参数试验确定掺入量为10%, 底板混凝土水中14d的限制膨胀率为1.5×10-4~2.5×10-4, 壁板、中隔墙、走道板混凝土水中14d的限制膨胀率为2×10-4~2.5×10-4。
(2) 该工程项目所采用的混凝土为商品混凝土, 混凝土进场要配有相应的水泥出厂合格证、试验报告、砂石检测报告、掺合料、外加剂的合格证等质保资料。
(3) 混凝土在浇筑入模前, 应先将模板内清洗干净, 模板内不得有木屑等杂物, 并浇水湿润。
(4) 混凝土浇筑时, 注意最大自由落距为2m;混凝土的坍落度控制在16~18cm, 误差不超过2cm。混凝土的振捣用插入式振捣器, 应快插慢拔, 插点要均匀排列, 逐点移动, 按顺序进行, 不得漏振, 振动半径不得大于振捣器长度的3/4。壁板分层浇筑时必须保证振捣棒插入下一层混凝土5 0~100mm, 落点间距为250~300mm, 振捣必须充分, 以振到不出现小气泡即可, 防止漏振和过振, 保证混凝土的密实度。池壁转角处、暗柱处钢筋较为密集, 骨料分布不易均匀, 施工时振捣要特别注意。除施工缝外, 每批混凝土的浇筑必须在前一批混凝土尚未初凝前完成。
(5) 该工程项目混凝土施工主要集中在7—8月份, 正值水富的高温炎热期, 日最高温度达到40℃, 夜间温度达到29℃左右, 为避免混凝土硬化期间水化过程释放的水化热和浇筑温度产生的温度变化和混凝土的收缩, 由此产生的温度应力和收缩应力导致结构出现裂缝, 主要采用减少水泥用量以控制水化热, 降低混凝土出机温度以控制浇筑温度, 并采取保温养护等综合措施来限制混凝土内部的最高温升及其内外温差, 控制裂缝并确保高温情况下顺利泵送和浇筑。
(6) 混凝土必须加强养护, 保证表面连续湿润, 避免发生干缩现象, 湿养护不少于14昼夜。
2.5 变形缝与施工缝
水池壁板不允许设置垂直施工缝, 壁板水平施工缝的位置设在底板顶面300mm处, 并严格按照施工缝的要求进行处理并埋设BW止水条或止水钢板, 方可进行下一步施工, 变形缝、施工缝是水池的薄弱环节, 必须严格按照《给排水构筑物施工及验收规范》 (GB50141-2008) 的要求施工, 不得渗水。在施工止水钢板时, 先将止水钢板按设计要求加工成一定的长度, 再将止水板下部支承在对拉螺栓上, 上部用钢筋点焊夹住固定在池壁两侧板支承系统上。
2.6 预留孔洞及预埋件
所有预留孔洞及预埋件, 根据有关图纸的要求在施工中一次预留或预埋, 不得事后凿孔, 钢筋遇直径或边长≤300mm的孔洞时绕过, 遇直径或边长>300mm的孔洞时应将钢筋截断并加制弯钩与孔洞加强筋 (有环的必须焊于环筋上) 焊接牢固, 并确保预留孔洞及预埋件周边的混凝土振捣密实, 同时, 应注意避免振捣过程中预留孔洞或预埋件发生移位。
2.7 满水试验
(1) 待水池混凝土强度达到设计强度后, 做好试水前的准备工作, 如对池体结构进行检查、临时封堵管口、清扫池内杂物、接通水源、池壁上作好标高的标志等。
(2) 以不超过2m/d的速度注入清水, 第一次注水至设计水位的1/3, 第二次注水至设计水位的2/3, 第三次注水至设计水位, 相邻两次注水时间不少于24h, 并做好沉降观测记录。
(3) 在业主和监理工程师的监督下, 对池外壁认真进行外观检查, 有无渗漏点及水印湿迹, 并填写记录表。
(4) 试水合格后, 水池应立即进行内、外粉刷和回填, 不得继续暴露。
2.8 回填土
在水池做完满水试验后, 按照设计要求对水池四周进行土的回填, 回填时应分层均匀对称回填, 每层虚铺土厚度控制在30cm左右, 定时检查压实系数, 以达到设计要求为合格。
3 结语
该工程项目通过精心组织, 合理施工, 并对工程质量进行有效控制, 经有关单位的严格检查, 水池未发现有害裂缝, 混凝土密实平整光洁, 无蜂窝麻面, 无任何渗漏现象, 满足了设计要求, 顺利通过了验收。
摘要：通过钢筋混凝土水池的施工实践, 提出水池地基与基础、钢筋、模板、混凝土浇筑、施工缝与变形缝、满水试验等的质量控制要求, 阐明在施工中应注意的相关问题。
关键词：钢筋混凝土水池,施工,质量控制
参考文献
[1]建筑施工手册 (第四版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[2]GBJ141-1990, 给水排水构筑物施工与验收规范[S].
[3]GB50069-2002, 给水排水构筑物结构设计规范[S].
[4]CECS138:2002, 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规[S].
钢筋混凝土水池施工缝的处理方法 篇9
关键词：钢筋混凝土水池,施工缝,钢板止水带
随着国家和企业对环保投入的增加,环保水池的建设也越来越多,尽管水池在设计中提出尽可能的连续浇筑以减少设置施工缝,在当前的施工技术条件下,池底可以实现一次浇筑完成,但是对于较大体积且较高的池壁来说是不可能将混凝土一次浇筑和振捣完成的,因此就必须在水池的池壁浇筑过程中留设水平施工缝,分阶段进行施工。如果施工缝处理得不当,就会有可能引起水池壁凹凸不平、麻面、或者上下池壁错开等观感现象,由于池壁收到水压力渗透作用,严重的会造成使用中出现渗漏的情况,将影响到水池的使用功能。本文结合作者在近年来单位环保水池建造中的经验提出一些适当的处置方法以避免此类问题的出现。
1 施工缝位置及接缝形式
在一个温度区段内,水池底板应连续浇注,不留施工缝。池壁水平施工缝应留在高出底板顶面500处,池壁有孔洞时,施工缝距孔洞边不宜小于300 mm。现行的规范[1,3]规定,施工缝的位置宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。对于水池池壁的施工缝位置宜留设在高出底板表面200～500 mm的竖壁上。有多种接缝形式,如凸凹缝、高低缝、平缝、设止水带缝等[2]。在工程中,施工缝处设企口,并设置4 mm厚,200 mm宽钢板止水带,钢板接头用2-M5螺栓连接,如图1所示。每层止水带必须在同一平面内。该种设缝形式不仅施工方便,而且结合了钢板的特点,不易变形便于固定且耐久性好;另外由于施工缝上下止水带均有100 mm高,爬水高度适宜,防水效果较好。
2 施工缝处模板的安装
施工缝处模板的安装质量直接影响到该部位混凝土的浇筑质量。如何避免池壁模板支撑不牢、垂直度控制不好以及上下模板接触不严密呢?现介绍一种在水池施工中取得较好效果的模板支撑方法[4]。
首先在素混凝土垫层上安设固定3排50 mm×50 mm×8 mm的钢板,间距为1 m,一排设在池壁外侧边缘处,用长20 mm的L45×5的等边角钢与其焊接;另二排设在池壁内侧边缘处,用来安装固定角钢支架,同样用长20 mm的L45×5的等边角钢与其相焊,这样池壁内侧吊模有了支撑点,且又能固定内侧模板而不致外移。对拉螺栓的横向间距一般为700 mm,纵向间距一般为600 mm,这样便于控制池壁的截面尺寸。施工缝以下第一排对拉螺栓的横向间距为350 mm,应间隔使用,余下的一半用于施工缝以上模板的固定。角钢可以用螺栓固定在模板上,它的作用是可以将施工缝处混凝土标高抬40 mm左右。由于混凝土的坍落度较大,经振捣棒振捣后,混凝土分层明显,水泥砂浆和多余的水分被挤上升,容易形成几厘米厚的砂浆层浮在池壁上面;而这层水泥砂浆将在施工缝处表面混凝土凿毛时一并凿去,这样能较容易凿出混凝土中的粗骨料。为加强模板的稳定性,在施工缝上通过对拉螺栓的设置间距与施工缝下部对拉螺栓错开350 mm,使上部模板支撑系统的钢管下延到施工缝以下模板支撑系统第一排预留对拉螺栓处,以达到将施工缝处上部模板支撑系统与下部模板系统连成一体的目的,保证上部模板的稳定性。
3 施工缝处混凝土结合面的处理措施
一般来说,凿毛时间应根据混凝土强度等级和气温情况综合考虑决定,混凝土强度达到设计强度的10%左右时,即可开始凿毛作业。夏季通常是在浇筑混凝土以后过24 h,冬季则可在浇筑混凝土以后的2～3 d之后进行,应凿出混凝土中的碎石来,且应将凿毛后的表面清洗干净。过早的凿毛会影响池壁钢筋、钢板止水带与混凝土的粘接握裹,对结构受力及防渗漏水不利。过晚的凿毛,由于混凝土已达到较高的强度,不仅施工困难,而且凿毛效果也不好,会影响新老混凝土的结合强度。
在施工缝上浇注混凝土之前,应用水将施工缝处混凝土冲洗干净并保持湿润,再刷素水泥浆。施工缝以上混凝土的浇筑,也应按规范要求严格控制混凝土一次浇筑的高度以及混凝土振捣棒的插入位置和振捣时间,以免由此而产生的对模板的侧压力过大而使对拉螺栓断裂。
4 结语
对于现浇钢筋混凝土水池的施工中的施工缝处理问题,只要引起足够的重视,科学合理的进行事前控制,选择合适的设缝位置和接缝形式,合理的进行模板的设计和安装,严格按规范进行施工,就会取得好的施工效果,从而避免工程质量隐患的发生。
参考文献
[1] GB 50010-2002． 混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
[2] GB 50069-2002． 给水排水工程构筑物结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社。2002
[3] CECS138:2002． 给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
钢筋混凝土水池工程常见问题及解析 篇10
在钢筋混凝土水池设计中, 水池的池壁间及池壁与底板连接的计算非常重要, 设计时容易把边界条件分析不清概念混淆, 因为它的计算过程比较复杂, 所以会导致在工程上出现问题。
2. 水池池壁间、池壁与底板连接解析
无论是矩形水池还是圆形水池, 水池的池壁与顶板、池壁与底板、池壁与池壁的连接在设计中都是十分关键。因此在设计构造中指出池壁与顶板的连接支撑的假定:1) 自由连接假定:假定中指出当地基条件较差时, 为了不使池壁和底板的变形影响其盖板的受力, 允许连接节点产生角位移和线位移变形;2) 简支连接假定:假定中指出当地基条件中等时, 允许连接节点产生角位移变形;3) 刚接连接假定:当地基条件很好时, 池壁内力分布均匀整体刚度较强, 这时连接节点处不存在位移。在设计构造中还提出池壁与池壁的连接支撑假定:池壁间的刚度差异较大假定为自由连接;池壁间的刚度差异不大假定为刚接连接。
3. 水池裂缝产生的原因
产生裂缝的原因有以下三点:一) 在外界荷载、地震、温度、胀缩现象及地质条件的作用下, 由于设计中在承受外界力 (尤其是破坏性地震力) 方面考虑不足, 荷载导致结构产生较大的内部应力, 使内部应力集中发生较大的变形, 逐渐扩大使结构自身产生破坏性裂缝;由于现场实际情况及场地气候的原因, 设计时未能考虑到在温度、热胀冷缩及地下水处的不均匀沉降等因素, 导致水池结构计算条件与实际情况不符, 而导致产生裂缝;二) 设计时根据地质报告所提供的场地条件, 结构形式的选取不恰当, 而导致破坏性裂缝的产生;三) 钢筋混凝土水池材料的选取是非常严格的, 但有的设计中水池的材料选取不当, 也会给结构造成产生裂缝的条件。
4. 水池裂缝控制措施的分析
对于我们在设计时对“考虑外部荷载不足而引起破坏裂缝”这一点的考虑, 在设计工作中首先要根据地质报告考虑好场地条件及存储物的情况, 考虑天然土中是否有地下水及水位的标高, 水池内存储物的高度及容度, 认真正确的收集资料并对水池内各部位可能产生的最大内应力进行核算。
水池的破坏性地震荷载主要是说水平方向的地震惯性力。一般来讲, 整浇钢筋混凝土水池的抗震性能很好, 在进行烈度为7度的地下水池及设计烈度为8度的地下圆水池的设计时, 一般采取一定的抗震构造措施即可, 可以不做详细的计算。其余情况, 则根据《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》 (TJ32-78) 中的规定进行抗震设计详细计算。
温度和湿度的变化使混凝土热胀冷缩受到约束时, 水池结构自身会产生附加应力, 这种应力分两种情况:一种是由于池内水温与池外温度的差异而引起水池壁表面上的温差;另一种是水池在施工期间混凝土浇灌完成后的温度与使用期间的温度之间的差异, 或是水池尚未装水或放空一段时间后, 池壁混凝土内的平均温度或湿度的变化值。在进行钢筋砼水池结构设计时, 除了在建筑构造上采用隔热、保温、防渗等措施外, 还要采用使结构不受或少受边界条件约束设置伸缩缝;或者条件不允许采用伸缩缝时, 则应通过计算来确定温差和湿差给水池造成的内力影响, 采取这些措施来消除控制温度和湿差给水池造成的不利影响。
人们常见的水池结构形式有很多, 但常用的有圆形和矩形。圆形砼水池具有整体刚度强、抗震抗渗性能好、适用性好等优点, 缺点是工期长、模板用量大, 常用于有特殊要求、施工时不用大型设备施工的水池;矩形水池分有盖式和敞口式, 该结构形式根据存储液体的量而定。在水池的构造分析中, 一般根据实际情况及建设方的要求来设置顶部盖板。现拿常用的矩形水池设置顶盖来讲, 顶盖一般分为单向肋板式顶盖和双向肋板式顶盖。单向肋板式顶盖是由次梁、主梁及盖板组成;双向肋板式顶盖是四边支承在梁上或砼池壁上的盖板。当水池中布置柱网时, 柱网的布置不仅跟顶盖板的选择有关, 还要根据顶板上部所受土层厚度计算受力, 并应计算柱对底板的反力作用。
钢筋混凝土水池中材料的选择有非常严格的要求, 水池的混凝土材料宜采用低热性、低收缩性的水泥和骨料, 其强度等级须根据钢筋混凝土构件中钢筋强度、构件的截面要求及施工条件而确定。在高湿度环境或永久处于水下的砼应优先选用矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥;在寒冷地区的砼优先选用普通硅酸盐水泥。选用的石子的最大粒径宜小于40㎜, 含泥量应小于1%;砂子粒径应大于0.3㎜, 含泥量应小于3%;水应选用江水河水不应采用海水;钢筋应选用HRB335和HRB400级钢筋, 不能使用冷加工钢筋或钢绞线。水池中混凝土保护层的最小厚度遵守《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2010) 中表8.2.1的规定, 纵向受力钢筋的配筋百分率最小配筋率应大于《混凝土结构设计规范》表8.5.1中的要求。
综上所述, 通过从钢筋混凝土水池池壁间、池壁底板间的连接常出现的问题及解析, 从水池裂缝产生的原因及对裂缝控制方法的解析, 从这几方面的分析解读我们对钢筋混凝土水池在工程中常遇到的问题有了一些了解。以后设计钢筋混凝土水池时, 我们应该详细认真的计算分析这些方面对水池的影响。
摘要：随着我国工业民用建筑的快速发展, 储水池、蓄水池、污水池等水池越来越多的应用到我们的日常生活中。然而由于钢筋混凝土水池自身的适用性及耐久性较好, 引起了工程师们更多的关注及应用, 在水池应用广泛的同时也暴露出了不少问题, 本文笔者着重对水池工程中池壁之间、池壁底板连接及水池出现的破坏性裂缝等问题从设计构造的角度分析解答。
关键词：水池设计,裂缝,池壁与底板连接,分析
参考文献
[1]、《混凝土结构构造手册》 (第三版) (中国建筑工业出版社)
[2]、《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010)
[3]、《给水排水工程构筑物结构设计规范》 (GB50069-2002)