水厂水池混凝土裂缝形成原因分析及控制简述

水厂水池混凝土裂缝形成原因分析及控制简述

林雨默魏晓晰

中国市政工程东北设计研究总院有限公司吉林省长春市130021

摘要：基于某水厂工程案例，本文就水厂水池混凝土产生裂纹的原因开展了专项分析，并在此基础上，建设性地提出了相关控制策略，希望能够为从事相关研究的工作人员提供有价值的参考。

关键词：水厂水池；裂缝原因；控制策略；工程案例

在当前我国的自来水厂当中，混凝土水池总容易发生的问题便是渗漏问题。而就产生渗漏的原因进行分析，是因为水池混凝土出现裂缝。水池混凝土一旦出现裂缝，不仅会直接影响到水池的外观，还会加快混凝土中钢筋的锈蚀速度，会水池的负荷承载能力和使用寿命造成影响。因此，分析水厂水池混凝土裂缝产生原因，并制定相关的控制措施，是相关工作人员所必须要考虑的重要问题。

一、工程简介

本文所介绍的自来水厂是当地城市重点基础建设项目之一，工程设计供水规模为50000m3/d，占地面积为2.04hm3。该水厂工程有水源管网、净水工程、加压工程、以及配水工程管网四个部分构成。

就该水厂清水池进行分析，其总长度为41.4m，宽度为24.6m，挡板高度为5.6m，清水出最大容积为4000m3，该清水池为自来水厂当中核心建筑物之一，为钢筋混凝土结构，由横梁、立柱等单元零部件构成，结构种类和负荷计算都相对复杂。清水池挡墙使用整体浇筑的方法，规格及较大，在施工过程中，当地昼夜温差在20℃以上，施工存在有较大难度。

二、水厂水池混凝土裂缝产生原因分析

在该工程建设完成，并投入使用的第二年，其挡墙墙体就出现了多条裂纹，相关技术人员就裂纹产生的原因进行分析，总结出了以下几点。

（一）干缩裂缝

所谓干缩裂缝，指的是混凝土在浇筑完成后自身在逐渐硬化的过程中，因为混凝土当中水分被蒸发，致使墙体体积减小而产生的混凝土裂缝现象。就该工程而言，在施工过程中水灰比配置存在不合理现象，混凝土过稀，经过震荡后的混凝土表面含有大量的水分，同时砂浆在白天使用时水分蒸发过快，所以为该工程产生干缩裂缝埋下了隐患。另外，在混凝土浇筑完成之后，针对其所开展的养护工作不到位，让该工程存在有大量局部缩水的情况，以上原因综合导致了干缩性裂缝的产生。

（二）温度裂缝

众所周知，混凝土在硬化的过程中会产生大量的热，导致混凝土内部温度骤然上升，这些热量无法得到有效的释放，便会在混凝土表现形成拉伸应力，在之后降温的过程中，因为外界因素诸如先浇混凝土或者工程基础的制约，在混凝土内产生拉伸应力，若此时拉应力超过混凝土强度以后，便会导致混凝土产生裂纹。若此时温度差超过一定范围，混凝土便会发生开裂现象。数据显示，在该水厂水池工程当中，如果温差上限值超过25℃，便有可能产生温度裂缝。温度裂缝一旦产生，混凝土工程中的钢筋便极易暴露在空气当中，加速钢筋被锈蚀的速度，导致工程寿命受到影响。

（三）基础裂缝

因为在该工程施工之前，施工单位没有针对施工现场地基状况进行全面勘查，导致工程在建设完成之后还存在有基础裂缝。所谓基础裂缝，指的是在施工完成之后地基负荷超重工程沉降所出现的裂缝。并且因为该水厂水池工程长度较大，所以设计人员没有考虑沉降裂缝、膨胀裂缝等问题，导致工程中出现了较为严重的基础裂缝状况。

（四）施工裂缝

施工裂缝指的是在施工作业过程中活性砂石比例配置不科学，水灰比过高，或是震荡过程中混凝土离析等技术上的疏忽所导致的水厂水池工程出现裂缝。

三、水厂水池混凝土裂缝的控制与补救措施

（一）水厂水池混凝土裂缝的控制措施

首先在选择原材料选择上，混凝土的选择会对裂缝的控制产生巨大的影响，所以在混凝土配置的过程中需要降低每立方米水泥的使用量，对水胶比进行有效控制，增加粗集料的使用，降低混凝土的收缩能力，再有就是水泥胶凝材料也会对混凝土的抗裂能力产生影响，所以用使用保水能力强、抗碳化能力优秀的硅酸盐水泥，粗集料应选择颗粒饱满、膨胀系数低的非活性骨料，细集料应选择含泥量较少的中粗砂。

其次在工程设计方面，设计人员应重点关注工程在极限状态下的使用情况。第一，注意结构，防止水池挡墙墙面横截面积发生大规模变化，针对薄弱位置，合理添加结构钢筋一次进行局部强化处理，设置科学的强化保护层厚度；第二，在设计过程中，需要针对混凝土拉伸应力和最大裂纹宽度进行计算，让配筋率达到相关要求；第三，针对水厂水池需要设置防腐蚀层和保温层，严格控制温度裂缝的出现；第四，在特殊情况下，可以使用预应力混凝土来对池壁裂纹进行控制。

最后是施工技术工程，第一，正确使用相关施工技术，若施工环境温度较低，需要考虑会混凝土进行升温补偿，防止其过度变形。在预留施工缝时，需要对工龄时间差进行控制，通常需要控制在7天以内，这样能够有效避免伸缩裂缝的产生；第二，工程当中的支架模板系统的强度、稳定性、刚性都需要达到对应的要求，这样能够防止其在施工作业过程中出现位移由此导致混凝土内部出现塑性形变，致使产生裂缝。如遇特殊情况，可在钢结构模板表层粘贴透水模板，以此来减小混凝土表层的水胶比，强化混凝土表面的抗裂能力、抗冻能力，并且让水厂水池的渗透性也得到有效控制。

（二）水厂水池产生裂缝后的补救办法

水厂水池一旦发生混凝土裂缝，内部钢筋材料往往会暴露于空气当中，从而加快钢筋材料的腐蚀速度，降低水池混凝土的负荷承载能力和使用寿命，因此，一旦发现水厂水池混凝土出现裂缝，必须要通过相关途径进行补救，这样才能保障水池的使用寿命。基于这一背景，本文就一些常用的混凝土裂缝补救办法进行论述。

1.表面修补技术

针对结构整体稳定，承载能力没有受到较大影响的表面裂缝，通常使用表面修补技术。即在裂纹表面涂抹水泥泥浆、油漆、沥青等防腐蚀材料，防止混凝土表面继续开裂。

2.灌浆技术

若混凝土裂缝对建筑工程质量已经造成了一定的影响，便需要使用灌浆法来进行修补。该技术的原理是使用压力设备把胶结材料注入进裂缝当中，在胶结材料硬化以后能够与混凝土形成整体整体，由此实现对工程的加固。

3.结构加固技术

如果裂缝已经对工程结构稳定造成影响，就必须要使用结构加固的方法对混凝土进行加固处理。即加大混凝土结构横截面积，并在关键位置安装钢材，设置支点等，通过以上方式，提升工程结构稳定性。

结束语

整体来讲，水厂水池产生裂缝是较为常见的一种现象，但是相关单位和负责人必须要对这一现象产生的原因以及产生后的补救措施有全面的了解，只有这样，才能最大限度降低裂缝所造成的危害，保障水厂企业的经济效益。

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