鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)裂縫的分析與處理

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所謂薄壁結(jié)構(gòu)是指水池、地下管道、地下室側(cè)墻等結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)如果出現(xiàn)裂縫通常都是貫穿的，對(duì)使用功能造成很大的影響。本文以珠海發(fā)電廠生水池和消防水池為例，分析薄壁結(jié)構(gòu)裂縫的原因及處理方法。
    工程情況
    生水池長(zhǎng)76m，寬49.7m，高4.6m，埋入地下1.4m。池壁厚度3.2m高外露于大氣中，池壁厚度450㎜。水平構(gòu)造配筋直徑12㎜@200㎜，配筋率0.25%。伸縮縫間距24m。每段池體混凝土分二次澆筑。第一次澆筑至底板上150mm處，第二次澆筑池壁至頂。采用竹膠合板模板，泵送C35混凝土。
    消防水池直徑24m,高13.2m.底板厚0.9m,除底板埋置于土中外，池壁均暴露于大氣中，池壁厚度750㎜,水平構(gòu)造配筋直徑16㎜@200㎜，配筋率2.7%.消防水池采用立模施工，池壁分四段施工到頂，每段長(zhǎng)約4m。
    裂縫情況
    生水池第1、2段池壁混凝土澆筑完成，拆模后第二天發(fā)現(xiàn)兩段池壁各產(chǎn)生6、7條貫穿性裂縫，裂縫寬0.1～0.3㎜。
    消防水池完成后，發(fā)現(xiàn)了約30條肉眼可見裂縫。裂縫寬約0.2㎜,水池灌水后出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。裂縫長(zhǎng)短不一，補(bǔ)漏中發(fā)現(xiàn)下部裂縫封堵后，裂縫呈向上延伸狀態(tài)。
    裂縫產(chǎn)生原因分析
    生水池處于巖石地基上，消防水池地基為經(jīng)過置換處理的碎石回填層。因此，不均沉降產(chǎn)生裂縫的可能性不大，從裂縫產(chǎn)生情況看，應(yīng)屬于溫度收縮應(yīng)力和混凝土干縮變形應(yīng)力引起。
    底板對(duì)池壁冷縮和干縮的約束
    施工中常澆筑底板混凝土，待底板達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行池壁施工。底板受地溫影響，溫差變化相對(duì)較小，而池壁混凝土剛澆筑，由于水化作用，溫差變化相對(duì)較底板溫差變化大，因而池壁的冷縮量大于底板的冷縮量，其大于部分受到底板的約束。此時(shí)在池壁中產(chǎn)生拉應(yīng)力，在底板中產(chǎn)生壓應(yīng)力。
    池壁混凝土在硬化過程中，由于水化作用和水分蒸發(fā)以及膠凝原因，使混凝土的體積變小，產(chǎn)生收縮變形，而底板混凝土由于以上原因造成的收縮變形由于時(shí)間差的原因而相對(duì)較小或已趨于穩(wěn)定，必然對(duì)池壁混凝土的收縮變形產(chǎn)生約束，從而在池壁混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。池壁基礎(chǔ)越長(zhǎng)，拉應(yīng)力越大。
    地基對(duì)池壁冷縮的約束
    消防水池位于置換的碎石地基上，而其底板為大塊混凝土，相對(duì)而言，地基水平約束力可忽略不計(jì)。但生水池邊墻位于堅(jiān)硬的花崗巖地基上，當(dāng)池壁混凝土因冷縮和干縮變形時(shí)，由于巖石地基水平阻力的影響，約束了池壁基礎(chǔ)的變形，池壁與基礎(chǔ)產(chǎn)生變形差而導(dǎo)致在池壁混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，基礎(chǔ)越長(zhǎng)，拉應(yīng)力越大。當(dāng)由于以上兩方面原因產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)在應(yīng)力最大的地方出現(xiàn)裂縫。這種裂縫又稱外約束裂縫，在靠近約束處最大，而自由端相對(duì)較小。
    避免裂縫的主要對(duì)策
    1)采用小直徑密分布的配筋方式，將池壁分布筋加密至直徑12㎜@100㎜。
    2)調(diào)整混凝土配合比，原配合比采用強(qiáng)度等級(jí)32.5普通水泥430kg/m3,水泥用量較大，水化熱高。改用強(qiáng)度等級(jí)42.5普通水泥，并摻加粉煤灰，減小坍落度（120㎜）。
    3)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。覆蓋塑料薄膜或采用掛麻袋淋水養(yǎng)護(hù)方法。
    4)縮短伸縮縫間距，將原24m改為12m。
    5)延遲木模拆除時(shí)間。
    對(duì)生水池裂縫，用環(huán)氧樹脂兩面修補(bǔ)未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象。
    對(duì)消防水池裂縫，因池中存水無法排空，因此采用池外壁表面修補(bǔ)的方法，其工藝流程為：
    將表面裂縫水位鑿開后用快干水泥堵?。徊捎?ldquo;科護(hù)150”將整條裂縫涂刷一遍，寬度約1m（“科護(hù)150”是一種雙組分聚合物改性防水材料，混合后形成一種可涂刷涂料，具有優(yōu)異的粘結(jié)力，良好的彈性、柔韌性和耐久性）；貼一層無紡布后再涂刷兩遍“科護(hù)150”。