淺談鋼筋混凝土水池構(gòu)筑物變形縫滲漏的分析處理

【摘要】隨著城市人口的增加，城市建設(shè)的快速發(fā)展，全民環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，自來(lái)水廠及污水處理廠的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在逐年增加。然而，在已建的工程中，很多給排水及污水處理系統(tǒng)中的各種水池構(gòu)筑物在變形縫處出現(xiàn)了局部破壞滲漏現(xiàn)象。因此，重視變形縫的設(shè)計(jì)施工質(zhì)量，對(duì)存在缺陷的池體變形縫及時(shí)修復(fù)，確保城市給排水及污水處理設(shè)施的安全運(yùn)行是十分必要的。

【關(guān)鍵詞】變形縫；滲漏；修復(fù)加強(qiáng)

1、工程案例

某城市污水處理廠氧化溝建設(shè)于2015年，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池體平面尺寸為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，使用期池內(nèi)常水位6.0m，池體正中設(shè)置池壁與底板通長(zhǎng)變形縫，縫內(nèi)設(shè)置橡膠止水帶。2017年，使用單位發(fā)現(xiàn)變形縫兩側(cè)池體有不均勻變形差，由下往上變形差異越大且變形差異有持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)，池頂處可觀察到部分橡膠止水帶已被拉斷，局部變形縫出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

2、滲漏分析

（1）考慮到本池體池壁高度及池內(nèi)水位較高，池壁頂部變形位移可能存在超限情況，首先對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和地基承載力進(jìn)行驗(yàn)算。

工況1：池內(nèi)有水，池外無(wú)土；工況2：池內(nèi)有水，池外有土；工況3：池內(nèi)無(wú)水，池外有土。

1）地基承載力驗(yàn)算

根據(jù)地勘報(bào)告，本工程基礎(chǔ)持力層選用②層黏土層，地基承載力特征值fak =180KPa，地下水位按-1.0m考慮。

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》5.2.4計(jì)算修正后地基承載力，數(shù)值詳見(jiàn)附表fa（kPa）

2）基底反力計(jì)算及承載力驗(yàn)算

根據(jù)《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》3.2.2 計(jì)算

取1m長(zhǎng)度計(jì)算

底板底面積（m2） ： 6.60

底板底面抵抗矩（m3） ： 7.26

3）池頂位移計(jì)算

4）壁板及底板配筋裂縫計(jì)算

最大裂縫為0.198mm<0.2mm，滿足設(shè)計(jì)要求。

5）經(jīng)復(fù)核結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和地基承載力、地基反力均滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）池壁結(jié)構(gòu)厚度或配筋低于原設(shè)計(jì)要求，造成池壁變形過(guò)大。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)，池壁厚度滿足設(shè)計(jì)要求，池壁內(nèi)變形縫處配筋情況無(wú)法核實(shí)，可能存在變形縫處構(gòu)造配筋不符合設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致變形縫處位移過(guò)大。

（3）地質(zhì)條件局部不均勻，引起結(jié)構(gòu)不均勻沉降，撕裂止水帶；

根據(jù)地勘報(bào)告池體中部靠近變形縫處，池體基礎(chǔ)底局部位于不良土層中，施工時(shí)已予以全部挖除，采用級(jí)配砂石換填處理，可能存在回填質(zhì)量控制不佳，導(dǎo)致基底土體承載力不均勻情況。

（4）變形縫長(zhǎng)期滲水造成局部地基軟化，引起縫周池體結(jié)構(gòu)不均勻沉降。

（5）變形縫處滲水的原因也是存在多種可能：

1）變形縫止水帶附近混凝土、特別是底板處止水帶下側(cè)混凝土振搗不密實(shí)；

2）變形縫止水材料質(zhì)量差，抗拉和變形的能力不滿足規(guī)范要求；

3）止水帶安裝不規(guī)范，如違規(guī)搭接、接頭冷接、安裝偏位等。

3、滲漏處理

（1）為查清滲漏原因或滲漏范圍，應(yīng)將全池放空進(jìn)行徹底檢查，對(duì)變形縫兩側(cè)的底板裂縫、底板高程、變形縫材料完整程度、滲漏點(diǎn)進(jìn)行全面檢查。

對(duì)底板變形縫處的周圍土體區(qū)域需進(jìn)行土體注漿加固，并在池壁及底板的變形縫迎水面安裝封閉連續(xù)的止水帶。

沿池壁與底板變形縫清除已失效的聚硫密封膠等原封堵材料，注入水溶性聚氨酯化學(xué)灌漿材料，漿液灌入混凝土裂縫后，與滲漏水相遇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出二氧化碳，并形成脲的衍生物。從而達(dá)到防滲堵漏的目的。

（2）對(duì)池壁外側(cè)的變形縫周邊進(jìn)行處理，實(shí)施方案如下：

1）由地面打入注漿孔，對(duì)變形縫兩側(cè)、池壁外的底板進(jìn)行注漿；

2）開(kāi)挖后由底板和池壁植筋，在變形縫增加扶壁柱，柱間重新安裝質(zhì)量?jī)?yōu)良橡膠止水帶；

3）以素混凝土回填開(kāi)挖的基槽，至底板上1m。

結(jié)語(yǔ)：

（1）當(dāng)大型水池構(gòu)筑物的長(zhǎng)度、寬度較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置適應(yīng)溫度變化作用的伸縮縫（土基情況下，當(dāng)露天環(huán)境中伸縮縫間距不大于20m，地下式或有保溫措施時(shí)則不大于30m）。變形縫是大型水池構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及施工的關(guān)鍵部位，因此在設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)其高度重視。

（2）變形縫處的防水構(gòu)造應(yīng)由止水板材、填縫材料和嵌縫材料組成。構(gòu)造材料的產(chǎn)品質(zhì)量及施工質(zhì)量直接決定了變形縫扛滲能力。

止水板材的宜采用遇水膨脹橡膠止水帶等，填縫材料應(yīng)采用具有適應(yīng)變形功能的板材，嵌縫材料應(yīng)采用具有適應(yīng)變形功能、與砼表面粘結(jié)牢固的柔性材料，并具有在環(huán)境介質(zhì)中不老化、不變質(zhì)的性能。

施工過(guò)程中需做好橡膠止水帶的固定工作，混凝土澆筑前要先對(duì)止水帶及縫內(nèi)雜物清洗干凈，并要在吸干止水帶表面積水后再進(jìn)行澆筑，以保證止水帶與混凝土緊密結(jié)合，必須嚴(yán)格控制好止水帶附近的砼搗實(shí)和排氣工作。

（3）變形縫兩側(cè)池壁剛度宜適當(dāng)增強(qiáng)，宜以暗柱形式增大變形縫兩側(cè)配筋。

（4）對(duì)于大型敞口水池，池壁上端為自由端，應(yīng)考慮到變形縫兩側(cè)池體頂端受力撓曲變形大小不一的影響，可增大池壁厚度或者配筋，或者頂端加設(shè)固定約束方式，減小不均勻變形差。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50069-2002給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[2] GB50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

作者簡(jiǎn)介：

朱慶波，合肥市市政設(shè)計(jì)研究總院有限公司。