淺談鋼筋混凝土水池構(gòu)筑物變形縫滲漏的分析處理

文/ 朱慶波 合肥市市政設(shè)計研究總院有限公司 安徽合肥 230001

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，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，首先對結(jié)構(gòu)強度和地基承載力進行驗算。

工況1：池內(nèi)有水，池外無土；工況2：池內(nèi)有水，池外有土；工況3：池內(nèi)無水，池外有土。

1)地基承載力驗算

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

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

2)基底反力計算及承載力驗算

根據(jù)《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》3.2.2計算

取1m長度計算

底板底面積(m2) : 6.60

底板底面抵抗矩(m3) : 7.26

?

3)池頂位移計算

4)壁板及底板配筋裂縫計算

最大裂縫為0.198mm＜0.2mm，滿足設(shè)計要求。

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

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

經(jīng)現(xiàn)場實際檢測，池壁厚度滿足設(shè)計要求，池壁內(nèi)變形縫處配筋情況無法核實，可能存在變形縫處構(gòu)造配筋不符合設(shè)計要求，導(dǎo)致變形縫處位移過大。

（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，施工時已予以全部挖除，采用級配砂石換填處理，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；

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)將全池放空進行徹底檢查，對變形縫兩側(cè)的底板裂縫、底板高程、變形縫材料完整程度、滲漏點進行全面檢查。

對底板變形縫處的周圍土體區(qū)域需進行土體注漿加固，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。從而達到防滲堵漏的目的。

（2）對池壁外側(cè)的變形縫周邊進行處理，實施方案如下：

1）由地面打入注漿孔，對變形縫兩側(cè)、池壁外的底板進行注漿；

2）開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)量優(yōu)良橡膠止水帶；

3）以素混凝土回填開挖的基槽，至底板上1m。

結(jié)語：

（1）當(dāng)大型水池構(gòu)筑物的長度、寬度較大時，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則不大于30m）。變形縫是大型水池構(gòu)筑物設(shè)計及施工的關(guān)鍵部位,因此在設(shè)計及施工過程中應(yīng)對其高度重視。

（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。

施工過程中需做好橡膠止水帶的固定工作，混凝土澆筑前要先對止水帶及縫內(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和排氣工作。

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

（4）對于大型敞口水池，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。