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。裂縫長短不一，補漏中發(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，待底板達到一定強度后再進行池壁施工。底板受地溫影響，溫差變化相對較小，而池壁混凝土剛澆筑，由于水化作用，溫差變化相對較底板溫差變化大，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間差的原因而相對較小或已趨于穩(wěn)定，必然對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，拉應(yīng)力越大。
    地基對池壁冷縮的約束
    消防水池位于置換的碎石地基上，而其底板為大塊混凝土，相對而言，地基水平約束力可忽略不計。但生水池邊墻位于堅硬的花崗巖地基上，當(dāng)池壁混凝土因冷縮和干縮變形時，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，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度極限時，就會在應(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，而自由端相對較小。
    避免裂縫的主要對策
    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，原配合比采用強度等級32.5普通水泥430kg/m3,水泥用量較大，水化熱高。改用強度等級42.5普通水泥，并摻加粉煤灰，減小坍落度（120㎜）。
    3)加強養(yǎng)護。覆蓋塑料薄膜或采用掛麻袋淋水養(yǎng)護方法。
    4)縮短伸縮縫間距，將原24m改為12m。
    5)延遲木模拆除時間。
    對生水池裂縫，用環(huán)氧樹脂兩面修補未發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象。
    對消防水池裂縫，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??；采用“科護150”將整條裂縫涂刷一遍，寬度約1m（“科護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150”。