宜昌污水处理厂水池裂缝形成原因

随着我国经济建设的不断发展，我国城市化和城镇化也将随之加快发展步伐。人类环保意识的普及和对环境要求的不断提高，环境污染问题已经引起了社会和国家的高度关注，治理环境污染将是未来社会发展中的重要目标之一。

　　1 工程概况

　　某污水处理厂日处理污水20万立方米，污水处理采用脱氮除磷工艺，深度处理采用高效沉淀池+滤池+二氧化氯消毒工艺。水池面积比较大，要求混凝土强度等级及抗渗等级较高，结构复杂泵送施工，难度较大。

　　2 污水处理厂水池结构设计特点

　　水池结构作为污水处理厂的关键构筑物之一，应具有较高的防水性能、防腐蚀性能、抗渗透性能和抗压性能等。污水处理厂设计是一个综合型机枪的系统工程，设计众多学科和部门。对于设计人员来说，污水池结构设计除了要做一般的荷载计算、强度计算、抗震计算、抗裂度计算、裂缝宽度验算以外，还要考虑其污染源的防腐设计、抗渗透设计、抗冻设计等特殊要求。

　　3 结构设计中产生裂缝的原因分析

　　（1）结构设计人员在设计中往往会片面的强调混凝土结构的抗压强度和抗渗等级，造成片面的提高混凝土的强度等级或增加水泥的用量，进而导致水化热的增加和混凝土收缩变形的增大，最终导致混凝土结构裂缝的产生，破坏水池结构的抗渗性能。（2）在变形缝结构设计中，由于设计员对规范理解不够透彻，主观臆断忽视实际，按照相应的国家规范及图集要求，不能合理地设置水池结构的变形缝。受到外界条件发生变化时，造成了水池结构就难以适应变形的需要，从而产生裂缝。（3）在对水池结构进行构造钢筋设计时，并没有按矩形水池和圆形水池分包进行合理的构造配筋，将会造成贯穿裂缝的后果。（4）设计过程中最不利荷载组合选取的不当，当结构受到最不利荷载组合时则会造成水池结构产生裂缝甚至破坏。（5）构件锚固长度过长、构件布置过密、设计拉钩筋或者钢筋类型设计的不合理等水池结构中预埋件设计的不合理，都会造成混凝土在振捣过程中难以密实，从而导致预埋构件与混凝土结构之间产生裂缝。（6）在水池结构设计中忽略了地基对池壁混凝土收缩变形的约束条件，如果水池处于坚硬的基础上，当外界条件变化时，池壁混凝土结构将产生变形，同时坚硬的基础也约束了池壁混凝土结构的变形，其产生的应力大于混凝土抗拉强度时，在应力最大的地方就会产生裂缝。

　　4 结构施工产生裂缝的原因分析

　　（1）水池结构在施工过程选择在高温季节中，由于夏季太阳直射高温，环境温差较大，并且洒水养护不及时，产生了不均匀不规则裂缝。（2）施工过程中，没有严格按照设计图纸要求控制好水灰比和水泥用量，造成水化热过大，促使水池裂缝出现的概率大大的增加了。（3）在施工该过程中，没有严格控制或忽视了混凝土的质量、没有注意钢筋保护层厚度、混凝土坍落度或者混凝土振捣不密实等，都可能导致水池池壁裂缝的产生。（4）在施工过程中忽视预埋件表面的锈蚀、油污的清除，产生形成裂缝或者缝隙。（5）施工过程中变形缝止水带一般为橡胶止水带或者钢边橡胶止水带，由于止水带设置偏移位置或者不顺直等造成与混凝土的粘结不紧密，形成了缝隙的出现。

　　5 采取有效治理措施

　　主要根据从设计过程和施工过程中的不同阶段的影响因素，对污水处理厂的水池现存的缝隙问题提出了相应的防治措施合解决对策方案。

　　5.1 在结构设计过程中控制裂缝的措施

　　控制好水池的各种变形缝位置和混凝土结构的施工缝能有效地防止渗透和裂缝的发生。水池类构筑物并不能保证不会开裂，对于设计人员来说，重要的是做好裂缝的控制。一方面设计人员要事先对可能的不利因素及其影响予以预防，在结构设计过程中采取的控制裂缝措施有：（1）设计中应合理的选择混凝土的强度等级和低水化热、抗渗性能好的的水泥种类，同时还应严格控制每立方米混凝土水泥的用量，以减少水化热的释放量，减少收缩变形，能有效地控制裂缝的发展。（2）严格相关国家规范设计伸缩缝或沉降缝，以免当外界条件变化时，结构内产生不均匀的应力，当应力达到一定程度时形成裂缝。（3）在同一方向尽量使用相同或相近直径的钢筋，能够很好的防治裂缝的产生。（4）在水池结构的设计过程中，对于有穿墙套管的水池设计应充分考虑穿墙套管的数量及位置，以免在施工过程中造成施工错误后开凿添加。（5）钢筋混凝土水池在结构设计时还应该进行抗裂度验算和裂缝宽度的验算。（6）应根据水池的形状和大小选择相应的构造配筋和施工缝，如对温度荷载和湿度荷载比较敏感的地面式矩形水池池壁，为了避免池壁贯穿裂缝的出现，水池水平方向没测的构造配筋率以不低于0.15%为宜。对于圆形水池池壁幻想最小构造配筋率，外侧不低于0.35%，内侧不低于0.15%。（7）在水池设计中，还应考虑各种类型的荷载组合方式，找出对水池最不利的荷载组合，利用最不利组合进行设计和分析。

　　5.2 施工过程中防止渗漏的措施

　　（1）不宜选择在高温季节施工，减小高温环境温差产生的温度变形，防止裂缝的出现。（2）施工过程中，应严格控制水灰比和水泥的用量，以免水化热过大，加大结构裂缝出现的概率。（3）施工过程中，应严格控制混凝土的质量、混凝土钢筋的保护层厚度、混凝土的坍落度等，同时可以对混凝土进行多次振捣或者复振以提高混凝土的密实度。选用合适的养护措施，提高混凝土的抗拉或抗裂强度，能够有效地防止裂缝的发展造成贯穿裂缝形成。（4）施工中必须对预埋构件表面锈蚀、油污进行清除，以保证混凝土和预埋构件之间的紧密粘结，防止形成裂缝。（5）在对变形缝的施工中，可以采用加强带替代措施减少裂缝的产生，保证施工的连续性。（6）目前工程建设中变形缝止水带为橡胶止水带和钢边橡胶止水带，施工时可以固定好止水带位置防止止水带发生偏移，，振捣时注意止水带底部混凝土的振捣距离和复振次数，以保证止水带和混凝土的密实粘结，以免漏振造成漏缝的产生。（7）施工过程中应避免施工缝处渗漏，可以通过该剧施工面的剔凿方式，采用不同种类施工缝加强方式（如钢板止水带、不同的形式的企口缝或者多种方式结合），调整施工缝连接处材料的成份等方式来加强接缝处的粘结强度。

　　6 结论

　　本文针对污水处理厂水池构筑物的特征，从设计和施工等不同角度介绍了混凝土结构裂缝产生的原因，分析指出了即将开工的工程中应根据工程特征和环境条件，综合利用多种关键施工技术来指导施工过程中的裂缝产生的控制。