水池类构筑物抗裂抗渗技术措施

水池类构筑物抗裂抗渗技术措施

王超

江苏省节能工程设计研究院有限公司江苏南京211112

摘要：面对水池类构筑物抗裂抗渗的措施，可以从施工角度、结构、原材料、工艺等几个方面加强水池类构筑物抗裂抗渗，进而保障水池类构筑物安全稳定的使用。

关键词：水池类构筑物；抗裂抗渗技术；措施

1.前言

水池类构筑物存在裂、渗等结构安全问题，针对其所引起的原因，提出从设计到施工到维护的技术措施可以有效改善这一现状。

2.水池的防水设计及规范要求

随着石化企业的不断发展，环境污染的管理已成为一个重要问题。污水处理厂的隔油池，曝气池，砂滤器和水池是石油化工厂的重要结构。其渗漏不仅降低了其使用功能，而且严重污染环境和地下水水质。由于各种原因，游泳池在使用过程中可能会出现不同程度的裂缝，从而导致泄漏。因此，如何解决池中泄漏问题一直是石化企业面临的一大难题。防水混凝土的抗渗性由抗渗等级来反映，抗渗等级由池的最大作用头部与计算出的混凝土的壁厚之比确定。

表1防水混凝土抗渗等级

游泳池所处的环境条件分为以下四类：类型1：室内正常环境。第二类：露天环境，长期地下或半地下环境。三种类型：水位变化区域或地下环境，含有侵蚀性地下水。四种类型：海水飞溅区和盐雾作用区，潮湿和严重腐蚀性介质的作用环境。池的最大允许裂缝宽度也取决于池所在的环境。一般石化企业污水处理池的裂缝宽度不应大于0.2mm，清水池，给水处理池等裂缝宽度不应大于0.25mm。设计水池时，考虑正常荷载，应力分布，计算的混凝土强度，钢筋量和裂缝宽度。当池的计算裂缝宽度在设计规格的允许值内时，它是令人满意的。但是，实际情况要复杂得多。尽管试块的渗透性满足设计要求，但在许多项目中，池体仍然会泄漏，这主要是由裂缝产生的。此外，裂纹的出现最终不利于结构的耐久性，特别是在腐蚀性环境中。因此，抗渗性的前提是抵制开裂。

3.开裂、渗漏病害原因分析

3.1设计方面的原因

通常的设计只是在上部荷载，水土压力和地震的作用下分析混凝土楼板，屋顶和侧板的应力，然后设计时缺乏混凝土抗裂的钢筋。一般只考虑混凝土的自防水设计，片面提高混凝土的抗渗等级，忽略附加防水层的设计。忽视节点，即施工缝，穿墙管道等，最有可能造成渗漏设计。建筑物，结构和给排水专业人员之间的合作不足可能很容易导致相互依赖的防水设计。

3.2施工方面的原因

施工缝的处理不当：基层清洁和施胶是不够的，传统的施工方法会导致开裂。穿墙预埋管道，拉拔螺栓的密封措施不当。施工技术水平低，施工严格不符合技术要求。例如：侧模上下模板不居中（有些偏差高达50mm），左右接缝不严格（有些间隙宽度为20mm），密封接缝不在接缝处加入，混凝土为进入模具后没有完全振动，混凝土中的气泡不能排除，附着在模板表面，形成麻点，混凝土角落处的混凝土振动不是真实的，混凝土层去除后模具层由于缺少拐角造成的模板胶合，混凝土过度振动而形成砂浆和粗骨料偏析隔离后，砂浆上升，石块下沉，在石块聚集体中形成孔。

模板没有及时清理，混凝土也不干净，导致混凝土不致密并形成渗水通道。混凝土原料和配合比例不按要求严格控制：①高水化热的水泥易引起混凝土收缩和开裂；聚集体尺寸越大，含有聚集体的薄片越多，分级越差，界面越多，游离水或孔隙越多，混凝土的渗透性越高。②水灰比越大，水化程度越低，水泥浆毛细孔隙率越高，混凝土的渗透性越大；过高的水灰比容易造成混凝土的偏析，并且缺少砂浆难以填充粗骨料。

混凝土脱模很容易导致混凝土粘附和漏角。清除混凝土时容易造成早期失水，干裂和温差裂缝。当混凝土内部和表面之间的温差达到15°C时，足以使混凝土开裂。温度应力往往与混凝土的收缩力叠加，直接导致更深的裂缝和渗漏。

4.进水调节池抗裂、抗渗技术措施

4.1进水调节池的主体结构

调水池采用埋地式钢筋混凝土结构。平面尺寸为7.2m×4.2m，池深3.0m，有效水深2.5m，有效容积75.6m3，设计停留时间12h。调整泳池水池的混凝土标记为C30，防渗等级S8防水混凝土，泳池底部厚度为400mm，泳池壁厚为300mm，顶部厚度为300mm。池壁（内外）水平肋条设置在肋骨内侧，钢筋Φ14@200mm，垂直肋骨Φ14@200mm。水池钢筋网的内层和外层之间的肋应设置为Φ6@500的直径。×500毫米，梅花形排列，最外面的肋骨两端钩住，以保证箱体混凝土的抗裂性能。

4.2通过优选级配，控制好原材料质量来减少混凝土的收缩

所选混凝土的水泥强度不得低于32.5MPa。普通波特兰水泥或波特兰水泥应优先使用。水泥用量不得少于320kg/m3。沙子应为中等沙子，无潜在的碱活性和细度模数2.6。〜2.8，粘土含量不超过0.8％；砾石最大粒径25mm，无潜在碱活性，泥浆含量不得超过0.5％；使用无有害物质的清水，每立方米用水量不超过170kg。

池型混凝土中添加剂的种类，作用和特点：类型：为减少混凝土收缩裂缝和防止池塘渗漏，应从内江系列中选用混凝土外加剂进行高效减水增稠，减缩，减阻等。功能性复合外加剂，所有调节池都不应使用任何具有膨胀成分的添加剂。本项目使用的外加剂不能含有氯和氯盐。

使用混凝土外加剂不会降低后期混凝土的强度，以避免结构出现裂缝。功能与特点：在WG-Effective防水剂用量0.6％〜1.4％（胶凝材料用量）的混凝土中，可使混凝土凝结时间比标准混凝土2〜1.5小时；其抗压强度7d提高20％〜30％，28d提高10％〜20％；可降低水化热，延缓水化热峰值时间的发生，防止温度应力开裂，从而提高混凝土的防水效果；相对于基准混凝土可节省胶凝材料约10％。

WG还原防水剂可以首先降低孔隙水的表面张力，从而降低混凝土的收缩应力。其次，它可以增强水分子在凝胶中的吸附，进而降低混凝土的收缩值。最后，也可以产生絮凝。填充在混凝土内部的毛细孔中的胶体增加了混凝土的抗渗性。掺入这种外加剂大大提高了混凝土的抗渗性，抗冻性和抗有害介质腐蚀性，并且提高了池结构的耐久性。

4.3通过优化施工工艺、加强混凝土浇筑过程控制，加强早期养护

做好施工前技术准备工作：混凝土生产企业将配套清单上报项目部门参与人员审核，包括材料状况等；掌握气候条件，尽量避免在雨季浇水。坍落度控制：第一辆混凝土车辆到达现场后，测试人员应当及时进行配比列表的再检查和坍落度试验，并在主管认定资质达到要求配比时通过验证。。

振动器的实施：振动器选择过去曾经操作过，知识丰富，经验丰富，责任心大，施工前严格掌握技术信息的人员（严格分层，逐层）。振动压实，并在混凝土最终设置之前给予第二次振动）。混凝土表面处理：混凝土浇筑后约2小时进行混凝土表面处理。首先根据立面用刮板的表面，在初始设定后，用滚筒前后滚动数次，第二次振动后用木板磨。模板拆除时间：在混凝土硬化过程中，由于混凝土内部水化热，混凝土内外温差会引起混凝土的温度梯度，导致较大的拉应力，而早期混凝土强度低，极限抗拉强度小，这是不利的。在温度条件下，很容易形成裂缝。因此，使用延迟的脱模时间。7天后，池墙侧面的模板可以拆除。

5.结束语

通过对建筑的设计，结构优化，原材料的选择等措施，对水池类构筑物抗裂抗渗得性能进一步提高。

参考文献：

[1]GB50204，混凝土结构工程施工及验收规范[S].2016.

[2]杨绍林等.新编混凝土配合比实用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.