浅析水厂混凝土裂缝或渗漏的原因及预防措施

浅析水厂混凝土裂缝或渗漏的原因及预防措施

张伟

广东省水利水电第三工程局有限公司

摘要：水厂构筑物容易出现裂缝引起渗、漏水，这是给排水工程的常见通病。文章对池壁裂缝渗水、变形缝渗水或断裂漏水、混凝土施工缝渗水等病害的现象以及出现原因等进行分析，提出预防措施及其治理方法。

关键词：给排水工程；构筑物；裂缝；渗漏；原因；措施

在水厂钢筋混凝土构筑物中，裂缝、渗漏病害时有发生，造成混凝土渗水的原因较为复杂，涉及的因素颇多，大致可分为:荷载引起裂缝、变形引起裂缝及施工缝处理不当引起渗漏。由于水厂构筑物多半为地下式或半地下式，对防水抗渗要求高，必须引起高度重视，尽量避免出现上述通病。

实例分析：本人于2016年在贵州省盘县供水工程进行现场施工管理。水厂占地面积约66亩，项目中标约为4000万，供水能力为3万m3/d，主要建筑物设施包括：机械混合池、网络絮凝沉淀池、V型滤池、加药加氯间、污泥浓缩池、排水排泥池、加压泵站等。在施工过程中就发现了多处池壁裂缝渗水、变形缝渗水或断裂漏水、混凝土施工缝渗水、混凝土表面泅水出汗等病害的现象，分析产生这病害的原因，提出整治的措施。

1池壁裂缝渗水

水池壁厚为30cm，属较薄的池壁，出现竖向裂缝。裂缝的长短不一，宽度不同。互不连贯，池壁中间裂缝较密、较宽，在0.5mm左右，多发生在施工期间。部分裂缝出现在池壁上部，呈上宽下窄状。

1.1原因分析

(1)由于材料自身的影响，当混凝土强度较高≥C25，水泥用量过大，且池壁较薄时，水泥的水化热温升较高，降温散热较快，在干缩和温缩的共同作用下，池壁受底板和另两侧壁(或隔墙)的约束，使其不能完全自由伸缩，具有较大的约束作用力，如果混凝土浇筑时气温较高，加上水泥的水化热作用，混凝土内部温度较高，当混凝土的防温收缩，池壁边缘的约束不能满足其要求的收缩变形时，将会在混凝土内部产生很大的拉应力，出现贯穿性裂缝。

(2)温度和湿度的变化会使混凝土产生收缩和膨胀，池壁收缩变形较大，易引起混凝土产生裂缝，根据成因不同，一般分两种情况来分析。温度变化而言，一种情况由于池内水温与池外气温或土温的不同而形成壁面温差，另一种是水池施工期间混凝土浇灌完毕时的温度与使用期间季节最高或最低温度之差，亦产生裂缝。至于湿差，就是壁面湿差指开始装水或放空一段时间后再装水池壁内、外侧混凝土的湿度差。所以温差和湿差对混凝土作用类似，也亦产生裂缝。尤其是夏季高温的影响，池内装满水后，外侧表面温度高于内侧。此时，外侧表面受到内部混凝土的约束，引赶快壁面外挠，在池壁中部发生部分变形，产生很大拉应力；而内侧水温较低，而产生压应力。当池壁较大，且边缘受到底板的约束时，易产生较大的温差变形裂缝而使构筑物渗水。而且，随着季节的交替，长期暴露在大气之中，承受反复的温差。

1.2预防措施

(1)构造措施：①在配筋构造上，适当增配构造钢筋，使其能起到温度筋的作用。构造筋应尽可能地采用小直径、小间距。②宜在池壁顶设置暗圈梁或加劲肋，以增加池壁顶部边缘的混凝土极限拉伸强度，防止出现边缘效应引起的裂缝。③通过计算来确定池温差和湿差造成的内力，再承载和抗裂计算中加以考虑。④壁上的穿墙孔，预埋管道应增配构造加固钢筋，防止出现孔口边缘应力集中而开裂。

(2)施工措施：合理地选择结构形式；采用保温隔热措施，如用水泥砂浆护面、用轻质材料保温或浮土保温，注意水泥品种和集料性质，如选择水化热低的水泥和热膨胀系数较低的集料，避免使用收缩性集料；严格控制水泥用量和水灰比；保证混凝土质量，特别加强养护，避免混凝土干燥失水等等。严格控制混凝土原材料的质量和技术标准，特别是在泵送混凝土工艺中，一定要采取“精料方针”而且粗细骨料的含泥量应尽量减少(1%～1.5%)，严格控制水灰比，宜掺入适当的减水剂，混凝土振捣要密实，振捣时间以5～15s/次为宜。混凝土加料不应太快，应分层浇筑。对于地下或半地下工程，拆模后应及时回填土。土是混凝土最佳的养护介质，能有效地控制混凝土早期、中期的开裂。加强混凝土早期养护，并适当延长养护时间，保持混凝土表面湿润，避免混凝土表面温度的激剧升降。

(3)治理方法，对于0.1～0.2mm的较细小裂缝，开始有些渗漏，水通过裂缝同水泥结合，形成氢氧化钙，浓度不断增加，生成胶凝物质胶合了裂缝。氢氧化钙与空气中水分带入的二氧化碳相结合，发生碳化，形成白色碳酸钙结晶，使原裂缝被封闭，裂缝虽然存在，但渗漏停止。这种能自愈的裂缝不影响持久使用，而且是稳定的。在裂缝自愈后，可在有裂缝的池壁表面涂刷环氧胶泥，粘贴环氧正玻璃布等方法进行表面处理。对于较宽的裂缝，应根据裂缝的部位，裂缝的成因，对结构的承载能力、整体性、耐久性及正常使用的危害程度作全面的分析研究。对裂缝可用水玻璃、环氧树脂、聚氨脂等化学材料灌浆或压浆，并根据实际的使用要求，采取适当的结构加固补强措施。

2变形及施工缝渗水或漏水

施工缝、伸缩缝和变形缝防水构造采用埋入式止水带。出现沿变形缝缝隙渗漏水，多发生在变形缝下部及止水带的转角处。严重的发生变形缝错位，止水带断裂漏水等。

2.1原因分析

止水带固定方法不当，混凝土浇捣时被挤推，造成其位置偏移。止水带两翼的混凝土包裹不严，振捣不密实。浇捣混凝土前，止水带周围积灰、木屑等杂物未清除干净。钢筋过密，混凝土浇筑方法不当，骨料集中在下部。地基沉降变形，构筑物产生差异沉降，造成变形缝上下错位，止水带剪切破坏，断裂漏水。

2.2预防措施

金属止水带应平整，尺寸准确，其表面的铁锈、油污应清除干净，不得有砂眼，钉孔。现在多数采用塑料或橡胶止水带的形状，尺寸及其材料的物理性能均应符合设计要求，根据水池的形状和要求制作且无裂缝、无气泡。金属止水带的接头，应按其厚度分别采用折叠咬接或搭接，搭接长度不得小于20cm。咬接或搭接必须采用双面焊接，塑料或橡胶止水带宜整条制作，如需接长时，应采用热接接头，但不得采用叠接，接缝应平整牢固，不得有裂口胶现象。t字形、十字形和y字形接头，一般在工厂加工成型。止水带应安装牢固，位置准确，与变形缝垂直，其中心线与变形缝中心线对正。不得在止水带上穿孔或用铁钉固定就位。止水带两翼的混凝土必须严密牢固，特别是底板的止水带上穿孔或用铁钉固定就位。止水带两翼的混凝土必须严密牢固，特别是底板的止水带下面，混凝土振捣必须密实，应防止止水带周围骨料过于集中，钢筋过密的现象。在变形缝构造处理上，应使变形缝具有防止垂直错位，阻止剪切破坏的功能。

2.3治理方法

对已完成的变形缝出现渗漏水，可先用聚氨酯或氰凝等堵漏剂压浆堵漏，待堵住渗漏，表面干燥后，可在其表面粘贴或涂刷氯丁胶片，作为第二道防水线，对由于轻微错位引起的变形缝漏水，应先对支撑土体作适当的加固措施，以稳定地基，阻止错位的继续扩大，然后按上述的方法作适当的堵漏加固处理。对于严重错位，已断裂的止水带，在地基加固、临时堵漏生效后，应凿去变形缝处的部分混凝土，重新正确安装止水带。

结束语：水厂工程中有不少构筑物是混凝土或钢筋混凝土结构，主要有混凝土清水池、沉淀池、滤池等，这些混凝土构筑物出现裂缝、渗漏水是很常见的，而钢筋混凝土构筑物出现裂缝则更为普遍，其中的大多数是微细的、不规则的表面裂缝(裂缝宽度小于0.05mm)，危害性不大，一般不危及构筑物的安全和正常使用。但很多钢筋混凝土结构的破坏都是从裂缝开始的，因此必须十分重视裂缝的成因、预防和处理，尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝的出现。本工程中的裂缝和渗漏防治处理仅为施工现场中的一些小结，希望能为同行业的朋友有些借鉴和启示。

参考文献：

《市政给排水工程验收规范及标准》、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）《盘县水厂工程施工组织设计》等