1 概述
目前污水處理廠、自來水廠、排水泵站等大部分盛水構(gòu)筑物均是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),這些構(gòu)筑物中常設(shè)有止水帶、穿越池壁的管道、混凝土施工縫、池壁對拉螺栓等,而這些部位往往是薄弱環(huán)節(jié),處理不好容易造成池體滲漏,加上混凝土結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生的裂縫,導(dǎo)致滲漏的現(xiàn)象出現(xiàn)較為普遍,大多數(shù)為微細(xì)的、不規(guī)則的表面裂縫(裂縫寬度小于0.05mm),危害性不大,一般不危及構(gòu)筑物的安全和正常使用,有許多細(xì)小裂縫混凝土自身會修復(fù)。按GB50069-2002《給水排盛水程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,水處理構(gòu)筑物是允許產(chǎn)生裂縫的,最大裂縫限值為0.2㎜。但是盛水構(gòu)筑物抗?jié)B要求高且污水一般具有一定的腐蝕性,構(gòu)筑物尤其是要避免和控制有害貫穿性裂縫的出現(xiàn),裂縫產(chǎn)生后會對鋼筋產(chǎn)生腐蝕,如不及時(shí)處理,嚴(yán)重時(shí)會危及結(jié)構(gòu)安全。
某污水處理廠部分水池池壁產(chǎn)生裂縫,裂縫均產(chǎn)生于水平施工縫以上部分,沿池壁豎問展開部分到池壁頂,裂縫沿水平方向分布較均勻,且具規(guī)律性。裂縫寬度0.2~0.55㎜,部分為貫通縫,水池滿水試驗(yàn)分別呈現(xiàn)潤水(有潮濕痕跡無明顯滲水)、滲水(滴水形式滲水)現(xiàn)象。本文通過對此污水處理廠20多個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)盛水構(gòu)筑物滲漏現(xiàn)象成因、處置方法進(jìn)行分析總結(jié)。
2、產(chǎn)生滲漏的原因
混凝土盛水構(gòu)筑物常見滲漏主要是裂縫滲水、止水帶斷裂漏水、穿越池壁的管道邊緣滲漏水、混凝土施工縫滲水等常見滲漏現(xiàn)象。其中最常見的也是危害最大的是池體裂縫導(dǎo)致滲漏的現(xiàn)象。
2.1混凝土盛水構(gòu)筑物池體裂縫原因
混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多,主要有變形引起的裂縫(如溫度變化、收縮、膨脹)、不均勻沉陷、外載作用、養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用等原因引起的裂縫。
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料,在其微觀結(jié)構(gòu)相組成之間主要的結(jié)合力是范德華力,因此其抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度,當(dāng)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)就會產(chǎn)生裂縫。因此,混凝土發(fā)生開裂的條件就是:變形的大小、約束的程度、實(shí)時(shí)抗拉強(qiáng)度。不受約束的自由變形不會產(chǎn)生應(yīng)力;抗拉強(qiáng)度足以抵抗所產(chǎn)生的拉應(yīng)力時(shí)則不會開裂。也就是說不能籠統(tǒng)地認(rèn)為收縮必然開裂。所產(chǎn)生的應(yīng)力大小和實(shí)時(shí)的彈性模量有關(guān),和能夠松弛應(yīng)力的徐變有關(guān);是否引起開裂還和混凝土的抗拉強(qiáng)度有關(guān)。
2.1.1干縮裂縫
多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右,水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮,且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快,變形較大,內(nèi)部濕度變化較小變形較小,較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束,產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低,水泥漿體干縮越大,干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫,寬度多在0.05~0.2mm之間,大體積混凝土中平面部位多見,較薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。
2.1.2塑性收縮
是指混凝土在凝結(jié)之前,表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn),裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一,互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm,較長的裂縫可達(dá)2~3m,寬1~5mm。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小,或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí),受高溫或較大風(fēng)力的影響,混凝土表面失水過快,造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮,而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮,因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。
2.1.3沉陷裂縫
沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟,或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致;或者因?yàn)槟0鍎偠炔蛔悖0逯伍g距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致,特別是在冬季,模板支撐在凍土上,凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降,致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫,其走向與沉陷情況有關(guān),一般沿與地面垂直或呈30°-45°角方向發(fā)展,較大的沉陷裂縫,往往有一定的錯(cuò)位,裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后,沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。