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砼水池防裂措施

  作者：

刘冬薇  

                       　　工业与民用建筑的（消防、蓄水）水池，大多采用钢筋混凝土薄壁结构。

水池的防水等级要求很高，主体结构均为抗渗混凝土（一般为S6），往往还要结合柔性防水层来保证水池的抗渗性能。

由于水池的池壁相对较薄（200mm~300mm），施工难度较大，而混凝土自身性质、和易性、施工工艺、现场操作等方面稍有不当就会使主体混凝土防水失败，即使采取了表面防水层等补救措施，水池也有可能发生渗漏。

根据多年从事混凝土蓄水池施工的经验并结合对同类工程的调查，分析了水池主体混凝土产生缺陷的主要原因，针对薄壁混凝土浇筑的特点从混凝土配合比选定和施工工艺等方面提出了防止渗漏的技术措施。

                       　　1　薄壁水池主体混凝土渗漏原因分析

                       　　1.1　混凝土本身的因素

                       　　1.1.1　温度裂纹

                       　　混凝土浇筑后在凝结硬化过程中，产生大量的水化热，使内部温度升高，尤其在冬季施工时在混凝土内外产生很大的温差。

当温差引起的拉应力超过此时混凝土的抗拉极限强度，混凝土表面便产生裂纹或裂缝。

                       　　1.1.2　收缩裂纹

                       　　水泥凝结硬化过程中会发生体积收缩，收缩造成的内应力可使混凝土产生细微裂纹。

                       　　1.1.3　多余水分引起的裂纹和孔隙

                       　　混凝土拌合物中含有相当数量的未起水化作用的游离水。

多余水分的蒸发，在混凝土中留下的开放性毛细孔道，尤期是混凝土拌合物在沉降泌水过程中析出的聚集在较大集料颗粒及钢筋下部的水，在混凝土硬化后，会产生大量孔隙和微裂纹。

                       　　1.1.4　拌合物和易性

                       　　混凝土拌合物的和易性不好，将使混凝土离析而发生渗漏。

                       　　1.2　施工因素

（1）因水池池壁较薄，每次支立的模板相对较高，当混凝土和易性欠佳或浇注、振捣方法不当时，致使混凝土离析不均匀，局部出现空洞、蜂窝、麻面等现象。

（2）混凝土漏捣或捣固不实，水泥与骨料不能很好粘结，形成疏松层，留下各种形状的透水缝隙。

                       　　（3）施工缝或预埋件等个别部位处理不好，在混凝土接灌处、预埋件下方漏捣处将产生漏水缝隙甚至空洞。

                       （4）养护不及时或养护时间不够都会造成混凝土表面产生微小裂纹。

                       　　2　合理选择原材料和混凝土配合比

                       　　2.1　原材料选择

（1）水泥。

应采用低水化热、泌水性小的水泥。

一般以使用不低于325级普通硅酸盐水泥为宜，也可使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥。

（2）砂。

应采用洁净的中砂。

粗砂容易使拌合物泌水，故不宜使用。

严格控制砂的含泥量不超过3%，否则粘土包裹在砂石表面将严重降低混凝土抗渗性。

                       　　（3）石子。

应使用连续粒级的卵石或碎石。

石子最大粒径不宜大于315mm，有利于保证混凝土的均匀性。

                       　　（4）外加剂和外掺料。

使用减水剂可以改善拌合物的和易性，且能够减小水灰比。

当混凝土灌注数量较大或在炎热季节施工时，应采用缓凝型减水剂。

提倡使用外掺料，外掺料可以替代一部分水泥，降低水化热，减少混凝土温度裂纹和收缩裂纹。

一般可选用粉煤灰、沸石粉等，此类材料价格低廉。

                       　　我们在施工中使用了UEA膨胀剂，掺入量为水泥用量的8~12%。

膨胀剂不仅可以改善混凝土的和易性，还由于它的微膨胀作用，使混凝土处于受压状态，从而提高混凝土的抗裂能力和抗渗能力。

                       　　2.2　防渗漏混凝土配合比的确定

                       　　2.2.1　坍落度

                       　　当采用泵送混凝土时，拥落度宜在15cm~25cm。

当采用一般混凝土时，用于水池底板、顶板的拥落度应为3-5

                       cm，用于池壁的应为7-9cm。

                       　　2.2.2　水泥和外加剂、外掺料用量

                       　　为使拌合物具有良好的和易性，必须保证有足够的细粉用量。

但是，为防止大体积混凝土出现温度裂纹和收缩裂纹，则不宜过多使用水泥，应尽量掺用外加剂、外掺料或膨胀剂。

采用325级水泥时，水泥用量应不低于300kg/m3，以保证混凝土设计强度要求，但不能高于500kg/m3。

当和易性指标达到要求时，可以通过掺用外加剂、外掺料解决。

                       　　2.2.3　水灰比

                       　　水灰比过大，混凝土的收缩率大，抗渗性差。

但水灰比过小，施工和易性差。

水灰比应根据混凝土设计强度和水泥标号计算得到，一般应控制在0.55以下。

                       　　2.2.4　砂率

                       　　薄壁水池混凝土的砂率应稍高，要有一定富余量的砂浆用来保证混凝土的均匀性，防止离析。

砂率一般为35%~45%，当水泥和外掺料用量较大时，砂率可选小些。

                       　　2.2.5　配合比

                       　　配合比应由试验室对各种参数进行优化，在试拌检验混凝土的工作性及制作试件检验强度和抗渗标号后确定。

                       　　3　施工工艺控制

                       　　3.1　混凝土的浇筑与养护

                       　　3.1.1　模板的安装

                       　　模板安装应牢固、密实，不得漏浆。

模板发生变形和漏浆，极易引起水池漏水。

内外模之间优先考虑对拉螺栓加焊止水环不宜用拉筋固定，因为混凝土发生收缩将在拉筋处出现渗漏点。

当无法避免使用拉筋时，应在每一根拉筋上加焊止水环。

为了减少施工缝，池壁最好一次支模，一次灌筑到顶。

                       　　3.1.2　混凝土浇筑

                       　　由于水池池壁相对较薄，为避免混凝土产生分层、离析，浇筑时应严格控制拌合物的自由落差。

一般自由落差不应超过5m，可以使用串筒减缓拌合物的自由下落，也可以在侧面模板上开洞口直接输入混凝土。

浇筑必须分层分段进行，但应注意层与层、段与段之间的浇筑时间间隔不得超过初凝时间，以免出现施工缝。

混凝土浇筑时，对侧面模板压力很大，应注意控制初凝前的浇注高度不要过大（一般控制在300~600mm），并要随时观测和检查模板、支撑的变形情况，谨防发生跑模现象。

                       　　3.1.3　提高混凝土振捣的质量

                       　　抗渗混凝土应全面细致地进行振捣。

投料和振捣要按规定的程序进行，防止漏振、欠振。

要在下层混凝土初凝前投放上层混凝土，振动棒宜快插慢拔且插人下层混凝土中5~lOcm，以保证接层部位混凝土的质量。

要严格控制振捣时间，以混凝土不下移并开始泛浆和不冒气泡为准，不要欠振或超振。

                       　　3.1.4　养护

                       　　混凝土终凝后即应洒水养护，拆除模板后也要定时浇水，以保持表面始终保持润湿状态，养护时间不得少于14天。

为防止出现干缩裂缝及温度裂缝，最好在表面覆盖塑料薄膜或刷养护液，进行保温、保湿养护。

                       　　3.2　易漏部位的处理

                       　　3.2.1　施工缝的处理

                       　　当底板和池壁混凝土不能一次浇筑完毕时，可以设施工缝。

施工缝不宜留在底板与池壁交界处，应设在高于底板表面30cm的池壁上。

但顶板与底板最好一次浇筑完成，不宜留施工缝。

池壁留施工缝时，应设置橡胶止水条或止水钢（铜）片，将橡胶止水条或止水钢（铜）片的一半埋人下层混凝土中，另一半浇在接灌混凝土中。

接灌混凝土前，要凿去原有混凝土表面松动混凝土，认真清扫冲洗后浇筑5~10cm去石子混凝土，再浇筑混凝土。

                       　　3.2.2　预埋件的处理

                       　　当水池设有预埋件时，要注意不要使预埋部分穿透池壁或池底板，以免形成渗漏通道。

预埋件可以和钢筋点焊在一起，以保证位置准确、固定牢固。

当必须穿透池壁时，应在每一个预埋件上加焊止水环。

预埋件穿过模板处要堵塞严密，不得漏浆。

混凝土浇注时，要注意将预埋件下方混凝土振捣好，防止出现空洞、蜂窝。

                       　　4　结语

                       　　为了保证钢筋混凝土薄壁水池不发生渗漏，主体混凝土施工中应采取以下技术措施：

（1）合理选用原材料，正确使用外加剂、外掺料。

（2）应根据薄壁结构的特点选择混凝土塌落度，合理确定水泥用量、外掺料用量、水灰比、砂率等配合比参数。

                       　　（3）在施工之前充分做好准备，编写切实可行的施工方案并做好技术交底工作。

施工中要加强控制，采用正确的浇筑方法，提高振捣的质量，保证混凝土的均匀性和密实性。

对施工缝、预埋件等个别部位要认真处理，防止产生渗漏水的通道。

筋混凝土水池裂缝的成因

　　实际上，钢筋混凝土水池裂缝的成因非常复杂，有多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一

种或几种主要原因，比如：

温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合

格（如碱骨料反应）,模板变形，基础不均匀沉降等。

钢筋混凝土水池裂缝的种类，就其产生的主要原因，

大致可分为以下几种：

1.1温度变化引起的裂缝

　　混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。

后期在降温过程中，

由于受到基础或原有混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。

气温的降低也会在混凝土表面引起很

大的拉应力，有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时即会

出现裂缝。

因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

（温度裂缝区别于其

它裂缝的最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。

）

1.2收缩引起的裂缝

　　在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。

在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩

（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因。

　　塑性收缩：

发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形

成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑

性收缩。

塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。

在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向

的裂缝。

为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密

实。

　　缩水收缩（干缩）：

混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称

为缩水收缩（干缩）。

因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均

匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其

抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。

如配筋率较大的构件（超过3%），

钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面就容易出现龟裂裂纹。

1.3沉陷引起的裂缝

　　沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者

因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土

化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况

有关，一般沿与地面垂直或呈30°～45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往

往与沉降量成正比关系.裂缝宽度受温度变化的影响较小。

地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

1.4施工不当引起的裂缝

　　在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放等过程中，若施工工艺不合理施工质量低劣，容易

产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝。

裂缝出现的部位、

走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型和常见的有：

１.4.1因水池池壁较薄，每次支立的模板相对较高，当混凝土和易性欠佳或浇注方法不当时，拌合物

一旦产生离析，就会使混凝土不均匀，局部出现空洞、蜂窝、麻面等现象。

1.4.2预埋件未焊好止水板（环），预埋件安装前未将锈皮或油渍清除干净，影响与混凝土的粘结，

形成裂缝而致漏水.预埋件周围的混凝土未浇捣密实，形成蜂窝、孔洞，同混凝土毛细孔连通，引起漏水。

尤其在预埋件稠密处，更易发生此类问题。

此外预埋件固定不牢，在受外力碰撞或振动时产生松动，与砼

之间形成裂缝。

1.4.3固定模板的对拉螺栓（或铁丝）部位形成裂缝而致漏水，主要原因是对拉螺栓未加焊止水环或

加焊止水环而未满焊。

而铁丝穿过防水砼结构，形成缝隙而致漏水。

1.4.4钢筋施工不当形成裂缝而致漏水，主要原因是绑扎钢筋时，未按规定设置足够的保护层，或留

保护层的方法不当，致使钢筋与模板直接接触，或有贯通内外壁的钢筋、铁丝等，当采用铁马凳架设钢筋

时，（在不能取掉的情况下，）没有在铁马凳上加焊止水环，水沿铁马凳渗入砼结构。

1.4.5施工质量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强

度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。

2设计构造措施

　　混凝土是一种复合材料，其自身的约束和外界条件的约束影响都十分复杂，产生裂缝的原因也比较复

杂，对于温度应力的计算理论还偏于近似范畴。

因此在设计计算过程中，除根据具体条件作应力计算外，

采用一系列综合性构造措施对控制裂缝是十分必要的。

根据工程的具体情况可以选用以下几种处理方法：

2.1减少边界约束

　　结构伸缩变形产生的应力用结构强度抵抗既不经济，也难于实施，宜采用“放”的办法，尽量减少对

构筑物的边界约束，保证结构在变形时能够自由伸缩，以达到释放应力的目的。

　　由于工艺要求，构筑物的形状和尺寸千变万化，某些结构形状对构筑物的自由变形极为不利，应视工

程的具体情况，采用适当的方法处理。

例如当地基为岩石或其它坚硬土层时，应设置柔性隔离层，使结构

能够自由伸缩变形，避免产生裂缝。

2.2　设置后浇带　

　　设置后浇带是结构工程设计施工的常用方法。

后浇带可以有效地释放混凝土硬化和养护期间的收缩，

消除因施工期的变形引起的结构附加应力。

但后浇带施工比较麻烦，增加工程的施工时间，后浇带处理不

好还会影响水池结构的水密性。

2.3使用外加剂

　　随着工程技术的快速发展，混凝土外加剂的性能和使用也得到很大提高。

在混凝土中掺加膨胀剂，混

凝土的膨胀量可以部分抵消混凝土硬化和养护期间的收缩变形，改善结构使用期间温度变形的适应能力，

防止温度裂缝。

《规范》对在混凝土中掺加可靠外加剂的构筑物可根据经验确定最大伸缩缝间距。

　　但值得注意的是，掺加防水剂时一定要注明对防水剂的限制膨胀率的要求。

因为膨胀剂和防水剂的行

业标准不同，防水剂中的检验指标没有限制膨胀率要求，如果使用没有膨胀限制的防水剂，其后果是难以

想象的。

　　使用膨胀剂的另一个误区是认为掺加膨胀剂后结构可以无限制地超长。

膨胀剂的作用是在施工期间混

凝土产生膨胀以补偿硬化和养护期间的收缩变形量，是特定时期的恒定量，而结构的温度变形是随环境温

度的变化而变化，是客观存在的自然规律，膨胀剂的效能不能改变温度变形，只能避免因温度变形与混凝

土硬化收缩变形量叠加值而产生过大变形。

2.4加强整体刚度和抗裂度

　　采用扶壁式挡水池形式，扶壁和底板连接处，应设置加强腋角增大转角处刚度，分散池角应力；为了

防止池壁产生贯穿裂缝和减少表面裂缝，钢筋应对称设置，沿板底上、下两层，沿壁体左右两层，钢筋尽

量细些，但如果完全采用细钢筋，则施工刚度不够，可粗细搭配，含钢率控制在0.3%～0.4%范围内；池壁

顶部增设圈梁（暗梁）；转角或孔边作构造筋加强，转角处增配斜向钢筋或钢筋网片；采取合理的结构布

置和围护措施以减少温、湿度对结构的影响等；

3　施工技术控制

3.1混凝土的浇注与养护

　　为了严格控制由于施工原因造成的裂缝产生和发展，除严格执行设计技术要求外，施工人员还应注意

以下几点：

3.1.1模板要求。

模板应牢固、密实，不得漏浆。

模板发生变形和漏浆，极易引起水池漏水。

内、外

模之间不宜用拉筋固定，因为混凝土发生收缩将在拉筋处出现渗漏点；当无法避免使用拉筋时，应在每一

根拉筋上加焊止水环。

为了减少施工缝，池壁最好一次支模，一次浇注到顶。

3.1.2混凝土浇注。

由于水池池壁相对较薄，为避免混凝土产生分层、离析，浇注时应格控制拌合物

的自由落差。

一般自由落差不应超过1.5m，可以使用串筒来减缓拌合物的自由下落，也可以在侧面模板上

开窗口直接输送混凝土。

浇注可分层分段进行，但应注意层与层、段与段之间的浇注时间间隔不得超过初

凝时间,以免出现施工缝。

混凝土浇注时，对侧面模板压力很大，应注意控制初凝前的浇注高度不要过大，

并要随时观测和检查模板、支撑的变形情况，以防发生跑模现象。

3.1.3严格控制水灰比。

水灰比一般控制在0.5左右，1m３混凝土水泥用量在320kg左右，据测定，

1m３混凝土中每增减10kg水泥,温度相应升降1℃。

3.1.4提高混凝土振捣的质量。

抗渗混凝土应全面细致地进行振捣。

投料和振捣要形成一定的顺序，

防止漏振、欠振。

要在下层混凝土初凝前投放上层混凝土，振捣棒宜插入下层混凝土中5～10cm，以保证接

层部位混凝土的质量。

每次投料后应从底层开始，渐渐上移进行振捣，这样可以避免拌合物离析。

要严格

控制振捣时间，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准，不得欠振或超振。

3.1.5养护。

混凝土终凝后即应洒水养护，拆除模板后也要定时浇水，以保持表面湿润。

为防止出现

干缩裂缝及温度裂缝，最好在表面覆盖塑料薄膜或麻袋草帘进行保温、保湿、养护。

3.2个别部位的处理

3.2.1施工缝的处理。

当混凝土不能一次浇注完毕时，可以设施工缝。

但顶板与底板最好一次浇筑完

成，不宜留施工缝。

施工缝也不宜留在底板与池壁交界处，应设在高于底板500mm的池壁上。

池壁留施工缝

时，应设置橡胶止水带或止水钢板，将橡胶止水带或止水钢板的一半埋入下层混凝土中，另一半浇在接灌

混凝土中。

接灌混凝土前，要将原有混凝土表面浮浆凿去，并认真清理冲洗后再浇注新混凝土。

3.2.2预埋件的处理。

当水池设有预埋件时，要注意不要使预埋部分穿透池壁或池底板，以免造成渗

漏通道。

预埋件可以和钢筋点焊在一起，保证位置准确、固定牢固。

当必须穿透模板时，应在每一个预埋

件上加焊止水环。

预埋件穿过模板处要堵塞严密，不得漏浆。

混凝土浇注时，要注意将预埋件下方的混凝

土振捣好，防止出现空洞、蜂窝。

4结束语

　　水处理钢筋混凝土水池的设计与施工实践说明，水池的裂缝产生和发展是可以从根本上得到控制的和

减少的.我们必须重视温差及混凝土收缩、水化热、内外约束、以及不均匀沉降等对水池裂缝宽度的影响，

在满足工艺要求的前提下，合理的结构设计，正确的施工方法是工程质量的重要保证

　主体工程

1.1　主体施工过程

　　地基处理→C10混凝土垫层→底板及壁板钢筋绑扎→底板施工缝以下壁板支模及混凝土浇筑→顶板及施工缝以上壁板支模→顶板钢筋绑扎→顶板及施工缝以上壁板混凝土浇筑（封顶）→水池满水实验→池内外刚性防水抹灰→池外壁防腐→回填土。

1.2　主体施工缝的留设

　　蓄水池一般为全地下式结构,根据壁板高度设置一道至两道施工缝。

蓄水池施工缝留设在底板腋角以上500mm的壁板中,一般为水平施工缝,由于施工缝为整个蓄水池抗渗的薄弱地带,因此常在施工缝处加设3mm厚A3钢筋板,宽度同水池壁厚一致,这样可最大限度的延长渗水线路,以期达到较好的防水效果。

2　主要分项工程的施工要点和质量要求

2.1　基坑开挖

　　1）开挖前应严格按照设计图纸对水池、泵房做定位放线,放出开挖边线。

2）按照开挖方案进行,如遇影响因素,则重新制定方案,进行开挖。

3）开挖深度要满足设计要求。

2.2　地基处理

　　按照设计要求进行,存在的问题在施工前的图纸会审中提出,在施工中要满足设计要求和质量要求。

2.3　钢筋工程

　　1）新用钢材必须具有出厂合格证及试验报告,并按规定做原材料及焊接试验,合格后方可使用。

2）钢筋下料成型要准确,对形状复杂及图纸要求的应先放出大样,再依样成型。

3）钢筋堆放应分类成堆,堆放时应离地面不小于20cm,以防止锈蚀、污染,对于钢筋锈蚀、污染严重者,不得擅自使用。

4）盘条调直率不得大于3%。

5）钢筋绑扎壁板上的绑丝应朝里,长度、规格、间距、根数、搭接必须符合设计要求,焊接搭接,单面焊10d,双面焊5d,绑扎搭接HPB235级钢筋30d,HRB335级钢筋40d。

X～Y轴构造柱伸入基础圈梁底,Z～[轴线构造柱伸入混凝土壁,锚固长度均为45d。

钢筋接头应错开,同一截面接头数量不大于50%。

6）钢筋遇孔洞处尽量绕过,不得截断,如必须截断,应与洞口加固筋焊牢或与预埋套管焊牢。

7）底板钢筋与壁板钢筋在第一次浇筑前要一起绑完。

8）管道套管应带有止水环,在支模前预埋到准确位置上,要结合泵房实际管位来做到预埋位置的准确。

各种预埋件要提前预留在其相应位置。

2.4　模板工程

　　清水池支模必须保证有足够的强度、刚度和稳定性,水平、竖向支撑必须可靠。

以保证在混凝土浇筑过程中不致出现跑模、撑模等现象,模板支得好坏直接决定着混凝土的浇筑质量和整个水池工程的质量。

2.5　混凝土工程

　　1）生活水池、消防水池