浅析泵房的裂缝控制措施

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摘要：从混凝土裂缝产生机理出发，结合实际工程，探讨了在设计及施工中采取的一些有效的裂缝控制措施，满水试验表明，在泵房设计中，采取一定的裂缝控制措施，可以取得满意的工程效果。

关键词：泵房设计；裂缝；措施

引言

泵房在市政给排水、工业冷却水系统中得到广泛的应用，由于其体量较大且结构形式不规则，如果设计或施工处理不当，极易产生裂缝而发生渗漏，一旦发生漏水，不仅增加建设工期（裂缝修补需要时间 ），而且还会影响结构的耐久性，因此，控制泵房的裂缝是非常重要的。

本文结合实际工程，就设计及施工中控制泵房裂缝的措施进行探讨。

某工程取水泵房，长24.5m，宽19m，埋深10m，其中阀门区域深度为6m，沿长度方向中间有3道导流墙，泵房上部为单层钢结构房子，内设吊车，用于起吊水泵等设备。侧壁厚900mm，底板厚1200mm，混凝土等级为C40，抗渗等级为W8。此泵房体积较大，且结构不规则，因此，在设计和施工中采取多项措施控制裂缝，取得了满意的效果。

1．设计中采取的措施

1.1 减小水灰比以增加混凝土密实度

水泥水化所需的真正耗水量并不多，研究表明，水泥完全水化的极限水灰比约为0.227左右，在配合比设计时所确定的用水量，除水化作用需要而消耗掉的部分以外，其余的多是为了满足搅拌、运输、泵送、振捣时拌合物的和易性的要求。这部分未被消耗掉的水，在浇筑振捣完成后，有些通过毛细作用泌水蒸发；另一部分则被吸附作用束缚在混凝土内供长期水化之用；其余部分在长期干燥环境中逐渐逸出挥发。失水造成的空隙以及水的蒸发造成的收缩裂缝，均可引起泵房侧壁的渗漏[1]。此外，混凝土抗渗性试验结果表明，当水灰比小于0.4时，混凝土的渗透性是很低的。因此，控制混凝土的水灰比对于泵房的裂缝控制是非常重要的。

工程实践证明，粉煤灰和减水剂一起掺入混凝土（双掺技术），是解决混凝土裂缝的有效措施。在混凝土中加入粉煤灰，使粉煤灰与水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应，反应生成的胶体能填充混凝土中的孔隙和毛细孔，并能阻断毛细孔，使混凝土更致密。此外，粉煤灰颗粒呈球状，掺入后可改善混凝土的和易性,替代部分水泥并降低水化热，减少干缩，提高抗裂性。掺入适量缓凝减水剂，以延长可振捣的初凝时间，减少水泥用量，延缓水化热释放速度，改善混凝土的和易性，降低水灰比和用水量，使混凝土收缩降到最低，是避免产生早期收缩裂缝的有效措施。

本工程地下水位较高，且对结构有中等腐蚀性，根据文献[2]，设计要求水灰比不大于0.45。混凝土配合比设计中，采用双掺技术，并加入适量的硅粉，试配混凝土的水灰比为0.37，抗压强度满足要求，试块抗渗试验表明，其抗渗性能非常好。

1.2 在混凝土中掺入纤维

目前，合成纤维混凝土在工程中有了广泛的应用，纤维在混凝土中的作用有如下几个方面[3]：1）保证了混凝土的均匀性；2）降低了混凝土表面水分的蒸发速率，减少混凝土的收缩裂缝，提高混凝土的抗渗性和耐久性；3）提高了混凝土的变形能力，增加了其韧性。基于纤维对于混凝土抗裂的有效作用，本工程设计要求混凝土中按0.9kg/m3掺加高强高模PVA纤维，以提高抗裂能力，性能指标要求为：断裂强度大于1500 MPa； 初始模量不小于35 GPa； 断裂伸长率为6%~8%；直径为13μm ~20μm；长度约12mm。

1.3 合理的钢筋布置

配筋设计时，满足承载力要求的前提下，尽量选用小直径小间距的布筋方案；在结构拐角、变截面、刚度突变处增设构造钢筋，以达到控制裂缝形态，减小裂缝宽度的目的。

2．施工中采取的措施

2.1 采取措施减小混凝土温差

本工程中，控制混凝土的入模温度，并在夜间浇筑，有效地减少了混凝土的内外温差。

2.2 重视施工缝接搓质量

侧壁和底板的施工缝留在底板以上300mm的位置，在浇筑侧壁混凝土之前，清除已硬化的混凝土表面的水泥薄膜和松动的石子, 并用清水冲洗干净, 再铺一层同标号水泥砂浆, 细致振捣, 使新旧混凝土能够良好的结合，避免在施工缝处形成渗漏的薄弱环节。

2.3加强混凝土后期养护

混凝土终凝后覆盖一层塑料薄膜，并进行淋水养护，养护时间不小于14天。

2.4有效利用混凝土的缝隙“自愈”功能

如前所述，混凝土中不可避免的存在着一些缝隙，混凝土水化反应完成后，当有水通过这些缝隙时，有Ca(OH)2溶于水中，形成Ca(OH)2溶液，当遇到空气中的CO2时，两者产生化学反应，生成CaCO3的固相沉淀物，从而逐渐的减小裂缝宽度，并最终堵赛裂缝，这种现象称为混凝土裂缝的“自愈”。

泵房中水池施工完成后，需要进行满水试验。我国的《给水排水构筑物施工及验收规范》中规定：1）向水池内充水宜分三次进行：第一次充水为设计水深的1/3；第二次充水为设计水深的2/3；第三次水深为设计水深。对大、中型水池，可先充水至池壁底部的施工缝以上，检查底板的抗渗质量，当无明显渗漏时，再继续充水至第一次充水深度。2）充水时的水位上升速度不宜超多2m/d，相邻两次充水的间隔时间不应小于24h。

对于渗水量测定时间，我国规范[4]规定：充水至设计水深后至开始进行渗水量测定的间隔时间应不小于24h，而某些国外规范如英国规范中规定：充水完成之后，在渗水量测定之前，须保证有一段时间使混凝土充分湿润和“自愈”的发生，该时间段对于允许裂缝宽度1mm的结构为7天，对于允许大于0.2mm的结构为21天。

因此，在工期许可的条件下，适当延长充水完成至渗水量测定的时间，使混凝土某些缝隙能够“自愈”。当然，需要避免回填过迟使混凝土外壁长时间暴露在大气中，引发温度收缩裂缝。

3．结论

混凝土是多相体的非均质材料，由于组成成分的多样化，以及特殊的结构成型方式，决定了其极易产生裂缝。在本工程中，从设计及施工采取各种有效措施以控制裂缝的产生，在泵房满水试验中，池壁未出现渗水、漏水现场，对于裂缝的控制达到了预期的效果。