某工程水池混凝土池壁裂缝原因分析

某工程水池混凝土池壁裂缝原因分析摘要：随着社会发展，工业与民用建筑中越来越多的运用到大体积混凝土结构，而大体积混凝土的收缩和温度应力引起裂缝也越来越受到关注。本文通过一工程实例，分析大体积混凝土裂缝主要成因与控制。

关键词：大体积混凝土裂缝温度应力收缩应力

1前言

混凝土在现代工程建设中占有重要地位，被广泛运用于各种工程中，但混凝土裂缝在工程中也几乎无处不在，在大体积混凝土工程中尤为突出，历来是困扰混凝土工程质量的突出难题，是影响结构使用功能、外观质量和耐久性的重要因素。本文结合某公司水池池壁混凝土裂缝检测，针对该工程大体积混凝土裂缝成因做一探讨。

2工程概况

某公司在建混凝土地下水池，水池平面呈“凹”型，东西向长度约48m，南北向宽约40m，南北向局部收进22m，水池最深约15m，受检测时池壁浇筑高度约2-3m。

受检水池位于“凹”型大水池的东北部，见图1，受检水池南北向长约22m，东西向宽约9m，深约15m；池壁采用钢筋混凝土墙，混凝土强度等级为c35p8，板内竖向钢筋、水平钢筋均为hrb335钢筋φ25，水平拉结筋采用hrb335钢筋φ10；东侧水池壁厚2.3m，西侧与北侧厚1.3m，南侧与另一水池相连。

工程于2011年5月21日完成底板以上约0.5m至3m高池壁的混凝土浇筑，但在混凝土浇注拆模后即发现，东、西、北三侧池壁均有多条竖向裂缝，裂缝处有渗水现象。

3水池检测情况

（1）池壁裂缝情况

经现场检测发现，混凝土池壁裂缝均竖向分布，相互间基本平行，多集中于池壁高度方向中间位置，长约2.7m～0.45m，宽约0.15mm～0.2mm，多处裂缝有渗水现象。检测发现大部分裂缝的走向与竖向钢筋排布走向一致，18条裂缝分布情况见图3裂缝分布示意图。

（3）池壁混凝土强度检测

经现场回弹法检测，池壁混凝土推定强度为36.0mpa，满足设计强度c35的要求。

（4）水池施工情况调查

根据施工方提供的施工日志、旁站监理记录表与询问交流可知，受检水池池壁于2011年5月21日浇筑混凝土，浇筑时间为上午10时30分至下午15时30分，2011年5月24日开始拆模，养护至2011年6月4日，养护办法为浇水。根据施工记录可知混凝土浇捣当天气温达到30℃，养护期间有多天最高温度超过30℃，2011年6月9日达到35℃高温天气，且拆模时间过早，只做简单的浇水养护，对大体积混凝土的养护较不利。

4池体结构受力分析

受检水池为全地下水池，深15m，目前水池混凝土浇筑至底板以上约3m高度，外侧围护桩及水平支撑均正常。

目前水池池壁的受力状态为：1）自重；2）池壁外侧土压力。由于现池壁仅3m高，由土压力产生的侧向弯矩及混凝土自重相对于1.3m（2.3m）厚池壁作用十分有限，且不会形成竖向裂缝，可基本排除因外荷载直接引起的裂缝。

5混凝土池壁开裂原因分析

受检水池池壁裂缝形态为竖向，宽约0.15～0.2mm，长2.7m～0.45m不等，有渗水现象，判定多为内外贯穿裂缝，多与竖向钢筋走向一致。排除因外荷载直接引起的裂缝，可以判断为因变形引起的裂缝。主要原因为以下几方面：

(1)大体积混凝土水泥的水化热。水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而受检水池池壁厚为1.3m（2.3m）属于大体积混凝土结构，断面较厚，表面系数相对较小，水泥产生的热量聚集在结构内部不易消散，而混凝土表面的热量散失得较快，逐渐累积形成的内外温差，产生过大的温度应力使混凝土开裂。

(2)大体积混凝土的收缩。混凝土浇筑后，其中80%的水分将会蒸发，势必会引起混凝土体积的收缩；混凝土收缩后，又遇天气变化，养护期间有多天最高温度超过30℃，且干湿天气交替出现，容易产生裂缝。

(3)池壁内外温差。池壁外侧为覆土，湿润且温度较低，池壁内侧阳光直接照射，养护期间有多天最高温度超过30℃，池壁内外温差产生的温度应力加剧了裂缝的形成；另外，高温可能使混凝土内水分迅速蒸发，导致水泥水化不完全，而水分蒸发造成的毛细管网彼此连通，形成渗水通道。

由以上分析可知：大体积混凝土水泥的水化热及养护期间多天最高温度超过30℃导致混凝土内部产生了过大的温度应力；养护期间过早的拆模使混凝土表面水分快速蒸发，加大了混凝土的收缩；最终混凝土在温度应力和收缩应力共同作用下产生了裂缝。

池壁裂缝有渗水现象，可判断为内外贯穿性裂缝，但就目前检测到的裂缝来看，宽度均不大于0.2mm，裂缝虽尚不会显著影响结构安全，但对混凝土碳化和钢筋的锈蚀等结构耐久性问题存在影响。

6结语

该工程混凝土池壁开裂的主要原因是混凝土浇捣及拆模养护期间气温较高；拆模过早、养护不到位使混凝土表面水分快速蒸发，加大了混凝土的收缩；最终混凝土在温度应力和收缩应力共同作用下产生了裂缝。因此，在今后类似的设计、施工中，应引起有关技术人员的重视，注意从控制温度、改进设计和施工操作工艺、改善混凝土性能、加强养护等方面着手，采取有效预防控措施。

参考文献:

(1) 王铁梦.工程结构裂缝控制.北京:中国建筑工业出版社,2009.

(2) 刘晓雄.水厂矩形水池混凝土施工技术及裂缝控制措施分析探讨