杨 雨

(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092)



超长钢筋混凝土水池的结构设计

杨 雨

(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092)

介绍了目前给排水工程中超长钢筋混凝土水池结构设计时常用的处理方法，并以两座已建改良AAO池为例，论述了混凝土外加剂、开裂引发缝和连续式膨胀加强带三种处理方法在工程中的应用技术，以供参考。

钢筋混凝土水池，给排水工程，外加剂，膨胀加强带

0 引言

随着社会发展和水处理工艺水平的提高，作为城市基础配套设施，市政给排水工程的规模也日益增大，大型水池的出现越来越多。我国规范规定[1,2]，当现浇钢筋混凝土矩形水池长、宽较大时，应设置伸缩缝；当地基为岩基时，伸缩缝最大间距15 m，若为地下式或有保温措施，最大间距20 m；当地基为土基时，伸缩缝最大间距20 m，若为地下式或有保温措施，最大间距30 m。目前，给排水工程中主要水处理构筑物的尺寸经常超过规范限值，结构设计时通常采用以下三种方法。

1 超长水池的处理方法

1.1 使用混凝土外加剂

当钢筋混凝土水池超长，向混凝土中添加用于超长无缝结构的高效抗裂膨胀型添加剂以抵抗温度应力，可适当增大伸缩缝间距。混凝土掺入膨胀剂后成为补偿收缩混凝土，其自应力值较小，一般为0.2 MPa～0.7 MPa，主要用于补偿因混凝土收缩产生的拉应力、提高混凝土抗裂性能和改善变形性能[3]。添加膨胀剂后的补偿收缩混凝土，在水中养护14 d的限制膨胀率2.0×10-4，水中养护14 d转空气中养护28 d的限制膨胀率-3.0×10-4[4]。采用补偿收缩混凝土的钢筋混凝土水池不需设缝，结构整体性好，施工难度小，工期短。膨胀型添加剂的选用方案和配比应由添加剂供应商根据产品性能和试验结果确定，并由添加剂供应商提供质量及使用效果的保证。混凝土施工前编制专项施工方案，施工单位或混凝土搅拌站根据产品供应商推荐的外加剂掺量按照设计要求进行试配，确定其最佳掺量值。我院工程经验表明，当钢筋混凝土水池长度不超过50 m时，采用此方法工程效果良好。

1.2 设置开裂引发缝

当钢筋混凝土水池超长，根据内部隔墙及顶板布置等，在纵、横向贯通设置一条或几条伸缩缝或开裂引发缝。水池对水密性要求较高，开裂引发缝作为一种不完全收缩缝，在已有工程应用中效果良好。与伸缩缝不同，开裂引发缝在设缝处混凝土、钢筋均不中断，通过在表面形成凹槽口和中间设置止水带以削弱结构断面，结构在发生收缩变形时设缝断面受拉造成的应力集中使断面开裂易于出现在此部位，同时因该处止水带和表面凹槽口填缝料的存在而不致发生渗漏[5]。

1.3 设置膨胀加强带[3]

当钢筋混凝土水池长度超过60 m时，需设置后浇带或膨胀加强带。采用后浇带时，后浇混凝土部分需在两侧混凝土浇筑完成42 d后方可施工，且后浇带混凝土养护时间不少于28 d。综合考虑工期要求、施工降水、经济等因素，实际工程中通常采用连续式膨胀加强带代替后浇带的做法，即混凝土连续浇筑，不需分段。为有效发挥膨胀效果，增加水池长度方向膨胀量值，膨胀加强带带宽较大，通常设为2 m，带内钢筋不中断；为提高抵御收缩应力的能力，带内另附加部分钢筋。施工时膨胀加强带两侧采用密孔铁丝网妥善支撑，以将带内混凝土与带外混凝土分开。膨胀加强带内、外均采用补偿收缩混凝土，带内混凝土设计强度等级比带外提高一级，并需满足水中养护14 d的限制膨胀率2.5×10-4，水中养护14 d转空气中养护28 d的限制膨胀率-2.0×10-4。当钢筋混凝土水池长度超过120 m时，采用间歇式或后浇式膨胀加强带，分别设有一道或两道施工缝，施工缝断面中部需横置钢板止水带。与采用普通后浇带相比，间歇式或后浇式膨胀加强带应采用补偿收缩混凝土，施工工期相应可缩短，需根据现场实际情况确定。

2 工程实例

下面以两个工程为例，分别论述外加剂、开裂引发缝和膨胀加强带在超长钢筋混凝土水池中的应用。目前这两个项目均施工完成并已投入使用，运行时间2年～3年，工程效果良好，均未出现水池渗漏等问题。

2.1 工程实例一

广东某污水处理厂二期扩建工程改良AAO池，敞口式，顶部局部设置1.50 m宽走道板，水池平面尺寸55.30 m×58.00 m，池高6.90 m，埋深3.85 m，因水处理工艺需要，以中间纵向隔墙为中心，水池上、下两部分呈对称分布。结构设计时，水池55.30 m长度方向中部设置一道开裂引发缝，即划分为(29.2+26.1)m，水池58.00 m宽度方向上、下各设置一道开裂引发缝，即划分为(15.0+28.0+15.0)m，开裂引发缝的平面设置如图1所示。水池顶板、壁板和底板开裂引发缝的具体做法如图2所示。

2.2 工程实例二

银川某新区污水处理厂一期工程改良AAO池，池顶密封钢筋混凝土板，上覆500 mm厚种植土，局部开孔。水池平面尺寸74.90 m×49.40 m，池高6.80 m，埋深2.60 m。纵向长度超过60 m，需设置膨胀加强带或后浇带。水池内部相邻隔墙跨度较大(约9 m)，避开池底伞形立式搅拌机设备，池内设置400 mm×400 mm钢筋混凝土柱将跨度减小为4 m～6 m，通过设置纵、横向钢筋混凝土梁将水池顶板划分为若干单、双向板，经计算板厚200 mm满足要求。考虑池顶纵、横向钢筋混凝土梁较多，整个水池采用用于超长无缝结构的高效抗裂膨胀型添加剂，并沿水池纵向中部设置一道2 m宽连续式膨胀加强带，即划分为(35.15+2.00+37.75)m。

膨胀加强带的平面位置见图3，具体做法见图4。

3 结语

目前超长钢筋混凝土水池的出现越来越多，本文介绍了超长水池设计时三种常见的处理方法，并以两座已建改良AAO池为例，详细论述了混凝土外加剂、开裂引发缝和连续式膨胀加强带的工程应用。随着市政工程规模日益扩大，超长结构处理措施有待于继续深入研究并应用于工程实践。

[1] GB 50069—2002，给水排水工程构筑物结构设计规范[S].

[2] CECS 138:2002，给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程[S].

[3] JGJ/T 178—2009，补偿收缩混凝土应用技术规程[S].

[4] GB 50119—2013，混凝土外加剂应用技术规范[S].

[5] 《给水排水工程结构设计手册》编委会.给水排水工程结构设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2010.

Structural design of the super-long reinforced concrete pond

Yang Yu

(TongjiUniversityArchitecturalDesign(Group)Co.,Ltd,Shanghai200092,China)

The paper introduces the common treatment methods for the structural design of the super-long reinforced concrete pool in the water-supply and drainage project, and indicates the application technique of the three treatments with the concrete additives, joints caused by cracks, and continuous expansion reinforcing band, so as to provide some reference.

reinforced concrete pool, water-supply and drainage project, additive, expansion reinforcing band

1009-6825(2017)07-0031-02

2016-12-13

杨 雨(1982- )，女，工程师

TU318

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