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【摘要】随着城市人口的增加，城市建设的快速发展，全民环保意识的逐渐增强，自来水厂及污水处理厂的基础设施建设也在逐年增加。然而，在已建的工程中，很多给排水及污水处理系统中的各种水池构筑物在变形缝处出现了局部破坏渗漏现象。因此，重视变形缝的设计施工质量，对存在缺陷的池体变形缝及时修复，确保城市给排水及污水处理设施的安全运行是十分必要的。
【关键词】变形缝；渗漏；修复加强
1、工程案例
某城市污水处理厂氧化沟建设于2015年，为现浇钢筋混凝土结构，池体平面尺寸为57.30mX24.10m，池壁高度7.0m，池壁厚0.5m，底板厚0.7m，水池埋深4.0m，使用期池内常水位6.0m，池体正中设置池壁与底板通长变形缝，缝内设置橡胶止水带。2017年，使用单位发现变形缝两侧池体有不均匀变形差，由下往上变形差异越大且变形差异有持续发展的趋势，池顶处可观察到部分橡胶止水带已被拉断，局部变形缝出现漏水现象。
2、渗漏分析
（1）考虑到本池体池壁高度及池内水位较高，池壁顶部变形位移可能存在超限情况，首先对结构强度和地基承载力进行验算。
工况1：池内有水，池外无土；工况2：池内有水，池外有土；工况3：池内无水，池外有土。
1）地基承载力验算
根据地勘报告，本工程基础持力层选用②层黏土层，地基承载力特征值fak =180KPa，地下水位按-1.0m考虑。
根据《建筑地基基础设计规范》5.2.4计算修正后地基承载力，数值详见附表fa（kPa）
2）基底反力計算及承载力验算
根据《给水排水工程结构设计手册》3.2.2 计算
取1m长度计算
底板底面积（m2） ： 6.60
底板底面抵抗矩（m3） ： 7.26
3）池顶位移计算
4）壁板及底板配筋裂缝计算
最大裂缝为0.198mm<0.2mm，满足设计要求。
5）经复核结构强度和地基承载力、地基反力均满足设计要求。
（2）池壁结构厚度或配筋低于原设计要求，造成池壁变形过大。
经现场实际检测，池壁厚度满足设计要求，池壁内变形缝处配筋情况无法核实，可能存在变形缝处构造配筋不符合设计要求，导致变形缝处位移过大。
（3）地质条件局部不均匀，引起结构不均匀沉降，撕裂止水带；
根据地勘报告池体中部靠近变形缝处，池体基础底局部位于不良土层中，施工时已予以全部挖除，采用级配砂石换填处理，可能存在回填质量控制不佳，导致基底土体承载力不均匀情况。
（4）变形缝长期渗水造成局部地基软化，引起缝周池体结构不均匀沉降。
（5）变形缝处渗水的原因也是存在多种可能：
1）变形缝止水带附近混凝土、特别是底板处止水带下侧混凝土振捣不密实；
2）变形缝止水材料质量差，抗拉和变形的能力不满足规范要求；
3）止水带安装不规范，如违规搭接、接头冷接、安装偏位等。
3、渗漏处理
（1）为查清渗漏原因或渗漏范围，应将全池放空进行彻底检查，对变形缝两侧的底板裂缝、底板高程、变形缝材料完整程度、渗漏点进行全面检查。
对底板变形缝处的周围土体区域需进行土体注浆加固，并在池壁及底板的变形缝迎水面安装封闭连续的止水带。
沿池壁与底板变形缝清除已失效的聚硫密封胶等原封堵材料，注入水溶性聚氨酯化学灌浆材料，浆液灌入混凝土裂缝后，与渗漏水相遇发生化学反应，放出二氧化碳，并形成脲的衍生物。从而达到防渗堵漏的目的。
（2）对池壁外侧的变形缝周边进行处理，实施方案如下：
1）由地面打入注浆孔，对变形缝两侧、池壁外的底板进行注浆；
2）开挖后由底板和池壁植筋，在变形缝增加扶壁柱，柱间重新安装质量优良橡胶止水带；
3）以素混凝土回填开挖的基槽，至底板上1m。
结语：
（1）当大型水池构筑物的长度、宽度较大时，应设置适应温度变化作用的伸缩缝（土基情况下，当露天环境中伸缩缝间距不大于20m，地下式或有保温措施时则不大于30m）。变形缝是大型水池构筑物设计及施工的关键部位，因此在设计及施工过程中应对其高度重视。
（2）变形缝处的防水构造应由止水板材、填缝材料和嵌缝材料组成。构造材料的产品质量及施工质量直接决定了变形缝扛渗能力。
止水板材的宜采用遇水膨胀橡胶止水带等，填缝材料应采用具有适应变形功能的板材，嵌缝材料应采用具有适应变形功能、与砼表面粘结牢固的柔性材料，并具有在环境介质中不老化、不变质的性能。
施工过程中需做好橡胶止水带的固定工作，混凝土浇筑前要先对止水带及缝内杂物清洗干净，并要在吸干止水带表面积水后再进行浇筑，以保证止水带与混凝土紧密结合，必须严格控制好止水带附近的砼捣实和排气工作。
（3）变形缝两侧池壁刚度宜适当增强，宜以暗柱形式增大变形缝两侧配筋。
（4）对于大型敞口水池，池壁上端为自由端，应考虑到变形缝两侧池体顶端受力挠曲变形大小不一的影响，可增大池壁厚度或者配筋，或者顶端加设固定约束方式，减小不均匀变形差。
参考文献：
[1]GB50069-2002给水排水工程构筑物结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2003.
[2] GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，2012.
作者简介：
朱庆波，合肥市市政设计研究总院有限公司。
【关键词】变形缝；渗漏；修复加强
1、工程案例
某城市污水处理厂氧化沟建设于2015年，为现浇钢筋混凝土结构，池体平面尺寸为57.30mX24.10m，池壁高度7.0m，池壁厚0.5m，底板厚0.7m，水池埋深4.0m，使用期池内常水位6.0m，池体正中设置池壁与底板通长变形缝，缝内设置橡胶止水带。2017年，使用单位发现变形缝两侧池体有不均匀变形差，由下往上变形差异越大且变形差异有持续发展的趋势，池顶处可观察到部分橡胶止水带已被拉断，局部变形缝出现漏水现象。
2、渗漏分析
（1）考虑到本池体池壁高度及池内水位较高，池壁顶部变形位移可能存在超限情况，首先对结构强度和地基承载力进行验算。
工况1：池内有水，池外无土；工况2：池内有水，池外有土；工况3：池内无水，池外有土。
1）地基承载力验算
根据地勘报告，本工程基础持力层选用②层黏土层，地基承载力特征值fak =180KPa，地下水位按-1.0m考虑。
根据《建筑地基基础设计规范》5.2.4计算修正后地基承载力，数值详见附表fa（kPa）
2）基底反力計算及承载力验算
根据《给水排水工程结构设计手册》3.2.2 计算
取1m长度计算
底板底面积（m2） ： 6.60
底板底面抵抗矩（m3） ： 7.26
3）池顶位移计算
4）壁板及底板配筋裂缝计算
最大裂缝为0.198mm<0.2mm，满足设计要求。
5）经复核结构强度和地基承载力、地基反力均满足设计要求。
（2）池壁结构厚度或配筋低于原设计要求，造成池壁变形过大。
经现场实际检测，池壁厚度满足设计要求，池壁内变形缝处配筋情况无法核实，可能存在变形缝处构造配筋不符合设计要求，导致变形缝处位移过大。
（3）地质条件局部不均匀，引起结构不均匀沉降，撕裂止水带；
根据地勘报告池体中部靠近变形缝处，池体基础底局部位于不良土层中，施工时已予以全部挖除，采用级配砂石换填处理，可能存在回填质量控制不佳，导致基底土体承载力不均匀情况。
（4）变形缝长期渗水造成局部地基软化，引起缝周池体结构不均匀沉降。
（5）变形缝处渗水的原因也是存在多种可能：
1）变形缝止水带附近混凝土、特别是底板处止水带下侧混凝土振捣不密实；
2）变形缝止水材料质量差，抗拉和变形的能力不满足规范要求；
3）止水带安装不规范，如违规搭接、接头冷接、安装偏位等。
3、渗漏处理
（1）为查清渗漏原因或渗漏范围，应将全池放空进行彻底检查，对变形缝两侧的底板裂缝、底板高程、变形缝材料完整程度、渗漏点进行全面检查。
对底板变形缝处的周围土体区域需进行土体注浆加固，并在池壁及底板的变形缝迎水面安装封闭连续的止水带。
沿池壁与底板变形缝清除已失效的聚硫密封胶等原封堵材料，注入水溶性聚氨酯化学灌浆材料，浆液灌入混凝土裂缝后，与渗漏水相遇发生化学反应，放出二氧化碳，并形成脲的衍生物。从而达到防渗堵漏的目的。
（2）对池壁外侧的变形缝周边进行处理，实施方案如下：
1）由地面打入注浆孔，对变形缝两侧、池壁外的底板进行注浆；
2）开挖后由底板和池壁植筋，在变形缝增加扶壁柱，柱间重新安装质量优良橡胶止水带；
3）以素混凝土回填开挖的基槽，至底板上1m。
结语：
（1）当大型水池构筑物的长度、宽度较大时，应设置适应温度变化作用的伸缩缝（土基情况下，当露天环境中伸缩缝间距不大于20m，地下式或有保温措施时则不大于30m）。变形缝是大型水池构筑物设计及施工的关键部位，因此在设计及施工过程中应对其高度重视。
（2）变形缝处的防水构造应由止水板材、填缝材料和嵌缝材料组成。构造材料的产品质量及施工质量直接决定了变形缝扛渗能力。
止水板材的宜采用遇水膨胀橡胶止水带等，填缝材料应采用具有适应变形功能的板材，嵌缝材料应采用具有适应变形功能、与砼表面粘结牢固的柔性材料，并具有在环境介质中不老化、不变质的性能。
施工过程中需做好橡胶止水带的固定工作，混凝土浇筑前要先对止水带及缝内杂物清洗干净，并要在吸干止水带表面积水后再进行浇筑，以保证止水带与混凝土紧密结合，必须严格控制好止水带附近的砼捣实和排气工作。
（3）变形缝两侧池壁刚度宜适当增强，宜以暗柱形式增大变形缝两侧配筋。
（4）对于大型敞口水池，池壁上端为自由端，应考虑到变形缝两侧池体顶端受力挠曲变形大小不一的影响，可增大池壁厚度或者配筋，或者顶端加设固定约束方式，减小不均匀变形差。
参考文献：
[1]GB50069-2002给水排水工程构筑物结构设计规范[S].中国建筑工业出版社，2003.
[2] GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].中国建筑工业出版社，2012.
作者简介：
朱庆波，合肥市市政设计研究总院有限公司。