摘要：结合工程实例，探讨对于结构体系不适合设缝的超长尺寸调蓄池，为保障不设缝水池的裂缝在允许范围可采取的措施，如掺入外加剂，设置后浇带、膨胀加强带等，可供后续类似工程参考。
关键词：超长调蓄池；无缝设计
随着城市扩大和水处理标准提高，水处理构筑物平面尺寸不断增大。根据现行规范[1]，尺寸较大时应设缝；有经验参考时可根据经验确定缝间距。变形缝影响水池的抗渗性、抗裂性、基础的完整性，容易受地基变形和沉降的差异影响；且施工质量难以控制，橡胶易老化，往往成为运营期维护的薄弱环节。
下面以实际工程为例，说明在超长尺寸调蓄池工程通过采取措施实现了结构不设缝设计的一种设计思路。
1.工程概况
本调蓄池位于上海浦东地区外高桥，调蓄池容积50万m3，国内文献尚无如此大容积的调蓄池的案例。
调蓄池主体结构平面形状呈倒“L”型，为全地下式钢筋混凝土结构，结构体系由底板、池壁、柱、水平框架、顶部梁板组成。围护采用地下连续墙，顺做施工，池壁用地下连续墙与主体结构的叠合墙共同抵抗侧向水土压力。横向尺寸分别为228m、196m；结构内底埋深17.20m及25.10m；底板厚度1.2m。
本工程调蓄池属大体积、超长混凝土结构，其池型及受力模式均不同于常规污水构筑物。常规污水处理厂工程的构筑物的结构受力的基本模式大多为底板无梁楼盖或弹性地基板体系、侧墙壁板为悬臂式或顶端弹性固定的挡水墙体系、顶板的现浇梁板体系；其受力模式简单，传力途径也非常明确，无需另设框架或支撑体系，设缝的自由度也较大。而本工程调蓄池属于超深结构，最大深度达29.1m，采用叠合墙叠加竖向剪刀支撑、斜抛撑承及水平框架受侧向水土压力，根据这种池型特点及受力模式，采用常规的底板、墙板、顶板的贯通式竖向变形缝体系会割裂结构内部水平框架体系的整体性，同时对于调蓄池这类储水结构，对结构缝间渗漏进行堵漏施工也比较困难。故需要对其进行不设缝研究。
２.不设缝措施
留缝与否并不能一定决定结构是否变形开裂[2]，为实现本工程无缝设计，应采取措施将无缝设计引起的裂缝宽度控制在允许范围内。
大体积无缝混凝土的浇筑越来越普遍。目前建筑超长地下室设计的一般原则是采取措施尽量避免设缝，在很多实例取得了成功的实践。姜洪波，张维秀[3]在施工阶段采取补偿收缩混凝土、控制环境温差等措施，无缝设计了286.5m长的地下停车场。徐左屏[4]基于上海金光商务区Ｂ1-9地块的３层整体地下室，通过外加剂、后浇带、应力加强带、温度数字监测及养护措施等，实现了408米地下室无缝设计。刘宜辉[5]通过设置加强带无缝浇筑施工取代后浇带方案，实现了长度213.3m的地下室连续浇筑。著名裂缝控制专家王铁梦提出的跳仓法施工也在很多工程实例得到应用。
由工程案例总结常用的大体积混凝土不设缝措施如下：
1)后浇带。将结构划分为若干部分，先浇部分混凝土早期干缩后，再用高一个等级强度的微膨胀混凝土浇筑该预留带。后浇带措施释放掉了混凝土凝结过程早期较大的收缩变形，是采取完全“放”的方法来解决大体积钢筋混凝土收缩应力问题。
2)膨胀加强带。在加强带内混凝土中加入适量的膨胀剂，膨胀产生的预压应力可以抵消混凝土硬化过程中产生的收缩拉应力，适当补偿结构的收缩拉应力，防止或减少混凝土收缩开裂。加强带是采取“抗”的方法来解决大体积钢筋混凝土收缩应力问题。
3)诱导缝。
在混凝土结构中易开裂的位置设置诱导缝，削弱纵向配筋，减少钢筋对混凝土的约束，造成应力集中，引导混凝土材料收缩、降温收缩时在诱导缝处集中开裂；埋设止水带或其他防水措施，保障开裂后不渗漏。
4)跳仓法施工。利用抗放兼施、先放后抗、以抗为主的原理。把待浇筑超长混凝土结构分成若干区块，按梅花形跳仓浇筑混凝土，7～10天间隔后施工浇筑剩余区块混凝土。
5)补偿收缩混凝土[7]。在混凝土中掺入膨胀剂，利用膨胀剂的收缩补偿功能解决混凝土的收缩开裂问题，从而控制裂缝的发生。
6)加强配筋构造。根据计算结果，对应力较大、应力集中的部位配筋加强。对于侧墙和底板，增加配筋率，采用抗裂效果好的细而密配筋方案。在配筋率相差较大的构件连接处设附加钢筋，提高该处配筋率，防止由于应力集中造成的裂缝。
经综合考虑，本工程采取如下措施：
1)设置纵、横贯通式后浇带及膨胀加强带。后浇带间距控制在不大于75m，后浇带之间设置1~2道膨胀加强带，抵抗混凝土浇筑期间的温度应力及后期干缩应力、控制混凝土裂缝宽度的开展。后浇带及膨胀加强带的平面布置以避开柱网、隔墙为原则，后浇带及膨胀加强带均采用顶板、墙板、底板贯通式设计，后浇带宽度1m，膨胀加强带的宽度为2m，后浇带及膨胀加强带的混凝土强度等级提高，膨胀剂的掺量也比普通混凝土提高一个等级，后浇带混凝土应在两侧混凝土龄期达到28天后方可浇筑。
图1 调蓄池后浇带及加强带平面布置图
2)顶板、水池底板、侧墙的钢筋砼中均加掺MAC-S镁质高性能混凝土抗裂剂。相对于一般类型的膨胀剂而言，这种膨胀剂膨胀幅度较小，其可以长时间的连续性的膨胀，在抗开裂方面有突出成效。
3.结论及建议
现浇钢筋混凝土水池结构当长度和宽度较大时，设计时应该因地制宜，针对不同地区的环境温度、结构形式、材料、施工条件，最终选择合理的裂缝控制处理措施。
参考文献
［1］北京市市政工程设计研究总院.给水排水工程结构设计规范：GB50069-2002[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.
［2］王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海：上海科学技术出版社，1993：150-157.
［3］姜洪波，张维秀超长钢筋混凝土地下车场无缝设计［J］．石油化工设计2017，34(2)9~11
［4］徐左屏．超长无缝地下结构施工温度监测和养护［J］．建筑结构2016年９月第４３卷第９期
［5］刘宜辉．混凝土无缝施工技术在超长结构中的应用［J］．企业导报2011年第6期282-283
［6］王铁梦．工程结构裂缝控制［M］．北京:中国建筑工业出版社，1998．4．
［7］GB50119—2013混凝土外加剂应用技术规范［S］．北京:中国建筑工出版社．
作者简介：孙颖昊（1988—），女，工程师，硕士，主要从事给排水结构、地下结构设计工作。