第43卷第3期 2016年3月 建筑资讯 Building Information 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development
图5 基础顶部混凝土垫层凸起
满足设计要求，水平钢筋间距普遍偏大，不满足设计要求。
3 事故分析
3．1 原因分析
根据裂缝分布形态和现场检测结果分析，该工程基础环墙
开裂主要是由于抗拉承载力不足造成的，分析主要影响原因如
下。
(1)罐体底部变更为200mm厚混凝土，由于施工不当，
中心隆起 50min，导致结构体系变化，混凝土垫层形成壳体结
构，基础环墙为壳体的支座，传力途径也随之发生改变。原
设计罐体荷载直接传给环墙内的填土，环墙承受土侧压力，但
由于混凝土垫层形成壳体结构，罐体荷载绝大部分将直接通
过拱的效应传至混凝土环墙上部，使环墙受到径向水平推力，
环墙内上部产生较大环向拉力。
(2)环墙水平钢筋间距较原设计偏大，导致承载力降低。
(3)环墙直径做大使环墙拉力增大。
3．2 内力分析
环墙在径向水平力作用 F将产生水平拉力，设环墙受到
均匀的径向水平力为 则环墙单位高度内的拉力为 ：
=
式中 ： 为环墙单位高度内的拉力 ；D为钢罐外径。
(1)原设计 ：罐体荷载直接传给环墙 内回填土，然后传
到地基，环墙对回填土起到侧向约束作用。环墙受到的侧 向
力除回填土 自重产生的侧向力外，主要是罐体传来的荷载所
产生的附加力。在环墙的上部回填土 自重产生的侧 向力相对
较小，可忽略不计。设罐体荷载在单位面积上产生的平均竖
向压力为P，则环墙受到的径向力亦为P，环墙单位高度 内的
拉力为 ：
= D
2
p
(2)实际施工 ：起拱的罐底混凝土壳与环墙相互作用，
具有一定整体性，罐体荷载一部分通过壳体传至环墙，一部
分传至回填土，进而传递到地基。通过壳体传至环墙的荷载
只由环墙上部承担，即只在环墙上部产生内力，环墙开裂的
形态也说明了这一点。
设罐体荷载在单位面积上产生的平均竖向压力为P，传至
回填土上的压力为P’，通过壳体传至环墙的压力为 (p-p’)，混
凝土垫层中心隆起高度50mm，由壳体传来的荷载在环墙上产
生的径向力为 ，由平衡条件得到 ：
pA=PA+万 tan0
= (p—p ) (p—p’)A9 一 Dtan0 4 Dtan0
(P—P)D
4tan0
式中 ： 为起拱混凝土壳与水平面夹角 (图6)。
假设通过壳体传至环墙的荷载由环墙上端400mm高度范
· 8·
围承担。则环墙上部由于罐体的荷载在环墙单位高度内产生
的环向拉力为 ：
图6 实际施工立面单元简图
(p—P)D D ．Op 』 一— — — — T—— 4tan0 2×0．4 2
(p—P)D D ．Dp
0．16tan0 2 2
： 6．25Dcot ( — ’) + 2 2
6．25Dcot0远大于 1．0，因此由于拱的效应，在环墙内产
生的拉力与原设计相比增加很多，环墙的承载力已不能满足
要求。
4 加固处理 4．1 处理思路
方案一 ：分离混凝土壳与环墙，还原结构体系，改变传
力途径。
方案二 ：约束环墙，提供足够抗力。
3．2 加固方案
如采用第一种方案，需将已安装好的罐体拆除，施工较
为困难，本工程选用第二种方案进行加固处理，具体措施
如下 ：
(1)首先采用灌封胶，对裂缝进行压力灌缝封闭处理。
(2)然后采用外套环形钢箍，增加对环墙的约束，箍板
安装拧紧后对箍板与混凝土壁间的缝隙，采用灌注型结构胶
进行压力灌注。
(3)按加 固设计要求施工完成后，钢构件暴露室外，除
按设计要求做好防腐处理外，应定期进行检查维护，防止锈蚀、
松动等问题发生。
本工程加固完毕后已投入使用，未出现其他问题。
5 结束语
施工过程中的变更应考虑实际施工情况，施工措施不当
可能会改变结
某污水罐基础环墙开裂的原因分析及加固处理（论文）.pdf
