近年来，市政给排水工程中，盛水构筑物呈现布置一体化、复杂化的发展趋势。随着水池规模的不断增加，超长水池结构的裂缝控制成为设计中的难点。传统方法是通过在一定结构尺寸内设置足够多的变形缝l解决施工阶段和使用阶段混凝土可能出现的裂缝问题。然而，超长水池中的变形缝给使用功能、后期养护、抗震要求等都带来诸多不便。例如变形缝会对止水带的耐久和维修产生不利影响，设置变形缝不利于结构抗震，设缝的构筑物在地震中发生碰撞。因此超长水池结构的无缝设计具有重要的意义。超长水池不设缝应用情况见表1

    超长不设缝水池主要集中在全地埋式，最长可达278 m。半埋式水池受温度作用等控制因素更多，条件更加复杂，目前工程中的尺寸受限，长度一般控制在100 m以内。

1、工程概况
    上海市青浦第二污水处理厂(以下简称青浦厂)位于青浦工业园区，A30郊环线西侧、上达河北侧。改良型Bardenph。生物反应池采用半埋式地下结构，长118.4 m、宽_5_5.8 m，高10.6 m，地面以上4.7  m，地下埋深_5.9 m(见图1)，顶板上为种植屋面，基础为劲性复合桩基，混凝土强度等级均为C3_5，最大水胶比0._50，抗渗等级为P6。

    青浦厂生物池属于超长混凝土水池，不设缝可带来诸多好处，成为业主、设计、施工共同的诉求，但不设缝设计受到以下因素的制约。
    1)水池结构。长118.4 m，超过目前应用的半埋式水池超长不设缝设计的限制，对设计和施工都是挑战。
    2)水池。全闭口设计，对于敞口水池，本池体自身约束更高。在温湿度变化因素的作用下，内部变形应力更大，不利于混凝土裂缝控制。
    3)水池为半埋式水池。全埋式水池有覆土保护，天然保温状况更好，设计可考虑适当减少温湿度应力的作用;而半埋式水池，从施工到使用，温湿度作用强烈且频繁，设计必须做好全过程裂缝控制。

2、超长水池混凝土结构裂缝控制方法

水池混凝土裂缝产生原因
    水池混凝土结构的裂缝产生原因主要包括以下几个方面。
    1)结构性裂缝。它是荷载作用下的裂缝，包括在自重、水、土压力、震动荷载等作用下混凝土受拉应力开裂，约占总裂缝的10%0
    2)非结构性裂缝。它是变形作用下的裂缝，变形作用又可分为以下几类。
    (1)温度作用。包括水化热、生产热、气温等。
    (2)收缩变形。包括自生收缩、塑性收缩、干燥收缩等。
    (3)膨胀变形。包括化学腐蚀膨胀、结冰膨胀、碱集料反应等。
    (4)基础变形。包括沉降差异、地基变形等。
    大量水池工程裂缝处理案例表明，水池结构中80%-90%的裂缝都是由于变形作用导致，所以控制变形是超长结构裂缝治理控制因素中的关键。
    3)其他裂缝。由其他因素如碱集料反应、惯性力、混合作用等产生的裂缝，约占总裂缝的10%。

控制超长水池结构裂缝方法
    通过有效的途径解决超长结构的裂缝控制主要有“抗”和“放”[2]的办法。在混凝土中施加压应力的方法为“抗”;释放混凝土收缩变形，避免约束引起混凝土产生拉应力的方法称为“放”。超长混凝土结构变形作用产生的裂缝，主要通过以下措施防御。
    1)预应力钢筋混凝土。此办法对于超长水池结构需施加多个锚固段，不利于布置，且对施工单位要求高，在水池结构中应用较少。
    2)变形缝。变形缝可以很好解决混凝土变形作用引起的裂缝，在水池结构中应用最广。随着大尺寸混凝土结构的应用及变形缝材料耐久性问题的频现，业主要求不设缝。
    3)补偿收缩混凝土。采用补偿收缩抵抗混凝土收缩引起的开裂，是近年来解决大体积混凝土因温差作用引起开裂的主要手段。
    4)后浇带和加强带。遵循“放”的原则，将超长水池混凝土结构分区块施工，释放各区块混凝土施工期的变形作用后，浇筑后浇带，控制施工时混凝土收缩裂缝。遵循“抗”的原则，在大体积混凝土区块内设置膨胀加强带，预先增加混凝土内部压应力，抵抗养护期混凝土的收缩变形。此办法是控制超长水池结构伸缩裂缝的常用办法。
    5)预制构件、跳仓法等。这是有效控制混凝土施工浇筑时产生裂缝的措施，但在水池结构中应用较少。

超长水池不设缝设计方案
    经过多方案比较，考虑施工过程和使用阶段裂缝产生的诸多因素，充分论证和计算后，青浦厂生物反应池工程采用以下措施控制半埋式超长水池混凝土结构的裂缝产生。

后浇带、加强带
    青浦厂生物反应池纵向布置复杂，横向后浇带会影响施工组织，故在纵向设置2道后浇带，将整个生物反应池划分为左、中、右3个分区(见图2 ),分区尺寸分别为(39._5 x _5_5.8)m,(41.3x55.8)m,(35.6x55.8)m。每个大分区再分别设置横纵2道膨胀加强带。通过后浇带、加强带的划分(见图3,图4)，将施工过程中的变形应力主动释放和抵抗消耗掉，完成超长水池不设缝浇筑成型。

镁质高性能抗裂剂
    针对该项目抗裂、防水需要，为防止水池混凝土收缩变形开裂、保证混凝土结构自防水性能，水池底板、侧墙、顶板混凝土掺人镁质高性能混凝土抗裂剂。镁质高性能抗裂剂[L3J主要成分为氧化镁类膨胀剂，具有延迟性的微膨胀，相较普通膨胀剂具备一定长龄期、持续膨胀的特性，其中胶砂限制膨胀率指标见表2。

加强施工养护
    超长水池混凝土结构的浇筑质量和养护措施对混凝土的开裂尤为重要。针对该项目采用抗裂措施，对施工单位的浇筑和养护方案提出以下要求。
    1)镁质高性能混凝土抗裂剂配置的补偿收缩混凝土应重视养护，湿养14d，以保证膨胀效果得以充分发挥。建议掺量26_50 kg/耐，后浇带或膨胀加强带掺量应提高一个等级。
    2)镁质高性能混凝土应加强数据监测，注意混凝土内部温升，限制膨胀率、混凝土应变及裂缝等。
    3)后浇带应在两侧池壁混凝土浇筑完成42 d后方可施工，后浇带混凝土养护时间)28 d。加强带两侧混凝土浇筑完成后，进行膨胀加强带内混凝土浇筑，避免冷缝的产生。

设置抗温度力构造钢筋
    考虑温湿度作用:池内外温差20.0 K ,弯矩折减系数0.6_5 ,混凝土线膨胀系数1.00(10-5/0C)，计算侧墙温湿度作用附加弯矩见表30




    青浦厂生物反应池全长118.4 m，半埋式闭口不设缝，混凝土结构质量良好，完整度高，表面无明显裂缝。生物反应池从建成使用到现在，已经历2个寒暑交替的考验，使用情况良好，为超长水池结构的设计和施工都积累了宝贵的经验(见图5 )。