抗?jié)B混凝土滲漏水分析與預(yù)防

謝濮澤　李　兵

摘要：結(jié)構(gòu)自防水已成為我國工程建設(shè)的主要防水技術(shù)措施。它既是承重結(jié)構(gòu)，又極具防水特性。目前抗?jié)B混凝土多采用商品混凝土，優(yōu)點(diǎn)是工序簡便，造價(jià)低廉，防水持久，節(jié)省投資，一般來說，只要設(shè)計(jì)合理，施工優(yōu)良的工程，均能達(dá)到取得較好的效果。如果工程細(xì)部處理不當(dāng)，施工操作不嚴(yán)謹(jǐn)，就容易出現(xiàn)滲漏等質(zhì)量問題。

關(guān)鍵詞：抗?jié)B混凝土 滲漏水 分析

1 抗?jié)B混凝土滲漏原因分析

1.1 設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)抵抗外荷載及溫度、材料干縮、不均勻沉降等變形荷載作用下的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性和抗?jié)B性及細(xì)部構(gòu)造處理的合理性，考慮欠周。

1.2 部分樁基、筏板沒有設(shè)置在可靠的持力層上，基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降。

1.3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后水泥的水化熱很大，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不散發(fā)，因此，混凝土的內(nèi)部溫度顯著升高，但混凝土表面散熱快，這樣就形成較大的溫差，表面拉應(yīng)力增大。此時(shí)，混凝土齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，混凝土就會在表面產(chǎn)生裂縫。這種裂縫，多發(fā)生在混凝土澆筑后的升溫階段?；炷翝仓?，逐漸散熱收縮，加上混凝土硬化過程中內(nèi)部拌合水逐漸水化和蒸發(fā)，以及膠質(zhì)體膠凝作用，使混凝土硬化時(shí)(即降溫時(shí))產(chǎn)生收縮。當(dāng)混凝土收縮時(shí)，受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，就會產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力(即拉應(yīng)力)。此時(shí)，當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。此種收縮裂縫，有時(shí)會貫穿全截面而成為有害的結(jié)構(gòu)性裂縫。混凝土收縮時(shí)，由于表面裂縫處截面削弱，且易應(yīng)力集中，助長了收縮裂縫的開展，因此，地下壓力水從裂縫中滲漏出來。

1.4 大體積防水混凝土施工中，沒有采取積極有效的防裂措施，把防水混凝土等同于一般混凝土，造成開裂。

1.5 產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，但混凝土質(zhì)量優(yōu)劣，卻是關(guān)鍵所在。由于一些混凝土生產(chǎn)企業(yè)片面追求經(jīng)濟(jì)效益，目前商品混凝土供應(yīng)存在如下質(zhì)量問題。

1.5.1 廠家為保證混凝土的強(qiáng)度等級，偏向于加大水泥用量。如C40、C45混凝土采用52.5級硅酸鹽水泥用量都在400kg以上。這樣，因水泥漿過剩，為收縮裂縫提供了可能。

1.5.2 為防止泵送堵管過分強(qiáng)調(diào)大坍落度混凝土。事實(shí)證明，和易性良好的混凝土，現(xiàn)場泵送前測定15～16cm坍落度不僅可泵性良好，且不堵管，更有良好的可振搗性，使混凝土構(gòu)件能獲得高密實(shí)度。可是，一般現(xiàn)場實(shí)測坍落度為21～22cm的C40、C45混凝土和易性差，由于水分大，振搗時(shí)漿水飛濺，樓板不能下棒，只能耥平，這樣的混凝土不但達(dá)不到高密實(shí)度，而且還會影響其耐久性。

1.5.3 混凝土的最短攪拌時(shí)間不按規(guī)范規(guī)定，甚至物料入機(jī)(強(qiáng)制攪拌機(jī))邊進(jìn)料邊出料，砂、石、水分離，無和易性和稠度可言。所摻的外加劑，也因攪拌不透不均勻而失去應(yīng)有的作用。這樣的混凝土既易堵管，且混凝土的強(qiáng)度和微膨脹不能均勻產(chǎn)生，無力抵抗早期和中、后期混凝土的收縮應(yīng)力而導(dǎo)致穿透性裂縫的產(chǎn)生。

1.5.4 不按現(xiàn)場操作環(huán)境實(shí)際需要的坍落度及時(shí)調(diào)整加水量，晴、陰、雨和冰雪天，加水量幾乎一個(gè)樣。有些工地管理人員視而不見，增加了混凝土開裂的可能性。

2 抗?jié)B混凝土滲漏的預(yù)防措施

2.1 設(shè)計(jì)方面

2.1.1 設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮地下水作用的最不利情況，即地下水、地表水和毛細(xì)管水對結(jié)構(gòu)的作用以及由于人為因素而引起的周圍水文地質(zhì)變化的影響。樁基、筏基必須支撐在可靠的持力層上，使結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以抑制地基基礎(chǔ)局部下沉。

2.1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)地下工程確定的幾何尺寸，地基土和樁基情況，驗(yàn)算整澆混凝土由于溫差混凝土收縮所產(chǎn)生的總溫度應(yīng)力是否超過當(dāng)時(shí)基礎(chǔ)混凝土極限抗拉強(qiáng)度，并采取相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B。等級，合理配置鋼筋，提高混凝土的瞬時(shí)極限拉伸值，使大體積混凝土具有足夠的抗裂能力而不出現(xiàn)裂縫。

2.1.3 根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面形狀、荷載、埋深，基礎(chǔ)的強(qiáng)度，采用結(jié)構(gòu)自防水混凝土，即補(bǔ)償收縮混凝土。般在混凝土中內(nèi)摻WG-HEA或UEA膨脹劑，補(bǔ)償混凝土的限制收縮，抵消混凝土結(jié)構(gòu)在收縮中產(chǎn)生的拉應(yīng)力，控制溫差，使結(jié)構(gòu)不裂。

2.1.4 以膨脹加強(qiáng)帶取代后澆縫即在結(jié)構(gòu)收縮應(yīng)力最大的地方多摻入HEA或UEA，產(chǎn)生相應(yīng)較大的膨脹來補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的收縮。加強(qiáng)帶的位置一般設(shè)在結(jié)構(gòu)后澆帶上，寬為2m。后澆帶之間適當(dāng)增加溫度鋼筋10％～15％，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)超長防水結(jié)構(gòu)，其后澆縫設(shè)置可延長至100m以上。對于溫度影響大，墻薄、面大，養(yǎng)護(hù)困難的地下室邊墻、柱墻變截面部位，只需適當(dāng)增加水平構(gòu)造鋼筋和加強(qiáng)鋼筋。特別重要的防水建筑，增加外防水層，即構(gòu)造自防水與建筑防水相結(jié)合，雙防雙保險(xiǎn)。地下工程底板采用現(xiàn)代高效預(yù)應(yīng)力混凝土，對消除結(jié)構(gòu)混凝土裂縫，有其獨(dú)特的效果。

2.1.5 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理設(shè)置后澆帶和變形縫。

2.1.6 設(shè)計(jì)圖中，應(yīng)著重繪制加強(qiáng)帶、后澆帶、變形縫和施工縫等構(gòu)造詳圖，便于施工。

2.2 施工方面

2.2.1 基礎(chǔ)底板澆筑混凝土3d后，內(nèi)部混凝土的實(shí)際最高溫升與混凝土入模溫度之和，即為基礎(chǔ)底板內(nèi)部混凝土的最高溫度。根據(jù)天氣預(yù)報(bào)3d的自然平均溫度并測量混凝土表面的溫度，得出內(nèi)部最高溫度與混凝土表面溫度之差。當(dāng)混凝土內(nèi)外最大溫差小于25℃時(shí)，混凝土就不會產(chǎn)生表面裂縫。施工前為測得混凝土體內(nèi)外溫差，在承臺底板內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的PN結(jié)，作溫度傳感器，使用PN128型遙感溫度巡測儀進(jìn)行測溫。當(dāng)條件不具備時(shí)，也可在測點(diǎn)處埋設(shè)鋼管，在管內(nèi)上下位置用溫度計(jì)進(jìn)行施測，作好測溫記錄，以掌握實(shí)際溫度場的變化。測溫一般從混凝土澆筑12h開始，溫升階段1～3d，每2h測溫一次；降溫階段4～6d，每1h測溫一次。7d以后，每天測溫一次，測溫至少要14d。通過測溫掌握各個(gè)混凝土區(qū)段的溫差。當(dāng)混凝土升至持續(xù)高溫，再逐漸降溫，直到內(nèi)外溫差達(dá)到控制溫度值以下時(shí)，可撤除保溫措施。測溫證明：混凝土澆筑24h，其內(nèi)部溫度急劇攀升，3d達(dá)到峰值，7d以后開始下降。

2.2.2 為減少混凝土內(nèi)部的水化熱，抗?jié)B混凝土用的水泥，宜優(yōu)先選用強(qiáng)度等級為42.5級的礦渣硅酸鹽水泥，內(nèi)摻適量超細(xì)粉煤灰和高效減水劑，可減少水泥用量，提高混凝土的可泵性，但應(yīng)注意延長攪拌時(shí)間。

2.2.3 嚴(yán)格控制砂石含泥量，并通過精心級配，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

2.2.4 基礎(chǔ)底板和圍護(hù)墻可采用240～370mm厚的磚模，混凝土澆筑后，磚模不拆即回填土。采用鋼?；蚰灸r(shí)，在模外掛草簾或麻袋澆水，并于28d后拆模，有條件的建筑，拆模后立即回填土?；炷帘砻娓采w雙層草袋或麻袋澆水養(yǎng)護(hù)；或在混凝土表面用磚做淺水池，池內(nèi)放30cm深的水等，可減少混凝土內(nèi)外溫差，混凝土能得到充分養(yǎng)護(hù)。

2.2.5 基礎(chǔ)底板采用預(yù)應(yīng)力混凝土，利用預(yù)應(yīng)力筋張拉后的彈性回縮，消除結(jié)構(gòu)裂縫。

2.2.6 防水泥凝土必須使用同一品種水泥。當(dāng)有若干個(gè)商品供應(yīng)站供應(yīng)同一施工區(qū)段時(shí)，應(yīng)由主包供應(yīng)站運(yùn)送同一配合比所使用之原材料，按同一配合比用料拌制混凝土。泵送混凝土配合比，砂率38％～145％，輸送高度60～100m時(shí)，坍落度160～180mm，100m以上時(shí)180～230mm。

2.2.7 混凝土采用分層澆筑，泵送混凝土每層厚度300～500mm，插入式振動器分層搗固，板面應(yīng)用平板振動器振搗，排除泌水，進(jìn)行二次收漿。

2.2.8 加強(qiáng)對商品混凝土現(xiàn)場監(jiān)控力度專人檢測混凝土的坍落度和攪拌時(shí)間。

2.2.9 防水混凝土及補(bǔ)償收縮混凝土的養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性，特別是早期養(yǎng)護(hù)更為敏感。一般養(yǎng)護(hù)要注意：

2.2.9.1 防水混凝土和HEA補(bǔ)償收縮混凝土終凝后(澆筑后4～6h)，應(yīng)立即覆蓋雙層草簾或麻袋養(yǎng)護(hù)，3d內(nèi)每3h澆水一次，3d以后，每天4h澆水一次，澆水濕潤時(shí)間不少于14晝夜。

2.2.9.2 不宜采用電熱養(yǎng)護(hù)，因電熱養(yǎng)護(hù)屬“干熱養(yǎng)護(hù)”，混凝土易產(chǎn)生干縮裂縫，也難以控制混凝土內(nèi)外溫差，容易產(chǎn)生溫度裂縫，降低混凝土的抗?jié)B性。

2.2.9.3 不宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，蒸汽養(yǎng)護(hù)會使混凝土內(nèi)部毛細(xì)管在蒸汽壓力作用下擴(kuò)張，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)抗?jié)B性下降。

2.2.9.4 防水混凝土不應(yīng)過早拆模，一般達(dá)到70％強(qiáng)度等級時(shí)，才能拆除，避免混凝土表面裂縫。

2.2.9.5 冬期施工，防水泥凝土的原材料可采用預(yù)熱法，水和骨料的人機(jī)溫度，應(yīng)分別控制在60℃和40℃，混凝土的出機(jī)溫度不宜大于35℃。

2.2.9.6 防水混凝土冬期宜采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)。當(dāng)采用暖棚養(yǎng)護(hù)法時(shí)，棚內(nèi)應(yīng)保持一定濕度，防止混凝土早期脫水。