深基坑鋼筋砼池壁在高溫施工環(huán)境下的防滲技術(shù)實(shí)例

任傳利

中煤大屯建筑安裝工程公司，江蘇 徐州 221611

地下鋼筋砼結(jié)構(gòu)，由于材料、施工或結(jié)構(gòu)變形等因素，滲漏防治、結(jié)構(gòu)變形縫的處理是防水施工薄弱環(huán)節(jié)。在高溫環(huán)境下，水化熱高，干縮快使得鋼筋砼結(jié)構(gòu)表面裂縫，也是滲漏常見的質(zhì)量通病之一?，F(xiàn)就筆者曾經(jīng)參與施工的江蘇大屯鋁業(yè)有限公司污水處理站為例，以鋼筋砼池壁外墻防水混凝土結(jié)構(gòu)的表面裂縫及結(jié)構(gòu)變形縫的處理，進(jìn)行分析和探討其滲漏的原因、預(yù)防措施及修補(bǔ)方法。

1 工程特點(diǎn)

鋁廠污水處理泵站建筑面積1176.08m2，為現(xiàn)澆框架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，局部2層，地下層2層，池底由226根Ф500鉆孔灌注樁支承，基坑挖深12m，混凝土池底板厚1.2m，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C35抗?jié)B等級(jí)S8，池壁厚由下至上1.1m～0.4mm，混凝土總量2400m3，

2 施工條件

基礎(chǔ)混凝土澆筑按工期和施工進(jìn)度要求，安排在8月上旬，正值盛暑炎熱，結(jié)構(gòu)體積大，池子長(zhǎng)寬為50m、25m，池底板厚1.2m，且嵌有暗梁，鋼筋密集。砼澆筑采用泵送混凝土，坍落度14cm～18cm。根據(jù)這些特點(diǎn)，除必須滿足混凝土強(qiáng)度和耐久性等要求外，其關(guān)鍵是確?；炷恋目杀眯裕刂苹炷恋淖罡邷囟燃捌鋬?nèi)外溫差，關(guān)鍵是防止外墻結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害裂縫造成滲漏將會(huì)直接影響防水混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用和使用壽命。

3 滲漏原因分析

1）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因很多，及其復(fù)雜，甚至多種因素相互影響，地下工程混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫的原因大致可以歸納為以下幾點(diǎn)。

（1）混凝土收縮引起的裂縫：產(chǎn)生原因，一般認(rèn)為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫共同作用引起。

（2）原材料及配合比不當(dāng)引起的裂縫：產(chǎn)生原因

①精細(xì)骨料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。

②骨料粒徑越細(xì)、針片狀石子含量越大，混凝土的水泥用量增多，誘發(fā)裂縫產(chǎn)生。

③混凝土外加劑、摻合料選擇不當(dāng)，誘發(fā)裂縫產(chǎn)生。

④水泥品種選用不當(dāng)，礦渣水泥比普通水泥的收縮要大，快硬性水泥收縮更大。

⑤水泥強(qiáng)度等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)影響：水泥強(qiáng)度等級(jí)越高、強(qiáng)度越細(xì)、早強(qiáng)越高，對(duì)混凝土開裂影響越大?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度越高，混凝土脆性越大，越易開裂。

⑥配合比中水灰比過(guò)大。

⑦配合比中設(shè)計(jì)砂率、水灰比選擇不當(dāng)，造成混凝土的和易性差，導(dǎo)致混凝土高析，增加收縮值。

（3）養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的裂縫

①現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑振搗時(shí)操作方法不正確，漏振、欠振影響混凝土密實(shí)性，誘發(fā)裂縫產(chǎn)生。

②混凝土的養(yǎng)護(hù)不到位，造成混凝土早期脫水，誘發(fā)裂縫產(chǎn)生。

③拆模過(guò)早，混凝土強(qiáng)度偏低，導(dǎo)致裂縫。

2）可導(dǎo)致滲漏的其它因素分析

（1）止水螺栓失效，外界水沿螺栓滲入。

（2）地下室過(guò)深，墻壁水壓高，使得地下水?dāng)D入混凝土內(nèi)，造成局部水灰比過(guò)大，抗?jié)B性能減弱。

4 預(yù)防措施

4.1 防水混凝土施工縫處理

采用外貼式橡膠止水帶+雙組分聚硫密封膠進(jìn)行變形縫處理。

1）在澆筑混凝土前，首先在變形縫兩側(cè)預(yù)埋帶有固定外貼橡膠止水條螺栓的鋼板；

2）當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求強(qiáng)度95%以上時(shí)，清理變形縫兩側(cè)的混凝土、預(yù)埋件以及橡膠止水帶表面的油污、附著物等雜物，保持其表面干燥、平整，以防止粘結(jié)不良；

3）依照預(yù)埋鋼板上的螺栓位置、間距，在橡膠止水帶上定位鉆孔；

4）攪拌均勻雙組分聚硫密封膠；

5）在變形縫兩側(cè)均勻涂抹已經(jīng)拌好的雙組分聚硫密封膠；

6）從一端開始鋪橡膠止水帶，使橡膠止水帶與混凝土結(jié)構(gòu)充分粘結(jié)在一起；

7）在橡膠止水帶上安裝金屬壓板，使混凝土與止水帶連接牢固，密封可靠。

按常規(guī)用BW膨脹橡膠止水條或鋼板止水帶作隔水處理。

4.2 防水混凝土結(jié)構(gòu)表面裂縫的預(yù)防

1）混凝土制備工藝

（1）原材料的選擇：保證原材料質(zhì)量，砂的含混量不大于3%，碎石或卵石含泥量不大于1%；選用粒徑較大的石子，以減少用水量和水泥量用量，從而降低水化熱，減少混凝土的內(nèi)外溫差。

（2）選擇水泥：選用徐州淮海42.5R普通硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比，3d的水化熱約可低30%。

（3）在混凝土中摻入了適量的上海產(chǎn)效果明顯優(yōu)于木鈣的E.A-2型緩凝減水劑，可減少拌和用水10%左右，相應(yīng)也減少了水泥用量，降低了混凝土水化熱。摻加減水劑以改善混凝土的和易性，提高了硬化后混凝土的密實(shí)性，從而提高了防水抗?jié)B性能。

（4）摻加磨細(xì)粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性，還可節(jié)約水泥50kg。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增減10kg，其水化熱引起混凝土的溫度相應(yīng)升降1℃～1.2℃，因此可使混凝土內(nèi)部溫度降低5℃～6℃。

（5）根據(jù)天氣溫度調(diào)節(jié)砼的配合比，控制水泥用量。選擇水泥用量小的混凝土配合比，以避免水化熱過(guò)高而引起混凝土開裂。

（6）根據(jù)由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理，可求得混凝土的出機(jī)溫度T，說(shuō)明混凝土的出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比，為此對(duì)原材料采取降溫措施：

將堆場(chǎng)石子連續(xù)澆水，使其溫度自澆水前的56℃降至澆水后的29℃，且可預(yù)先吸足水分，減少混凝土坍落度損失；

黃砂利用地下水淋水冷卻，使之降溫。雖混凝土中水的用量較少，但它的比熱最大，地下水隨抽隨用，這樣一來(lái)，經(jīng)計(jì)算出機(jī)溫度T約為22.8℃，37次實(shí)測(cè)的平均實(shí)測(cè)值23.2℃，送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)溫度為24.6℃，從而使入模溫度大為降低。

（7）本工程基坑挖深12.0m，坑內(nèi)實(shí)測(cè)最高氣溫達(dá)62℃，為避免太陽(yáng)直接暴曬，溫度過(guò)高，造成澆筑困難，在坑底安設(shè)了4臺(tái)大功率通風(fēng)機(jī)，使坑內(nèi)澆筑溫度大幅度降低，不僅控制了最高溫升，而且改善了工人勞動(dòng)條件，得以順利澆筑。

為不使混凝土輸送管道溫度過(guò)高，在管道外壁四周用麻袋包裹，并在其上覆蓋草包并反復(fù)淋水、降溫。

2）施工和養(yǎng)護(hù)

（1）采取階梯狀分層澆筑的方式，每層厚度250mm，以利于混凝土水化熱的散發(fā)。加強(qiáng)混凝土的振搗，特別應(yīng)注意混凝土振搗困難的部位如預(yù)留洞的下方、鋼筋密集區(qū)、梁柱交叉處等部位的振搗工作。采用合理安排澆筑時(shí)間，降低混凝土入模溫度，保證混凝土連續(xù)澆筑，選用低熱水泥，減少水泥用量等方法，以降低水化熱減少混凝土內(nèi)外溫差引起的混凝土裂縫。混凝土施工完畢后應(yīng)特別注意早期養(yǎng)護(hù)，及時(shí)用塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，保持混凝土表面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

（2）養(yǎng)護(hù)：在混凝土裂縫的防治中，對(duì)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)非常重要。

混凝土抹壓后，當(dāng)人踩在上面無(wú)明顯腳印時(shí)，隨即用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，不使透風(fēng)漏氣、水分蒸發(fā)散失并帶走熱量。且在薄膜上蓋兩層草包保濕保溫養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土表面的熱擴(kuò)散 ，延長(zhǎng)散熱時(shí)間，減少混凝土內(nèi)外溫差。經(jīng)實(shí)測(cè)混凝土3天內(nèi)表面溫度在48℃～55℃之間，且很少發(fā)現(xiàn)混凝土表面有裂縫情況。

（3）結(jié)構(gòu)底板和側(cè)壁外防水采用HDPE高密度聚乙稀防水卷材，該卷材具有高度的韌性、優(yōu)良的抗化學(xué)性、抗老化性、耐腐蝕、抗?jié)B性高等性能。適用于承受較大變形的地下防水工程。

（1）基層處理

防水層基層必須堅(jiān)固平整、光潔、不起砂、無(wú)毛刺、不得有疏松、凸起物和凹坑。有凸凹不平和質(zhì)量缺陷部位，將有缺陷的混凝土鑿除，用水沖洗干凈，直至見到堅(jiān)硬的混凝土基層，然后在潮濕的基層表面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型涂料灰漿，厚約1mm左右，隨后用細(xì)石混凝土補(bǔ)平搗實(shí)。

（2）HDPE防水層施工

HDPE防水層施工分為平面鋪設(shè)和立面鋪設(shè)。

①平面鋪設(shè)

將剪好的HDPE卷材鋪在基層上，并按規(guī)定留出卷材與卷材之間的搭接縫，隨鋪卷材隨鋪40mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層，但在卷材搭接縫處先不鋪細(xì)石混凝土，以便焊接搭接縫。

卷材接縫焊接時(shí)，焊接部位要保持干凈。用熱風(fēng)機(jī)將上下兩層卷材實(shí)施熱粘，再用砂輪打毛機(jī)將焊接處打毛，然后用手持溫控?zé)崛酆笜尲昂笚l將上下層卷材焊牢。卷材焊牢后，再用細(xì)石混凝土將接縫部位澆筑嚴(yán)密。

②立面鋪設(shè)

在立面卷材鋪設(shè)的最高處按間距300mm以墊鐵壓緊卷材，用射釘將卷材固定，上部卷材固定后，下部卷材同底面卷到立面的卷材在立面上距底面300mm～400mm處搭接焊牢，并將卷材豎縫焊牢，隨后即砌筑磚墻保護(hù)墻，隨砌磚墻隨以水泥砂漿將保護(hù)墻與卷材防水層之間的縫隙填實(shí)，然后回填土

5 其它因素導(dǎo)致滲漏的預(yù)防

1）固定模板用的鐵絲和螺栓不應(yīng)穿過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)；如必須穿過(guò)時(shí)，應(yīng)按常規(guī)在固定模板的螺栓中央焊接止水環(huán)；

2）地下外墻外易積少量水，在澆筑后澆縫混凝土?xí)r，為了預(yù)防外界水滲入混凝土中，可采導(dǎo)水法。在混凝土澆筑前，預(yù)先于后澆縫下部埋入導(dǎo)水鋼管，使可能出現(xiàn)的少量積水暫時(shí)先沿此管流入積水坑，待后澆縫混凝土性能穩(wěn)定后，再沿管鑿開混凝土，割去外露部分，管內(nèi)用防水砂漿分層填實(shí)，最后作后澆縫防滲處理。

6 混凝土裂縫早期處理

1）表面處理法：包括現(xiàn)在涂抹法和表面修補(bǔ)法。表面涂抹法適用于難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的裂縫。表面修補(bǔ)法適用于大面積漏水部位的防滲補(bǔ)漏，主要指蜂窩抹面、變形縫等部位；

2）填充法：用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來(lái)修補(bǔ)較寬的裂縫，作業(yè)方法簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。

7 結(jié)論

地下工程的防水是系統(tǒng)防水，從構(gòu)造層次上講防水需要上下層次的配合與銜接；從具體操作上講，做好防水即需要好的防水材料，還需要完善的防水設(shè)計(jì)和精心的防水施工。由于本工程從施工準(zhǔn)備到施工過(guò)程中進(jìn)行嚴(yán)格控制，采取一系列技術(shù)措施和方法，嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)及強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，提高整體協(xié)同意識(shí)，大大提高工程抗裂防滲效果，該工程已使用1年多，尚未發(fā)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)裂縫及滲水現(xiàn)象，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。工程實(shí)踐證明。堅(jiān)持“以防為主，多道設(shè)防，綜合治理”的綜合防水施工技術(shù)。通過(guò)嚴(yán)格管理，精心施工一定能取得良好的防水效果。