城市地鐵結(jié)構(gòu)混凝土質(zhì)量缺陷治理探析

那金鳳

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京210006）

1 工程概況

以某地鐵工程為例，該地鐵車站基坑支護(hù)采用的是地下連續(xù)墻與內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合的方式，豎向存在四道支撐體系。地下連續(xù)墻總計(jì)71 幅，幅寬6m，墻厚與墻身分別為1m、27 ～30m，使用工字鋼結(jié)構(gòu)。就內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)而言，鋼筋混凝土與鋼管是其主要的支撐類型，墻頂冠梁處為第一道混凝土支撐，標(biāo)準(zhǔn)段采用鋼筋混凝土支撐，混凝土支撐體系的縱向間距維持在9m 左右。第二、三道支撐均為鋼支撐結(jié)構(gòu)，間距在3m 左右。

2 各種缺陷產(chǎn)生的原因

2.1 麻面

在地鐵結(jié)構(gòu)混凝土中，麻面主要表現(xiàn)在混凝土表面局部缺漿粗糙、小凹坑的現(xiàn)象，即使存在這種現(xiàn)象，但混凝土表面不存在漏筋現(xiàn)象。麻面的產(chǎn)生是多種因素造成的，具體包含以下方面：（1）混凝土澆筑之前，模板的水分、濕潤(rùn)度不足。（2）模板中的隔離劑涂刷不均勻，甚至存在漏刷現(xiàn)象。（3）模板拼縫的密實(shí)性不足，混凝土澆筑過程中存在漏漿現(xiàn)象。（4）混凝土的振搗沒有嚴(yán)格按照其要求來實(shí)施，存在振搗不密實(shí)、氣泡未排出的現(xiàn)象。

2.2 蜂窩

蜂窩主要出現(xiàn)在模板拆除以后，構(gòu)件表面存在疏松、石子間空隙的現(xiàn)象，形成了蜂窩狀窟窿，其產(chǎn)生的原因包含了以下方面：（1）混凝土澆筑中漿的單邊流向。（2）混凝土攪拌時(shí)間把控不足，存在攪拌時(shí)間過短、攪拌不均勻的現(xiàn)象。（3）混凝土下料不當(dāng)所產(chǎn)生離析現(xiàn)象。（4）混凝土澆筑沒有遵循分層、分段的澆筑原則。

2.3 凸凹錯(cuò)臺(tái)

凸凹錯(cuò)臺(tái)主要發(fā)生在模板拆除以后，表現(xiàn)在混凝土模板接縫處的錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。造成此現(xiàn)象的原因包含了以下方面：（1）模板接縫處理不到位，平整度沒有達(dá)到工程施工的基本要求。（2）模板外支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足，澆筑過程中存在跑模、變形等現(xiàn)象。

2.4 露筋

漏筋現(xiàn)象主要是由于鋼筋混凝土澆筑過程中的振搗不到位所引起的，振搗不到位使得保護(hù)層墊塊設(shè)置不當(dāng)，混凝土的坍落度較小，沒有科學(xué)地進(jìn)行拆模時(shí)間的規(guī)劃，導(dǎo)致鋼筋外漏的現(xiàn)象明顯。具體而言，主要是由以下因素引起的：（1）澆筑混凝土階段的鋼筋保護(hù)層墊塊設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致鋼筋緊貼模板出現(xiàn)外漏現(xiàn)象。（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的鋼筋分布過多，石子卡于鋼筋上，水泥砂漿不能充滿鋼筋四周。（3）混凝土配比不科學(xué)發(fā)生離析現(xiàn)象，模板漏漿。（4）混凝土保護(hù)層設(shè)置不當(dāng)，保護(hù)層位置振搗不密實(shí)。

2.5 孔洞、疏松與夾渣

混凝土結(jié)構(gòu)孔洞的出現(xiàn)主要是混凝土振搗不到位，存在漏振的現(xiàn)象，使得混凝土架空，尤其是在邊角等位置?；炷羶?nèi)部雜物的存在也會(huì)引起孔洞的出現(xiàn)?；炷潦┕ぶ写嬖诎嗤恋默F(xiàn)象。疏松多是混凝土局部振搗不密實(shí)所引起的。而夾渣產(chǎn)生的原因較多，主要是施工縫的處理不到位、施工縫中的雜物處理不徹底、混凝土的離析現(xiàn)象、振搗不到位所引起的。

2.6 裂縫

（1）頂板裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)施工中，在外荷載與變形作用下，頂板極易出現(xiàn)裂縫。如果地鐵車站在未承受荷載的情況下，裂縫已趨于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，就不會(huì)存在裂縫的擴(kuò)展、變形現(xiàn)象，因此，此時(shí)的裂縫與外荷載基本不存在關(guān)系?；趯?duì)裂縫發(fā)生時(shí)間、擴(kuò)展過程等的分析，水泥的水化熱現(xiàn)象、溫度變化、混凝土收縮等引發(fā)裂縫出現(xiàn)的概率極大，并會(huì)誘發(fā)裂縫的擴(kuò)展與變形。

（2）側(cè)墻裂縫。側(cè)墻裂縫主要表現(xiàn)為表面裂縫與貫穿裂縫。前者主要是在內(nèi)約束作用下產(chǎn)生的。具體來說，側(cè)墻澆筑過程中，混凝土?xí)嬖诳焖偕郎氐倪^程，當(dāng)澆筑結(jié)束以后，混凝土溫度的溫度達(dá)到最高，在側(cè)墻的模板拆除過程中，混凝土逐步降溫，在此過程中，側(cè)墻表面極易形成由中間向上下延伸的豎向裂縫。由于地鐵工程中側(cè)墻混凝土的厚度較大，隨著混凝土硬化作用的增強(qiáng)，水泥水化熱的反應(yīng)逐步減小，出現(xiàn)混凝土的收縮現(xiàn)象。當(dāng)新混凝土澆筑于老混凝土表面時(shí)，側(cè)墻與底板之間會(huì)產(chǎn)生黏結(jié)力，基于澆筑順序的不同，新舊混凝土存在彈性模量、收縮程度等的差異性。在此條件下，側(cè)墻收縮受到底板收縮的約束作用，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，從而使得舊混凝土的黏結(jié)面出現(xiàn)剪應(yīng)力，此時(shí)，混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度，一旦拉應(yīng)力、剪應(yīng)力等超過其本身的抗拉強(qiáng)度以后，就會(huì)逐步產(chǎn)生貫穿裂縫。

3 混凝土缺陷處治方案

3.1 麻面缺陷處理

就地鐵結(jié)構(gòu)混凝土存在的麻面現(xiàn)象，可以使用鋼絲刷進(jìn)行麻面位置的清洗，使得麻面位置保持其濕潤(rùn)性。結(jié)合配比實(shí)驗(yàn)，科學(xué)確定補(bǔ)強(qiáng)水泥砂漿的配比，使其可以用于麻面處的抹平處理，當(dāng)水泥砂漿凝固以后，使用砂輪等加以打磨處理，保證其色澤等與原有的混凝土一致。

3.2 蜂窩、露筋缺陷處理

針對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)混凝土的蜂窩與漏筋現(xiàn)象，需要人工采用手鑿、砂輪機(jī)對(duì)混凝土基面加以處理。人工手鑿鑿除混凝土表面的浮漿、松散等位置，用砂輪機(jī)打磨凸出的砂子或者砂漿。如果在此過程中存在漏筋現(xiàn)象，需要使用砂輪機(jī)對(duì)漏筋位置進(jìn)行全面的打磨與除銹處理，清除漏出位置的粉塵等，隨后使用基面清潔劑清潔混凝土基面，保持混凝土基面的新鮮度。先后使用高補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠、高強(qiáng)環(huán)氧砂漿修復(fù)，當(dāng)表面凝固、干燥以后方可進(jìn)行外觀的修復(fù)，如圖1 所示。

圖1 蜂窩缺陷處理示意圖

3.3 錯(cuò)臺(tái)缺陷處理

對(duì)于凸凹錯(cuò)臺(tái)缺陷的治理，相關(guān)的工程人員應(yīng)該盡早采用鑿除、打磨的方式加以處理。如果存在較為嚴(yán)重的凹陷現(xiàn)象，打磨與鑿除處理不能達(dá)到理想的治理效果，就需要進(jìn)行凹陷部位的鑿毛處理，隨后使用一級(jí)配細(xì)石混凝土或者砂漿等對(duì)凹陷部位加以填補(bǔ)，該處理方式與麻面治理有著異曲同工之處。

3.4 孔洞、疏松與夾渣處理

對(duì)孔洞而言，在鋼筋密集位置，或者復(fù)雜位置，采用細(xì)石混凝土澆灌，保證其振搗的密實(shí)性，在預(yù)留孔洞兩端的下料中，要保持同步性，防止漏振，及時(shí)清除混凝土中的土塊等雜物。對(duì)疏松的處理主要是要保證振搗的密實(shí)性。夾渣處理，需要嚴(yán)格根據(jù)工程施工的要求加強(qiáng)對(duì)施工縫的處理，保證接縫位置的處理效果。

3.5 裂縫處理

（1）裂縫灌止水膠處理。地鐵結(jié)構(gòu)混凝土施工中存在的裂縫包含了滲水裂縫與不滲水裂縫兩種。在裂縫的處理上，可以采用高壓注漿注入環(huán)氧樹脂止水膠的方式進(jìn)行滲水裂縫的處理，有些裂縫中由于存在流水，止水膠難以發(fā)揮其功效，可以采用壓力灌注水泥—水玻璃雙漿液與環(huán)氧止水膠相結(jié)合的方式加以處理。對(duì)高壓注漿止水方式而言，其所使用的材料為環(huán)氧樹脂與各種助劑形成的環(huán)氧樹脂堵水材料為主，這種材料本身具有固結(jié)快的特征，在有水條件下，該材料的黏結(jié)強(qiáng)度極大，因此，可以起到良好的止水效果，避免裂縫的擴(kuò)展。材料性能要滿足的要求如表1 所示。施工工藝包含了裂縫的檢查與標(biāo)注、埋高壓注漿嘴、注環(huán)氧止水膠、注膠效果檢查、補(bǔ)注止水膠、檢查注膠效果、注聚氨酯止水膠與環(huán)氧止水膠、拆灌漿嘴、槽孔修補(bǔ)、裂縫處理檢查與質(zhì)量驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，這種裂縫處理的工藝具有復(fù)雜性，需要對(duì)每一環(huán)節(jié)加以質(zhì)量控制，保證其處理效果。

檢查裂縫情況是為了確定灌漿孔的位置與間距，隨后對(duì)施工區(qū)域加以清理，鑿除砼表面的析出物。使用鉆孔在孔洞四周加以鉆泄壓孔，科學(xué)進(jìn)行鉆頭直徑、鉆孔角度等的控制與檢查。一般情況下，泄壓孔的間距在20 ～50cm，在裂縫兩側(cè)呈現(xiàn)交錯(cuò)布置的裝填，保證灌漿液可以順利注入孔內(nèi)。將環(huán)氧樹脂混合物攪拌均勻，應(yīng)用高壓灌漿機(jī)將其灌入，當(dāng)相鄰孔開始出漿以后，保持壓力3 ～5min，方可停止本孔的灌漿注入。如果裂縫中有水，可以改用環(huán)氧止水膠與聚氨酯止水膠聯(lián)合注入的方式。灌止水膠處理中，如果裂縫中有水，止水膠不能在此狀態(tài)下固化，可以通過灌環(huán)氧樹脂止水膠與聚氨酯止水膠的處理方式，隨后黏貼芳纖維布，提升裂縫的封閉效果，纖維與裂縫要呈現(xiàn)直角的狀態(tài)，保持垂直。其實(shí)際的處理包含了定位放樣、混凝土表面處理、修復(fù)不平整部位、涂刷地層樹脂、粘貼芳綸纖維布、表面防護(hù)等過程。

表1 環(huán)氧樹脂堵漏材料基本性能指標(biāo)表

（2）黏貼芳綸纖維布。對(duì)于側(cè)墻裂縫的處理，可以在注膠后粘貼芳綸纖維布的處理方式，在黏貼過程中，纖維方向要與裂縫相垂直，布跨縫長(zhǎng)度在50cm 左右。對(duì)裂縫加以處理以后，要進(jìn)行必要的批面處理，保持其處理以后的外觀與其他部位相接近。

（3）其他處理措施。裂縫的處理理方式較多，比如可以在混凝土施工中摻加適量的高效減水劑、泵送劑，減少混凝土中的用水量。在實(shí)際的施工過程中，對(duì)下料速度加以把控，避免下料速度過快，保證振搗的密實(shí)性與均勻性。在混凝土的養(yǎng)護(hù)中，盡量延長(zhǎng)其養(yǎng)護(hù)時(shí)間，盡量使用抗裂性、抗?jié)B性等較好的高性能混凝土。在混凝土澆筑的抹光面，要及時(shí)采取覆蓋、灑水等養(yǎng)護(hù)措施，在終凝之前進(jìn)行二次抹壓處理，在大風(fēng)天氣下要設(shè)立相關(guān)的擋風(fēng)設(shè)施。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來，隨著地鐵在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用日漸突出，地鐵工程項(xiàng)目逐步增多，地鐵混凝土結(jié)構(gòu)施工中，常常存在著諸多方面的問題，導(dǎo)致地鐵工程面臨著各種質(zhì)量缺陷，在施工過程中要針對(duì)這些質(zhì)量缺陷加以處理，保證混凝土結(jié)構(gòu)各個(gè)施工環(huán)節(jié)的整體效果，提升地鐵工程的整體質(zhì)量，為人們出行提供便利，緩解城市的交通壓力，帶動(dòng)城市的快速發(fā)展。