熱帶地區(qū)混凝土蓄水結(jié)構(gòu)滲漏探析與防治

李征峰

（中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司，北京 100142）

1 工程概況

卡賓達(dá)省位于剛果河口以北，安哥拉本土西北方，西瀕大西洋，南緯5°線橫穿境內(nèi)，屬熱帶雨林氣候。每年旱季為5～9月，雨季為10月～次年4月，常年高溫，濕度較大?？ㄙe達(dá)供水項目1標(biāo)段包含取水泵站、薩薩扎烏水處理廠、卡柏塞拉7 000 m3蓄水池、蘭達(dá)納蓄水池（1 000 m3）及配套設(shè)施、67 km球墨鑄鐵輸水主管道、弗蒂拉、卡約及錫伯杜入戶管網(wǎng)，薩薩扎烏水處理廠日處理能力為5 萬t。

蓄水結(jié)構(gòu)為：預(yù)氧化池、機(jī)械攪拌澄清池、濾池、清水池、卡柏塞拉蓄水池及蘭達(dá)納蓄水池，所有池體均為蓄水抗?jié)B結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級為C30，抗?jié)B等級為S6。

2 池體混凝土滲漏現(xiàn)狀統(tǒng)計

通過對水廠已經(jīng)澆筑完成的1#、2#機(jī)械攪拌澄清池以及V型濾池6～10號池底板的全面檢查，針對存在的問題進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計，結(jié)果如表1所示。

表1 池體混凝土滲漏統(tǒng)計

3 蓄水結(jié)構(gòu)滲漏的主要成因及機(jī)理

3.1 溫度原因

卡賓達(dá)省位于剛果河口以北，安哥拉本土西北方，西瀕大西洋，南緯5°線橫穿境內(nèi)，屬熱帶雨林氣候，常年高溫，施工現(xiàn)場紫外線強(qiáng)，氣候溫度過高。因在混凝土硬化過程中光照充足，導(dǎo)致迎光面和背光面的溫度存在差異。由于內(nèi)外兩邊的水分蒸發(fā)速度、溫度冷卻速度不一致，迎光面水分的快速蒸發(fā)，使混凝土快速硬化，進(jìn)而導(dǎo)致體積收縮變小。背光面體積收縮速度低于迎光面收縮速度，導(dǎo)致迎光面混凝土需承受更多的拉力，產(chǎn)生干性縫隙。

3.2 施工原因

（1）吊車配合料斗澆筑，施工速度慢。澆筑速度慢，不能連續(xù)澆筑，同時天氣溫度高，混凝土硬化時間縮短，易造成兩層混凝土間的水平貫穿裂縫收縮。（2）拌和機(jī)拌和量少、拌和次數(shù)多、入倉高度大，易產(chǎn)生混凝土離析，使混凝土黏結(jié)力不足，導(dǎo)致拌和的骨料因自身重量逐漸下沉。此時混凝土內(nèi)部還未徹底硬化，導(dǎo)致塑性收縮的情況出現(xiàn)，如果骨料下沉的過程觸碰鋼筋，會產(chǎn)生與鋼筋方向相同的裂紋。（3）拉桿止水翼環(huán)焊接不嚴(yán)密、穿墻螺栓在外墻面切割時留頭較長、外部抹砂漿時未能將鋼筋頭蓋嚴(yán)，尤其鋼筋頭露在抹灰層外做防水時，穿破防水層，在地下水作用下形成化學(xué)腐蝕，并不斷向內(nèi)墻方向腐蝕造成漏水。（4）混凝土振搗時間不均。對混凝土過振造成混凝土發(fā)生離析，引發(fā)骨料下沉，造成塑性裂縫，振搗不到位引起孔洞、不密實、蜂窩和麻面等現(xiàn)象，影響混凝土強(qiáng)度，繼而對混凝土和鋼筋之間受力產(chǎn)生影響，成為裂縫的初始點，造成滲漏和結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量隱患。（5）隱蔽部位振搗不到位。混凝土內(nèi)埋設(shè)穿線管、穿墻管等，由于振搗不到位或漏振，造成混凝土不密實、孔洞等現(xiàn)象，沿管壁滲水。（6）袋裝水泥人工上料，導(dǎo)致水灰比不準(zhǔn)確。如果加水過多使硬化過程延長，將導(dǎo)致收縮量增加，引發(fā)收縮裂縫。（7）振搗順序有誤。振搗下一步底板混凝土?xí)r，前一步已振搗完的底板和墻根20～30 cm高混凝土受牽連振動，使已振搗部分混凝土過振引發(fā)離析。

3.3 材料原因

（1）砂子含雜質(zhì)較多，如砂子中的云母超標(biāo)，將影響骨料與水泥之間的凝結(jié)力，使粗集料下沉，細(xì)集料上浮，導(dǎo)致貫穿裂縫；砂石中含泥土較多，會增加水的用量，延長凝結(jié)時間，導(dǎo)致收縮量增加引發(fā)收縮裂縫，影響混凝土強(qiáng)度。

（2）碎石質(zhì)量不佳?？ㄙe達(dá)當(dāng)?shù)刂挥新咽颐芏炔痪鶆?，無法保證混凝土的密實度、強(qiáng)度。

（3）模板變形。水廠建筑工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，V型濾池占用大量模板，模板需求量大，使模板的周轉(zhuǎn)率增加，同時支、拆模板難度大，導(dǎo)致施工中竹膠板損壞嚴(yán)重，鋼模強(qiáng)度不足使其在混凝土澆筑施工時變形。當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T技能水平不高、局部安裝不密實、混凝土漏漿嚴(yán)重，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生鼓包或裂縫。

3.4 人員原因

（1）施工人員經(jīng)驗不豐富，處理問題不及時，工作人員操作技能不高，培訓(xùn)少。

（2）部分工作人員責(zé)任心不強(qiáng)，質(zhì)量意識不夠；職工缺乏敬業(yè)精神、責(zé)任觀念、質(zhì)量教育，如未科學(xué)計算拌和比，材料檢測、監(jiān)督等工作流于形式，導(dǎo)致施工現(xiàn)場、材料質(zhì)量和強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫。

4 針對蓄水結(jié)構(gòu)的滲漏防治措施

4.1 溫度因素控制

（1）改善施工環(huán)境。注意施工順序，控制施工質(zhì)量，防止產(chǎn)生蜂窩麻面和裂縫，項目所在地區(qū)為熱帶地區(qū)，溫度高、濕度大，易導(dǎo)致外界水分侵入和溫度差異對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

（2）原材料降溫處理。將砂石骨料提前3 d堆入遮陽棚下并灑水，以降低原材料溫度。

（3）保證混凝土溫度。在運(yùn)送過程中用濕潤的麻袋布覆蓋混凝土，以免混凝土溫度過高。為混凝土施工工作面搭設(shè)遮陽棚，以降低環(huán)境溫度，澆筑完畢后及時使用濕潤的土工布覆蓋。以保證溫度均衡。

（4）控制養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。養(yǎng)護(hù)期間始終保持土工布的濕潤，當(dāng)土工布干燥立即進(jìn)行下一次養(yǎng)護(hù)灑水，夜間的養(yǎng)護(hù)工作同樣重要。

4.2 施工質(zhì)量控制

（1）合理調(diào)配機(jī)械，加強(qiáng)現(xiàn)場管理。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，提前考慮混凝土澆筑順序，合理調(diào)配人員、機(jī)械，混凝土澆筑前機(jī)械停放到位，事先標(biāo)識放料點，由專人負(fù)責(zé)混凝土放料，保證混凝土澆筑順利、不間斷。要求實驗室優(yōu)化配合比，延長混凝土初凝時間，避免混凝土冷縫[1]。

（2）檢查防水拉桿，拆模后及時防腐。支模前檢查所有止水拉桿，止水翼環(huán)焊接應(yīng)該滿焊，不得有任何漏焊，焊接完畢后徹底清理焊渣，不得沾染任何油污；拆模后對伸出墻面外的拉桿進(jìn)行再次切割、打磨，并按照技術(shù)要求做好防腐處理，禁止鋼筋頭露在抹灰層外。

（3）按照規(guī)范嚴(yán)格控制混凝土振搗時間。對工班下發(fā)書面技術(shù)交底，混凝土搗鼓由中方人員負(fù)責(zé)，每次插入振搗時間為20～30 s，混凝土自吊斗口下落的自由傾落高度不得超過2 m，澆筑高度如超過3 m須使用串桶或溜管等，振搗器應(yīng)快插慢拔，插點應(yīng)均勻排列、逐點移動，不得遺漏，做到均勻振實。

（4）明確施工順序，現(xiàn)場指導(dǎo)?，F(xiàn)場指導(dǎo)施工，振搗下部底板混凝土?xí)r，禁止將振搗棒插到上部混凝土內(nèi)及兩處混凝土交界處，應(yīng)離開一定距離且大于振搗棒振幅距離，避免已振搗完工的底板和墻根混凝土再次振搗。澆筑高墻根混凝土?xí)r應(yīng)在底板混凝土初凝后澆筑，注意振搗棒不插入已初凝的底板混凝土內(nèi)。

（5）隱蔽部位專人盯控，防止漏振。針對V型濾池工藝復(fù)雜、預(yù)埋穿墻管較多的現(xiàn)場，每次在濾池混凝土澆筑時，安排專人負(fù)責(zé)穿墻管周圍混凝土搗鼓，在有套管的部位混凝土澆筑時，從套管兩側(cè)下料，振搗時從兩側(cè)振至套管底部，待充分搗鼓后方可施工穿墻管上部混凝土。

4.3 材料質(zhì)量控制

（1）修補(bǔ)模板，支模嚴(yán)禁隨意拼湊。修理、打磨變形的鋼模板，修補(bǔ)拉桿孔洞，嚴(yán)禁使用損壞嚴(yán)重的竹膠板，支模時模板接縫處貼雙面膠，防止接縫過大漏漿，拆模時應(yīng)輕拿輕放并擺放整齊，禁止從高處扔到地面，安排專人負(fù)責(zé)模板打磨、修復(fù)工作管理，未經(jīng)修補(bǔ)的模板嚴(yán)禁使用，加強(qiáng)支模過程監(jiān)督，支好的模板由項目部工管部負(fù)責(zé)驗收，發(fā)現(xiàn)問題及時返工。

（2）控制骨料質(zhì)量。使用前清洗拌和骨料，以免骨料含有較多泥土雜質(zhì)，嚴(yán)格控制粒徑大小，粒徑越小發(fā)生收縮裂縫的可能性越大。

（3）拌和水和外加劑。注意拌和用水、外加劑不能含有較多雜質(zhì)，如在山區(qū)施工時，山泉水中堿性較高，直接使用可能引發(fā)堿骨料反應(yīng)。在海邊施工時，海水中的雜質(zhì)可能引發(fā)混凝土的鈣化反應(yīng)，導(dǎo)致自生收縮。

4.4 人員因素控制

（1）理論學(xué)習(xí)，現(xiàn)場指導(dǎo)。對抗?jié)B混凝土施工工藝、技術(shù)要求進(jìn)行講解，邀請專家講解供水工藝要求、池體滲漏對工藝和結(jié)構(gòu)的重要性，傳授混凝土防滲漏措施，在施工現(xiàn)場對當(dāng)?shù)毓ぷ鬟M(jìn)行技術(shù)交底，并制定對應(yīng)的措施。

（2）提高認(rèn)識，加強(qiáng)質(zhì)量意識教育。講解質(zhì)量對工程的重要性、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等，按照水廠結(jié)構(gòu)物確定具體負(fù)責(zé)人，加強(qiáng)施工人員的質(zhì)量意識、責(zé)任意識。

5 池體滲漏處理

經(jīng)過已完工蓄水結(jié)構(gòu)滲漏的分析，后續(xù)施工的池體滲漏現(xiàn)象得到明顯改善，但較大結(jié)構(gòu)仍存在個別滲漏現(xiàn)象，如7 000 m3蓄水池，針對滲漏部位的處理本工程均采用水活性灌漿工藝。

“水活性灌漿”是所有不同低黏度的聚氨酯預(yù)聚合物液體的總稱。其遇到水（甚至潮氣）便與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這種化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生無害的CO2氣體，灌漿體積膨脹，使灌漿進(jìn)一步滲透到細(xì)縫中。膨脹結(jié)束后灌漿凝結(jié)成一種穩(wěn)定、耐久的硬質(zhì)或柔性的聚氨酯化合物，主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)中，利用壓力設(shè)備（壓力0.2～0.4 MPa）將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體，起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氯酯等化學(xué)材料。

6 結(jié)語

本文以安哥拉卡賓達(dá)省卡賓達(dá)供水項目為背景，主要探討了熱帶地區(qū)混凝土蓄水結(jié)構(gòu)裂縫及滲漏的成因，并提出針對性控制措施，最終取得了良好的處治效果，可為相關(guān)工程提供參考。