干船塢廊道混凝土結(jié)構(gòu)的滲漏處理

劉耀順

中船第九設(shè)計研究院工程有限公司 上海 200063

廊道內(nèi)的水除了部分為地面雨水流入外，多數(shù)為地下滲入。船塢多建在臨港、沿江地帶，地下水水頭高度變化較大，同時存在靜水壓力與動水壓力，且混凝土結(jié)構(gòu)與止水體系受凍融影響較大，容易出現(xiàn)裂縫。

結(jié)構(gòu)縫的止水結(jié)構(gòu)處理經(jīng)常不合理，未完全堵住滲水通道，在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑過程中，質(zhì)量控制不合理會導(dǎo)致滲水裂縫的產(chǎn)生。

1 工程背景

上海某造船基地位于長江口深水港南側(cè)，為長江入海口北側(cè)的河槽區(qū)域，距圓沙航道不足3 km，建設(shè)區(qū)域地形為河口、砂島、砂嘴和潮灘地貌類型。本船塢廊道結(jié)構(gòu)為貫通封閉結(jié)構(gòu)，塢內(nèi)側(cè)為水動力廊道，外側(cè)為電氣廊道，每段廊道長度為20 m，相鄰廊道間預(yù)留2 cm伸縮縫，內(nèi)部采用Z9-30橡膠止水帶。整個廊道結(jié)構(gòu)分為底板、側(cè)墻、頂板，總共分3次澆筑[1-9]。

2 滲漏原因分析

2.1 止水帶施工過程中未完全形成封閉的止水體系

本項(xiàng)目采用的Z9-30中埋式止水帶，分別鑲?cè)肜鹊纼蓚?cè)，止水帶在鋼板樁的位置使用T形結(jié)構(gòu)，下部T形頭有的伸入鋼板樁內(nèi)部，有的在鋼板樁翼緣板之間。

傳統(tǒng)的施工過程中，對于伸入鋼板樁內(nèi)部的止水帶處理可在澆筑樁芯混凝土?xí)r直接預(yù)埋進(jìn)去，但是T形頭在伸入翼緣板的位置時，鋼板樁未能與T形頭有效黏合，故預(yù)留出了滲水通道，隨著靜水壓力與動水壓力的長期沖刷，未完全封閉的滲水通道將會越來越大，最終導(dǎo)致出現(xiàn)大面積漏水。

2.2 止水材料不合格

止水橡膠為化學(xué)合成材料，但其中除了人工合成橡膠與炭粉之外，還需要加入大量的天然橡膠。天然橡膠有較好的延展性與抗老化性，并且強(qiáng)度也大于合成橡膠，但因?yàn)樘烊幌鹉z造價昂貴，通常工廠制作過程中都會控制天然橡膠的添加量。

在止水帶高溫、高壓成形的過程中，會因?yàn)閴毫χ颠^大，橡膠內(nèi)部的氣體無法排出，在橡膠內(nèi)部形成氣孔，經(jīng)過區(qū)域性的積累后會形成裂縫。施工埋設(shè)后，在長時間的動水壓力的作用下，由于應(yīng)力集中而造成止水帶破壞，最終喪失防滲作用。

2.3 加強(qiáng)筋的埋設(shè)位置不合理

多數(shù)情況下，工人只會在側(cè)墻接縫處與底板接縫處埋設(shè)鋼筋，經(jīng)常會忽略底部轉(zhuǎn)角處的加強(qiáng)筋埋設(shè)，導(dǎo)致該區(qū)域混凝土為素混凝土，經(jīng)多數(shù)案例總結(jié)，底板滲漏區(qū)域主要為與側(cè)墻交接的轉(zhuǎn)角區(qū)域。

2.4 混凝土澆筑過程質(zhì)量控制不合理

廊道底板高1.7～1.8 m。為大體積混凝土，澆筑一塊廊道底板的混凝土量接近300 m3，澆筑范圍廣、體量大。在澆筑過程中經(jīng)常未考慮到水化熱的散失，并且振搗質(zhì)量很難保證，振搗不充分，經(jīng)常出現(xiàn)狗洞、蜂窩現(xiàn)象；并且大體量一次性澆筑時間過長、高度大，混凝土收縮不均勻會在凝固過程中產(chǎn)生收縮裂縫。

2.5 對拉螺桿未有效進(jìn)行封堵

對拉螺桿孔洞產(chǎn)生的原因很多，模板與拉桿之間孔洞過大，混凝土澆筑時孔洞與拉桿之間漏漿嚴(yán)重，澆筑完成后該拉桿區(qū)域混凝土強(qiáng)度較低，會形成明顯的滲水孔。對于使用了預(yù)埋塑料套管的對拉螺桿，在施工完成后僅在孔洞表面進(jìn)行封堵，時間久了孔洞外的混凝土脫落，便形成了滲水通道。

2.6 新老混凝土連接處處理不規(guī)范

新老混凝土交接處未有效鑿毛，浮漿殘留較多，致使連接面混凝土強(qiáng)度較弱。在迎塢面止水鋼板埋設(shè)高度要么過低、要么過高，并且相鄰止水鋼板之間經(jīng)常出現(xiàn)焊接不完全等現(xiàn)象。

2.7 廊道內(nèi)積水過多

長期的地下滲入會造成廊道內(nèi)水位抬升，對于部分已經(jīng)產(chǎn)生了裂縫的側(cè)墻區(qū)域，長期經(jīng)受水流的沖刷，導(dǎo)致滲水裂縫越來越大。

2.8 養(yǎng)護(hù)不到位

混凝土澆筑完成后，表面積過大，且底板體積較大，側(cè)墻高度較高，拆模之后養(yǎng)護(hù)難度較大，混凝土側(cè)壁與陽角區(qū)域很難做到保濕、保溫。

在混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的過程中干縮變形較大，容易形成細(xì)微裂縫。在冬季施工的過程中，保溫措施不完善，混凝土內(nèi)外溫度差過大，溫度應(yīng)力的產(chǎn)生也將造成溫度裂縫的形成。

2.9 企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)的影響

在塢內(nèi)的生產(chǎn)過程中，經(jīng)過多次放水、排水，廊道承受了較大的動水荷載，并且船體出塢的過程中，船身會與廊道側(cè)壁的橡膠護(hù)舷發(fā)生多次碰撞，由于船體自重較大，廊道經(jīng)歷多次由船體碰撞而產(chǎn)生的沖擊荷載會使應(yīng)力集中部位的混凝土發(fā)生位移與開裂。

3 預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施

3.1 采用天然橡膠含量高的橡膠止水帶

使用天然橡膠含量高的橡膠止水帶，并在使用前進(jìn)行拉裂試驗(yàn)與疲勞試驗(yàn)，選擇拉伸強(qiáng)度高、延展性好、老化系數(shù)高、市場口碑好的產(chǎn)品。在使用的過程中減少鋼筋對止水帶的破壞。

3.2 止水體系進(jìn)行全封閉處理

在封模之前，嚴(yán)格對鋼筋進(jìn)行驗(yàn)收，尤其是止水帶處的加強(qiáng)筋，保證加強(qiáng)筋與止水帶充分握裹，伸縮縫區(qū)域的配筋率不低于設(shè)計配筋率。

相鄰廊道交接處，止水帶上會殘留大量浮漿，在對相鄰廊道進(jìn)行澆筑之前，須鑿除止水帶區(qū)域的破碎混凝土，對周圍的混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，并清理掉止水帶上面的浮漿。

止水帶“T字口”與鋼板樁形成封閉區(qū)域，對于“T字口”在鋼板樁內(nèi)部的區(qū)域，鋼板樁內(nèi)的樁芯混凝土第1次澆筑高度不宜過大，并將止水帶“T字口”調(diào)整到合適的位置，使止水帶與鋼板樁內(nèi)的加勁板之間進(jìn)行有效貼合。止水帶“T字口”在翼緣板與鋼板樁槽口交接處時，可加設(shè)橫向鋼板進(jìn)行封堵，使鋼板樁與止水帶形成一個完整的封閉止水體系（圖1）。

圖1 止水帶下部與鋼板樁之間加楔形板

3.3 做好混凝土表面的后期修復(fù)

對出現(xiàn)了狗洞、蜂窩的區(qū)域進(jìn)行鑿除，并采用高一強(qiáng)度等級的修補(bǔ)砂漿進(jìn)行修補(bǔ)。對于對拉螺桿孔洞，可采用高強(qiáng)度封堵材料伸入孔洞內(nèi)部進(jìn)行封堵，并在表面使用摻加膠水的修補(bǔ)砂漿進(jìn)行修復(fù)。

3.4 新老混凝土交界處有效黏結(jié)

對于需要與新混凝土進(jìn)行接觸的舊混凝土，須鑿除面層浮漿，做到石子外漏。在側(cè)墻區(qū)域應(yīng)選擇鍍鋅“︼”形止水鋼板，鋼板橫向之間焊接應(yīng)滿焊，止水鋼板槽口方向應(yīng)朝向迎水面。下層混凝土高度應(yīng)在止水鋼板中間，并在橫向加設(shè)鋼筋進(jìn)行固定。

3.5 加強(qiáng)混凝土澆筑過程中的質(zhì)量控制

本次施工為大體積混凝土，體量大、澆筑時間長，為不影響其他工序的生產(chǎn)作業(yè)，通常在夜間施工?；炷羶?nèi)外溫差較大。在澆筑過程中宜先澆筑底板，采用分層遞進(jìn)式澆筑，并應(yīng)分層振搗，加速水化熱的散失。在底板下部分混凝土達(dá)到初凝后，對底板上部分及陰陽角區(qū)域應(yīng)采取復(fù)振，并在倒角模板上開設(shè)排氣孔，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，減少蜂窩、麻面。合理控制混凝土澆筑速率，保證混凝土澆筑過程中既能保證初凝，同時又利于水化熱的散失。

3.6 安排專人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)不得低于14 d，可在混凝土表面進(jìn)行灑水后覆蓋塑料薄膜，并在上面加設(shè)土工織物或其他棉麻制品進(jìn)行保溫覆蓋。對于陰陽角區(qū)域，由于土工織物易滑落，且水分不易保存，可在該區(qū)域多噴灑養(yǎng)護(hù)液，并采用重物加固覆蓋材料。

3.7 廊道內(nèi)積水的排出

對于廊道內(nèi)積水，可采取上堵下排的方式，對各類預(yù)埋孔洞在穿管之后進(jìn)行封堵處理，并在廊道內(nèi)設(shè)置集水坑，定期抽水，清理掉積水坑內(nèi)的垃圾，保障排水通暢。

3.8 船體出塢時合理設(shè)置放水通道

在船體出塢過程中，合理布置放水通道，減少水對廊道結(jié)構(gòu)的沖刷。采用彈性性能高的橡膠護(hù)舷，減少船體與橡膠護(hù)舷接觸時對廊道結(jié)構(gòu)的沖擊。

4 結(jié)語

目前，我國船塢廊道的施工工藝較為成熟，但船塢滲漏現(xiàn)象卻很普遍，廊道的防滲涉及面較廣，包含工程設(shè)計、建筑材料、施工組織、工藝以及后期的運(yùn)營維護(hù)。為達(dá)到合格的工程質(zhì)量，對施工管理人員的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)要求較高。對于該類工程，還需要不斷地進(jìn)行學(xué)習(xí)與總結(jié)，才能保證工程項(xiàng)目的適用性與耐久性。