浅谈地下室抗裂防渗技术措施

来源:用户上传      作者: 何向荣

　　摘要 目前我国地下工程以高层建筑地下室居多,地下室多数存在渗水问题,而渗水的关键在于抗裂和抗渗。混凝土抗渗问题现已能解决,抗裂问题则一直困扰工程界多年,未能很好解决。本文主要结合工程实践经验, 对漳州市香格里拉――观园二期地下室工程的施工采取的一些防止出现结构裂缝和渗漏的技术措施、管理方法作些介绍。
　　关键词 地下室 裂缝 抗裂 防渗
　　
　　1．概述
　　
　　钢筋混凝土结构是当今地下室工程采用的主要结构形式。由于混凝土在浇筑及成型硬化过程中受外界环境、施工方法、人员素质、机械性能、材料质量等因素影响较大，施工过程中任一环节出现偏差，均容易出现裂缝、蜂窝、麻面及露筋等质量问题，特别是混凝土的裂缝问题，一直是建筑工程最常见也是遭投诉最多的质量问题。由于混凝土裂缝往往会伴随着产生和加速渗漏，从而锈蚀钢筋，缩短结构使用寿命。特别是地下室等地下工程渗漏一直是个棘手的质量问题，因为一旦出现裂缝产生渗漏，往往比地上工程更难以采取补救措施，即使进行了处理，效果也可能不如人意，所以要本着以预防为主，时时处处把提高质量意识放在首位。在工作实践中吸取教训，从预防措施和处理方法中找到经验。尤为重要的是要严格把好混凝土施工的各道工序关，做到事前预防、事中有效控制，尽可能的避免和减少混凝土裂缝的产生，以确保工程质量。本文从漳州市香格里拉――观园二期地下室工程的施工实践中所采取的一些防止产生结构裂缝和渗漏的技术措施与管理方法作些介绍。
　　
　　2．工程概况
　　
　　本工程位于福建省漳州市市区南昌路中段，紧邻市区内河浦头港，常年地下水位高，施工场地狭小。该工程地下结构均为一层，总建筑面积12586.5m2，上部结构为5栋12层至19层住宅楼工程，总建筑面积为60134.76m2，桩基采用PHC-500-125A高强预应力管桩，主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，箱形基础，地下室基础、底板及顶板混凝土设计强度等级为C30、抗渗等级P6，框架柱与剪力墙混凝土设计强度等级为C40、抗渗等级P6，防水采用xy-01水泥基渗透结晶型防水涂料，地下室结构采用超长无缝设计，40米以内设置后浇带，后浇带宽800 mm，混凝土内掺加8%的FS抗裂膨胀剂，后浇带混凝土内掺加12%的FS抗裂膨胀剂，底板厚度为300mm，顶板厚度为250mm，剪力墙厚度为300mm。
　　
　　3．裂缝及渗漏产生原因
　　
　　从宏观的角度出发，裂缝产生的主要原因为材料的质量、设计、施工及竣工后不合理使用等，而渗漏的产生一般是由混凝土裂缝或混凝土浇捣不密实造成。通常施工中产生裂缝及渗漏的直接原因一般有以下几种原因：
　　
　　3.1结构设计不合理而引起的裂缝
　　荷载及温度应力是引起构件裂缝的主要原因，在荷载效应弯矩、剪力、扭矩、拉力及其组合作用下，各类受力构件均容易产生开裂。但是往往在结构设计过程中，由于遗漏某些荷载或实际使用过程中与设计的荷载有出入，都会使混凝土结构产生裂缝,特别是温度应力的计算比较复杂，首先，混凝土内外侧受温度变化的影响是不均匀的，其次，一年四季温度变化是一个漫长的波动的过程，因此设计计算不能完全表示结构的真实受力。而且对于基础的不均匀沉降，结构设计时一般都没有考虑，但是实际上它对混凝土结构带来的危害是很大的。由于不均匀沉降，混凝土结构内部产生很大的内应力，而且一边受拉，所以就会导致裂缝的产生。
　　
　　3.2施工方法
　　3.2.1在混凝土运输及浇捣过程中，不按操作规程及施工组织设计要求施工，工人操作随意性大，经常造成施工缝留置随意，混凝土浇捣不密实，在振捣底板及顶板混凝土时经常认为不用插入式振动器，只采用平板振动器就能把混凝土振捣密实，但是，平板振动器有效作用厚度一般在150mm左右，而地下室混凝土构件厚度均比较厚，虽然混凝土表面看似密实，但由于混凝土下部未振捣这样就容易形成混凝土浇捣不密实。或者工人虽采用插入式振动器，但振动器插入点间距过大或漏振，从而导致部分混凝土浇捣不密实，降低混凝土强度等级。
　　3.2.2在施工过程中，经常存在施工人员随意踩踏钢筋，造成钢筋凌乱，位置不正确及下沉，或者没有做好钢筋的保护工作，致使钢筋受力有效高度减少，从而影响结构受力性能，产生结构性裂缝。
　　3.2.3混凝土是由各种材料按一定比例经搅拌机拌制而成，混凝土质量与搅拌机的机械性能有密切的关系，混凝土经常因搅拌不均匀产生离析现象，降低混凝土强度。还有因选用振捣机械不符合实际要求而导致混凝土浇捣不密实等现象。
　　3.2.4混凝土在运输及浇捣成形初期，由于石子、沙等比重较大的物质会因受重力影响自然向下移动，同时促使水等比重小的物质向上运动，施工中还经常因振捣时间过长，加剧材料间相对运动，产生离析现象，影响混凝土强度，同时容易产生收缩龟裂。
　　3.2.5后浇带留置未做保护措施，施工中水及垃圾土头掉入量大，在清理后浇带时浪费大量的人力物力，又不一定清理得干，给工程抗裂防渗留下隐患。
　　3.2.6剪力墙模板安装加固采用的穿墙钢筋未设置止水环，或虽设置止水环，但由于在混凝土未达到一定强度就进行拆模等，造成止水环松动。这样就容易产生由于混凝土与穿墙钢筋发生松动产生渗水。
　　
　　3.3气候环境影响
　　由于混凝土浇捣一般均处于室外环境中，受浇捣时温度及风雨影响较大。漳州地区冬暖夏热，又属多雨地区。夏季温度变化对混凝土质量影响较大，由于夏季白天温度经常达到400℃左右，昼夜温差又大，混凝土中水分蒸发快，容易因水分减少而降低混凝土强度。另外，下雨天浇捣混凝土容易因混凝土中水泥等胶结材料流失，也会造成混凝土强度降低，从而产生裂缝及渗漏问题。
　　3.4材料质量
　　普通混凝土一般由水、水泥、沙、石子组成，由于组成材料的质量导致混凝土强度降低经常发生，如沙子过细，其细度模数小于2.5,或含泥量超过2%；石子级配不均匀，含泥量超过1%；采用含有害物质的水；所采用水泥水化热较大、含碱量高或者安定性差等。
　　
　　4．采用的抗裂防渗措施与方法
　　
　　针对以上容易产生裂缝及渗漏的原因，结合以往工程经验，工程技术部组织了参与本工程施工的有关技术人员进行研究与探讨，提出以下防止措施：
　　(1)为防止混凝土在运输及浇捣成型过程中产生石子、沙等比重较大的物质下沉，水分等比重较轻的物质上浮，产生离析现象，在征得设计同意情况下，采用在混凝土拌制时，在掺加FS抗裂剂基础上每立方混凝土中加入约0.9kg的聚丙烯纤维，以限制混凝土中比重大的材料下沉，避免产生离析现象。同时，由于聚丙烯纤维亲水性好，具有耐碱性、耐水性，其抗拉强度高，延伸能力强，有较好的抗拉变形能力，在混凝土内能均匀分布，保证混凝土凝固后密度均匀，可明显提高混凝土抗拉及抗折强度，从而产生显著的阻裂效应，抑制混凝土硬化过程中产生收缩龟裂，有效的抵抗温度变形和外力引起的裂缝，防止和延缓因裂缝造成的渗漏对钢筋的锈蚀。
　　(2)本工程为抗伸缩设计采用后浇带，但以往工程施工中后浇带内钢筋通常是未断开的，这样对已浇捣完的两侧混凝土具有一定的约束力。为此，本工程在征得设计同意情况下，后浇带部位钢筋在绑扎安装时先断开搭接，在浇捣后浇带时再进行焊接。
　　(3)在施工缝留设位置是混凝土浇捣质量比较薄弱的地方，特别是在地下室底板与剪力墙交接的地方，由于反口处混凝土经常出现浇捣不密实，在本工程施工中要求在交接部位混凝土浇筑时，先浇筑至反口底部，待底部混凝土开始初凝时再浇捣剪力墙反口部分300mm高的混凝土，反口混凝土浇捣后及时清理止水带卫生，在安装剪力墙模板前及时进行止水带除锈工作，剔除交接部位松动不密实部分混凝土并清洗干净。

　　(4)在每次混凝土浇捣前，提前通知混凝土搅拌站备足质量好的石子、沙，要求采用粒径为5-20CM、含泥量不得大于1%的碎石；采用细度模数大于2.5、含泥量量小于2%的中粗河沙；采用水化热较低、含碱量较低、收缩小的普通水泥Po42.5；采用不含有害物质的洁净水；严格控制外加剂的掺加量，做好原材料的试验试配工作，对安定性不合格的水泥严禁使用，避免因使用不合格材料，降低混凝土强度，或混凝土硬化时散发出的大量热量导致混凝土开裂。同时在保证混凝土强度等级及和易性前提下，尽量减小水灰比，防止因水分过多蒸发导致混凝土内部孔隙增多，降低混凝土的抗渗能力。
　　(5)要求现场及搅拌站机修人员提前做好机械检修工作，防止出现故障导致施工缝留置位置不符合要求。
　　(6)在安装地下室剪力墙外围模板采用穿墙钢筋要设置密封良好的止水环，地下室混凝土浇捣完凝固后不要急以拆除墙体模板，要加强剪力墙混凝土浇水养护，待混凝土强度达到设计强度70%以后方可拆除模板，拆模板时尽量不要用力过猛，防止穿墙钢筋松动。
　　(7)在每次混凝土浇捣前，对现场管理人员及混凝土浇捣工人，特别是振捣混凝土操作人员进行班前技术交底，要求在现场行走中注意不得踩踏钢筋，同时要求现场管理人员及护筋人员做好钢筋的保护工作，垫好马凳筋，同时在混凝土入模前调整好钢筋的位置，确保钢筋的有效高度。
　　(8)混凝土振捣时，要求现场旁站管理人员密切注意操作人员操作，及时提醒工人按要求施工，振动器插入点间距要均匀并小于30CM,插入式振动器插入时间不宜过长，防止骨料加速下沉表面产生浮浆，从而避免混凝土结构出现裂缝。如果浇筑过程中发现有骨料偏少或表面浮浆，应及时加入经冲洗干净的与设计配合比砼级配的石子后再重新振捣。
　　(9)在混凝土终凝后应及时进行浇水养护，本工程在浇捣混凝土过程中适逢8、9月份，正值炎热多雨季节，在每次混凝土浇捣完后终凝时采用带孔塑料薄膜保护，并派专人浇水进行养护7天，防止水分过量蒸发导致混凝土强度下降。
　　(10)地下室底板及顶板混凝土浇捣后，顶板在后浇带两侧采用砖砌挡水，阴角部分采用1：1水泥砂浆做成R=50mm弧角，以防止施工中产生的污水流入后浇带，同时采用塑料薄膜及九合板临时封盖，防止建筑垃圾掉入后浇带内，便于浇筑后浇带混凝土前清理后浇带卫生。在浇捣后浇带时，将后浇带两侧混凝土松动部分剔除，剪力墙后浇带在地下室外墙外侧适当加宽加厚并增设双向钢筋网Φ6@100。
　　
　　5．结束语
　　
　　由于本工程从施工准备到施工过程中进行严格控制，采取一系列技术措施和方法，提高参建人员质量意识，严格按照施工组织设计及强制性标准进行施工，加强对职工培训教育及班前技术交底工作。同时定期组织有关技术人员及班组长进行讨论，增强技术人员与工人间的交流，提高整体协同意识，大大提高工程抗裂防渗效果，本工程于2006年5月开工，于2006年12月地下室顶板混凝土全部浇筑完成，至今已有一年多，尚未发现有结构裂缝及渗水现象，取得很好的经济效益和社会效益。
　　
　　参考文献
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　　【3】（德）F.莱昂哈特。钢筋混凝土结构裂缝与变形的验算。水利电力出版社
　　【4】（美）P.梅泰。混凝土的结构、性能与材料。同济大学出版社

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