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【摘 要】本文结合工程实例,对地下停车场工程施工中出现的渗漏原因进行了分析,并通过参阅有关资料总结了一些防渗漏措施。
【关键词】地下室;渗漏;原因;防治
1.产生原因
(1)混凝土是一种非均质的复杂多相材料,其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时,就会产生裂缝;而抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时就不会开裂。产生应力大小还和实时弹性模量及能够松弛应力的徐变有关。
(2)由温度、收缩引起的裂缝。一般考虑到可泵性的水泥用量较自拌混凝土大,使得混凝土的收缩和水化热增加,因此收缩也比自拌混凝土的大。混凝土的等级高,水泥的用量就大,地下室砼强度偏高容易使结构产生严重的收缩裂缝。
随着水泥实际强度的提高及比表面积的增大,水化热也相应较大,再加上因施工要求混凝土具有较高早期强度,而使用较大的水泥用量,砼内外温差过大也会产生微裂缝。
(3)干缩引起的裂缝。混凝土的干缩裂缝主要是由于毛细管张力造成的。毛细管孔隙在干燥过程中逐步失水,产生很大的毛细管张力,混凝土体积产生收缩,由于混凝土周围存在约束,内部又有拉应力,当拉应力超过混凝土材料的抗拉强度时,就产生了干缩裂缝。
(4)设计中不合理引起的裂缝。地下室砼侧壁与顶板相交处未设置暗梁或框架梁使砼变形不协调而引起内角裂缝。地下室外墙受到侧面土、底板和顶板变形约束作用,而外墙较底板和顶板刚度差异较大,使砼产生变形,如果外墙与顶板相交处未设置暗梁或框架梁,该部顶板厚度范围内则没有抗扭筋来抵抗和约束其变形,使得该处内角砼产生较大的拉应力,直至出现裂缝。墙板钢筋保护层和间距偏大易造成砼表面开裂。
(5)由于地下室底板较厚及大,采用超静定结构,使结构的约束力不断增大,大体积混凝土水化热大会引起温度过高产生裂缝。
(6)碱骨料反应引起的裂缝。碱骨料反应发生条件有三个;①配制混凝土由原材料带进混凝土一定数量的碱;②有一定数量能与碱反应的活性骨料;③潮湿环境可以供应反应生成物吸水膨胀所需要的水分。只有具备这三个条件才会发生碱骨料反应对工程的损害。因此地下室施工必须考虑碱骨料反应问题,故在配制砼时必须予以考虑。
(7)施工不当会造成人为裂缝或孔洞蜂窝。
a.管道管线穿墙时,模板对拉螺栓处理不当引起的渗漏。地下室免不了大量管线穿过地下室外墙,如果这些管道管线止水环处理不当或施工中松动,会造成管道管线处渗漏。
b.体形大的地下室通常要设后浇带,如果处理不当会使新旧混凝土处产生裂缝。后浇带中止水带设置不当会引起渗漏;后浇带中钢筋长期暴露在湿气中或浸泡在水中,会引起钢筋锈蚀而影响其粘结度和有效截面,容易产生应力集中,新旧混凝土间会引起收缩裂缝;墙板后浇带回土过早回填,使得后浇带混凝土强度还未达到一定的强度就受到侧压力的作用,受振动荷载作用,这样也会造成新旧接缝处产生裂缝。
c.因操作程序不当。后浇带基层处理不好、有杂物、浇筑振捣不充分、不密实而出现蜂窝孔洞,就会引起渗水。施工缝处的止水带处理不当以及原材料不合格同样会引起人为裂缝。
2.防治措施
2.1工序质量控制
2.1.1严格遵守工艺规程在施工前要做好操作规程技术交底,熟悉操作规程。
2.1.2主动控制工序活动质量影响质量的五大因素:施工作业者、材料、施工机械设备、施工方法和施工环境。只要将这些因素切实有效地控制起来,使它们处于被控状态,确保工序投人的质量,避免系统性因素变异产生,就能保证每道工序质量正常和稳定。同时建立各道工序的自检、交接检和专职人员检查的“三检”制度,并有完整的检查记录。
2.1.3严把材料进场关所有进人现场的施工材料必须进行抽样,送有资质检测机构进行检测,检测合格方可使用,杜绝使用不合格的材料。
2.1.4质量控制点的设置应根据工程的特点设置。
比如:模板工程控制点应控制模板位置、尺寸、标高的偏差、模板的强度及稳定性、模板内部清理及润湿情况以及穿墙预埋管的固定;钢筋焊接主要控制焊接工艺;后浇带留置也应为控制点;商品混凝土控制点应为砼进场质量,必要时应和厂家一道,对水泥的品种、标号、砂石质量、混凝土配合比、外加剂比例进行控制;混凝土振捣也是控制点之一;底板浇筑分块浇筑时的技术问题控制等等。
2.2温度、干缩裂缝控制方法
2.2.1降低混凝土单位用水量用水量的增加势必使剩余水增加,增加干缩裂缝的发生,从确保混凝土耐久性出发也应降低混凝土单位用水量,可使用减水剂。加人减水剂可使混凝土均匀密实,也能改善一系列物理化学性能。
2.2.2温度控制对于大体积混凝土的施工必须注意这一点。比如:对承台部分进行分层分段施工,使混凝土温度均匀上升,浇筑宜在室外气温较低时进行,混凝土最高浇筑温度不宜超过28℃,在适当部位设置温度计,温度升幅不宜超过25℃,可采取循环管道水进行降温。
2.3控制钢筋锈蚀引起的裂缝
钢筋锈蚀后膨胀2~4 倍,对周边混凝土产生压力,可能产生顺筋裂缝,甚至脱落,从而影响建筑物的使用。而钢筋锈蚀多为气蚀电离引起,钢筋出厂时其表面有一层致密的氧化薄膜可以对钢筋起到一定的保护作用,该薄膜若遇水或受潮后因水的微酸性而脱落,使钢筋酸性氧化而锈蚀。因此钢筋原材料或加工后的半成品应作防潮处理,应架空放置并上覆盖防水雨布。对已发生锈蚀的部位,用钢丝刷砂布打磨干净,以保证钢筋与混凝土的有效结合,防止电离而发生锈蚀。
2.4施工裂缝控制
应严格按照图纸和施工组织设计要求留设施工缝,不得随意留置。
(1)施工缝处的止水带设置是施工缝防渗重要环节之一,必须引起高度重视。止水带的宽度和物理性能均应符合设计要求,且无裂缝和气泡,接头应采用热接,不得叠接,接缝要平整、牢固,不得有裂口。止水带位置设置应正确,止水带上不得穿孔,固定要牢靠。底板后浇带3m 范围内在砼垫层上铺设一层4mm厚钢板、一层SBS 柔性防水层。在施工底板时,注意保护该层防水,不得划破。后浇带立面用镀锌钢板网拦隔一次成型,砼后浇带施工的砼防水除满足设计防水外,强度及防水等级提高一个等级并掺人微膨胀剂,后浇带浇筑时,必须清除后浇带内的垃圾、水泥薄膜、表面松动的石子及软弱混凝上层,并用水冲洗干净,使接缝处混凝土充分湿润,残留在砼表面的积水应予清除。 (2)后浇带浇筑砼时应检查清理钢筋上的油污、锈、水泥砂浆等杂物,合理布置钢筋。钢筋的弹性模量比混凝土的弹性模量大7~15 倍,合理的钢筋配置可以起到减轻混凝土收缩的程度,在征得设计人员同意及相同配筋率情况下应选择细筋密布。在原图纸设计基础上,将分布筋降低一个规格直径,配筋率保持不变。
2.5正确选用砂石、水泥原材料
避免碱骨料反应导致混凝土的开裂,由于混凝土中碱的来源不仅是水泥,而且从外加剂、掺和料、水甚至有时从骨料中带来,因此控制混凝土中各种材料比单纯控制水泥含碱量更为重要,应选择对工程无害的骨料以免碱骨料对工程的损害,材料进场前应进行碱骨料材料试验。掺一定数量粉煤灰可有效地抑制碱硅酸性反应对工程的损害,改善混凝土拌合物稠度,提高工程质量。粉煤灰的掺入具有流动性大、聚粘性好、泌水少等特点,可充分发挥混凝土后期强度。
2.6穿墙管道的防水施工
穿墙管道的防水非常重要,穿墙预埋管采用止水环或翼环与套管连续涌焊并予以固定。穿墙管防水层施工前,将套管内表面清理干净,套管内的管道安装完毕后,应在两管道间嵌人内衬填料,端部用密封材料填缝。埋设件防水对埋设件端部或预留孔(槽)底部的混凝土厚度在小于250mm 时,局部采取外防水加以弥补,预留地坑、孔洞、沟槽内防水层,与孔(槽)外的结构防水层保持连续。固定模板采用对拉绷栓时,穿过混凝土结构的对拉螺栓中间应满焊止水环或翼环,两头采用3cm厚木堵头,拆模后将木堵头及外露钢筋去除干净,用防水砂浆将凹槽封堵密实。
2.7加强混凝土的养护
温度较高施工时,混凝土中水分会蒸发过快,易出现脱水现象,使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化,不能转化为稳定的结晶,缺乏足够的粘结力,从而会在混凝土表面出现片状或粉状剥落,影响混凝土的强度。此外,在混凝土尚未具备足够的强度时,其中水分过快的蒸发还会产生较大的收缩变形,出现干缩裂纹,影响混凝土的整体性、耐久性及防水能力下降,因此浇筑完毕12h 以后开始养护。养护采用草帘覆盖,并洒水保持润湿,养护时间不少于14天,后浇带养护时间不少于28 天,混凝土养护至其强度达到1.2N/mm2 以上,始准在其上行走或安装模板支架。
2.8施工缺陷处理
拆模后如发现有缺陷,应及时修补,对数量不多的小蜂窝和露筋可先用钢丝刷或压力水清洗,用防水砂浆抹平。
对有孔洞的部位,用钢丝刷和压力水清洗后,用比原强度等级高一级的细骨料外加微膨胀剂的混凝土填塞并仔细捣实。
2.9加强安全生产管理
安全生产应贯穿于整个施工过程,施工的每一环节都涉及安全生产,如果在浇捣地下室混凝土过程中一旦发生安全事故势必要造成停工,产生不合理的施工缝,给后续防水施工带来麻烦,若处理不好就会在施工缝处产生渗漏。
3.结语
地下室渗漏原因很复杂,防治的办法也很多,归纳起来主要应从以下几方面考虑:①通过提高混凝土密实度或添加减水剂来增强混凝土防水能力;②控制裂缝的产生;③严格控制施工缝的质量;④减少或杜绝产生裂缝的人为因素;⑤提高施工人员质量意识和安全意识。
【参考文献】
[1]沈春林.建筑防水工程施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]本书编委会.简明防水工程施工验收技术手册[M].北京:地震出版社,2005.
[3]李继业,刘福臣.建筑工程施工质量问题与防治措施[M].北京:中国建材工业出版社,2003.
[4]GB 50208-2002,地下防水工程质量验收规范[S].
【关键词】地下室;渗漏;原因;防治
1.产生原因
(1)混凝土是一种非均质的复杂多相材料,其抗拉强度远低于抗压强度。当混凝土内部产生拉应力超过其抗拉强度时,就会产生裂缝;而抗拉强度足以抵抗所产生的拉应力时就不会开裂。产生应力大小还和实时弹性模量及能够松弛应力的徐变有关。
(2)由温度、收缩引起的裂缝。一般考虑到可泵性的水泥用量较自拌混凝土大,使得混凝土的收缩和水化热增加,因此收缩也比自拌混凝土的大。混凝土的等级高,水泥的用量就大,地下室砼强度偏高容易使结构产生严重的收缩裂缝。
随着水泥实际强度的提高及比表面积的增大,水化热也相应较大,再加上因施工要求混凝土具有较高早期强度,而使用较大的水泥用量,砼内外温差过大也会产生微裂缝。
(3)干缩引起的裂缝。混凝土的干缩裂缝主要是由于毛细管张力造成的。毛细管孔隙在干燥过程中逐步失水,产生很大的毛细管张力,混凝土体积产生收缩,由于混凝土周围存在约束,内部又有拉应力,当拉应力超过混凝土材料的抗拉强度时,就产生了干缩裂缝。
(4)设计中不合理引起的裂缝。地下室砼侧壁与顶板相交处未设置暗梁或框架梁使砼变形不协调而引起内角裂缝。地下室外墙受到侧面土、底板和顶板变形约束作用,而外墙较底板和顶板刚度差异较大,使砼产生变形,如果外墙与顶板相交处未设置暗梁或框架梁,该部顶板厚度范围内则没有抗扭筋来抵抗和约束其变形,使得该处内角砼产生较大的拉应力,直至出现裂缝。墙板钢筋保护层和间距偏大易造成砼表面开裂。
(5)由于地下室底板较厚及大,采用超静定结构,使结构的约束力不断增大,大体积混凝土水化热大会引起温度过高产生裂缝。
(6)碱骨料反应引起的裂缝。碱骨料反应发生条件有三个;①配制混凝土由原材料带进混凝土一定数量的碱;②有一定数量能与碱反应的活性骨料;③潮湿环境可以供应反应生成物吸水膨胀所需要的水分。只有具备这三个条件才会发生碱骨料反应对工程的损害。因此地下室施工必须考虑碱骨料反应问题,故在配制砼时必须予以考虑。
(7)施工不当会造成人为裂缝或孔洞蜂窝。
a.管道管线穿墙时,模板对拉螺栓处理不当引起的渗漏。地下室免不了大量管线穿过地下室外墙,如果这些管道管线止水环处理不当或施工中松动,会造成管道管线处渗漏。
b.体形大的地下室通常要设后浇带,如果处理不当会使新旧混凝土处产生裂缝。后浇带中止水带设置不当会引起渗漏;后浇带中钢筋长期暴露在湿气中或浸泡在水中,会引起钢筋锈蚀而影响其粘结度和有效截面,容易产生应力集中,新旧混凝土间会引起收缩裂缝;墙板后浇带回土过早回填,使得后浇带混凝土强度还未达到一定的强度就受到侧压力的作用,受振动荷载作用,这样也会造成新旧接缝处产生裂缝。
c.因操作程序不当。后浇带基层处理不好、有杂物、浇筑振捣不充分、不密实而出现蜂窝孔洞,就会引起渗水。施工缝处的止水带处理不当以及原材料不合格同样会引起人为裂缝。
2.防治措施
2.1工序质量控制
2.1.1严格遵守工艺规程在施工前要做好操作规程技术交底,熟悉操作规程。
2.1.2主动控制工序活动质量影响质量的五大因素:施工作业者、材料、施工机械设备、施工方法和施工环境。只要将这些因素切实有效地控制起来,使它们处于被控状态,确保工序投人的质量,避免系统性因素变异产生,就能保证每道工序质量正常和稳定。同时建立各道工序的自检、交接检和专职人员检查的“三检”制度,并有完整的检查记录。
2.1.3严把材料进场关所有进人现场的施工材料必须进行抽样,送有资质检测机构进行检测,检测合格方可使用,杜绝使用不合格的材料。
2.1.4质量控制点的设置应根据工程的特点设置。
比如:模板工程控制点应控制模板位置、尺寸、标高的偏差、模板的强度及稳定性、模板内部清理及润湿情况以及穿墙预埋管的固定;钢筋焊接主要控制焊接工艺;后浇带留置也应为控制点;商品混凝土控制点应为砼进场质量,必要时应和厂家一道,对水泥的品种、标号、砂石质量、混凝土配合比、外加剂比例进行控制;混凝土振捣也是控制点之一;底板浇筑分块浇筑时的技术问题控制等等。
2.2温度、干缩裂缝控制方法
2.2.1降低混凝土单位用水量用水量的增加势必使剩余水增加,增加干缩裂缝的发生,从确保混凝土耐久性出发也应降低混凝土单位用水量,可使用减水剂。加人减水剂可使混凝土均匀密实,也能改善一系列物理化学性能。
2.2.2温度控制对于大体积混凝土的施工必须注意这一点。比如:对承台部分进行分层分段施工,使混凝土温度均匀上升,浇筑宜在室外气温较低时进行,混凝土最高浇筑温度不宜超过28℃,在适当部位设置温度计,温度升幅不宜超过25℃,可采取循环管道水进行降温。
2.3控制钢筋锈蚀引起的裂缝
钢筋锈蚀后膨胀2~4 倍,对周边混凝土产生压力,可能产生顺筋裂缝,甚至脱落,从而影响建筑物的使用。而钢筋锈蚀多为气蚀电离引起,钢筋出厂时其表面有一层致密的氧化薄膜可以对钢筋起到一定的保护作用,该薄膜若遇水或受潮后因水的微酸性而脱落,使钢筋酸性氧化而锈蚀。因此钢筋原材料或加工后的半成品应作防潮处理,应架空放置并上覆盖防水雨布。对已发生锈蚀的部位,用钢丝刷砂布打磨干净,以保证钢筋与混凝土的有效结合,防止电离而发生锈蚀。
2.4施工裂缝控制
应严格按照图纸和施工组织设计要求留设施工缝,不得随意留置。
(1)施工缝处的止水带设置是施工缝防渗重要环节之一,必须引起高度重视。止水带的宽度和物理性能均应符合设计要求,且无裂缝和气泡,接头应采用热接,不得叠接,接缝要平整、牢固,不得有裂口。止水带位置设置应正确,止水带上不得穿孔,固定要牢靠。底板后浇带3m 范围内在砼垫层上铺设一层4mm厚钢板、一层SBS 柔性防水层。在施工底板时,注意保护该层防水,不得划破。后浇带立面用镀锌钢板网拦隔一次成型,砼后浇带施工的砼防水除满足设计防水外,强度及防水等级提高一个等级并掺人微膨胀剂,后浇带浇筑时,必须清除后浇带内的垃圾、水泥薄膜、表面松动的石子及软弱混凝上层,并用水冲洗干净,使接缝处混凝土充分湿润,残留在砼表面的积水应予清除。 (2)后浇带浇筑砼时应检查清理钢筋上的油污、锈、水泥砂浆等杂物,合理布置钢筋。钢筋的弹性模量比混凝土的弹性模量大7~15 倍,合理的钢筋配置可以起到减轻混凝土收缩的程度,在征得设计人员同意及相同配筋率情况下应选择细筋密布。在原图纸设计基础上,将分布筋降低一个规格直径,配筋率保持不变。
2.5正确选用砂石、水泥原材料
避免碱骨料反应导致混凝土的开裂,由于混凝土中碱的来源不仅是水泥,而且从外加剂、掺和料、水甚至有时从骨料中带来,因此控制混凝土中各种材料比单纯控制水泥含碱量更为重要,应选择对工程无害的骨料以免碱骨料对工程的损害,材料进场前应进行碱骨料材料试验。掺一定数量粉煤灰可有效地抑制碱硅酸性反应对工程的损害,改善混凝土拌合物稠度,提高工程质量。粉煤灰的掺入具有流动性大、聚粘性好、泌水少等特点,可充分发挥混凝土后期强度。
2.6穿墙管道的防水施工
穿墙管道的防水非常重要,穿墙预埋管采用止水环或翼环与套管连续涌焊并予以固定。穿墙管防水层施工前,将套管内表面清理干净,套管内的管道安装完毕后,应在两管道间嵌人内衬填料,端部用密封材料填缝。埋设件防水对埋设件端部或预留孔(槽)底部的混凝土厚度在小于250mm 时,局部采取外防水加以弥补,预留地坑、孔洞、沟槽内防水层,与孔(槽)外的结构防水层保持连续。固定模板采用对拉绷栓时,穿过混凝土结构的对拉螺栓中间应满焊止水环或翼环,两头采用3cm厚木堵头,拆模后将木堵头及外露钢筋去除干净,用防水砂浆将凹槽封堵密实。
2.7加强混凝土的养护
温度较高施工时,混凝土中水分会蒸发过快,易出现脱水现象,使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化,不能转化为稳定的结晶,缺乏足够的粘结力,从而会在混凝土表面出现片状或粉状剥落,影响混凝土的强度。此外,在混凝土尚未具备足够的强度时,其中水分过快的蒸发还会产生较大的收缩变形,出现干缩裂纹,影响混凝土的整体性、耐久性及防水能力下降,因此浇筑完毕12h 以后开始养护。养护采用草帘覆盖,并洒水保持润湿,养护时间不少于14天,后浇带养护时间不少于28 天,混凝土养护至其强度达到1.2N/mm2 以上,始准在其上行走或安装模板支架。
2.8施工缺陷处理
拆模后如发现有缺陷,应及时修补,对数量不多的小蜂窝和露筋可先用钢丝刷或压力水清洗,用防水砂浆抹平。
对有孔洞的部位,用钢丝刷和压力水清洗后,用比原强度等级高一级的细骨料外加微膨胀剂的混凝土填塞并仔细捣实。
2.9加强安全生产管理
安全生产应贯穿于整个施工过程,施工的每一环节都涉及安全生产,如果在浇捣地下室混凝土过程中一旦发生安全事故势必要造成停工,产生不合理的施工缝,给后续防水施工带来麻烦,若处理不好就会在施工缝处产生渗漏。
3.结语
地下室渗漏原因很复杂,防治的办法也很多,归纳起来主要应从以下几方面考虑:①通过提高混凝土密实度或添加减水剂来增强混凝土防水能力;②控制裂缝的产生;③严格控制施工缝的质量;④减少或杜绝产生裂缝的人为因素;⑤提高施工人员质量意识和安全意识。
【参考文献】
[1]沈春林.建筑防水工程施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2]本书编委会.简明防水工程施工验收技术手册[M].北京:地震出版社,2005.
[3]李继业,刘福臣.建筑工程施工质量问题与防治措施[M].北京:中国建材工业出版社,2003.
[4]GB 50208-2002,地下防水工程质量验收规范[S].