董璐，張興剛，胡偉，張遠(yuǎn)，鮮奇瑞

（1.重慶市江北區(qū)公路工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，重慶 400000；2.聊城市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院，聊城 252000；3.中海投資渭南有限公司， 陜西 714000；4.中建商品混凝土有限公司，成都 610000；5.四川華西混凝土，成都 610000）

剛性結(jié)構(gòu)自防水施工技術(shù)質(zhì)量控制措施

董璐1，張興剛2，胡偉3，張遠(yuǎn)4，鮮奇瑞5

（1.重慶市江北區(qū)公路工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，重慶 400000；2.聊城市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院，聊城 252000；3.中海投資渭南有限公司， 陜西 714000；4.中建商品混凝土有限公司，成都 610000；5.四川華西混凝土，成都 610000）

本文介紹了陳莊大學(xué)城 C 區(qū)地下車庫(kù)剛性結(jié)構(gòu)自防水施工技術(shù)質(zhì)量控制措施，通過(guò)混凝土配合比設(shè)計(jì)、后澆帶劃分、防水節(jié)點(diǎn)處理以及精心的冬季施工，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的裂縫控制、滲漏控制以及剛性自防水目標(biāo)活化劑，當(dāng)其摩爾濃度為0.2mol/L 時(shí)，活化效果最好，使 CFB 粉煤灰水泥 28d 強(qiáng)度增加了 4.3MPa。

補(bǔ)償收縮；裂滲控制；收縮；剛性自防水

0 前言

結(jié)構(gòu)自防水[1]就是把承重結(jié)構(gòu)（或圍護(hù)結(jié)構(gòu)）和防水結(jié)構(gòu)合為一體的技術(shù)。歷經(jīng)德國(guó)最早提出的連續(xù)級(jí)配防水混凝土技術(shù)，冶金建筑科學(xué)研究總院在 60 年代提出的富砂漿防水混凝土技術(shù)，我國(guó)后來(lái)發(fā)展了外加劑防水混凝土，這些防水混凝土技術(shù)都忽視了水泥收縮的致命弱點(diǎn)，盡管混凝土很致密，但干縮和冷縮（溫差收縮）會(huì)使混凝土開(kāi)裂，從而破壞結(jié)構(gòu)的防水封閉性。補(bǔ)償收縮混凝土以混凝土的限制膨脹補(bǔ)償限制收縮[2]，解決了混凝土的體積穩(wěn)定性問(wèn)題，可降低開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)構(gòu)自防水是防水之本，其關(guān)鍵是抗裂[3]。它更是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它是靠原材料、設(shè)計(jì)和施工等各方面來(lái)控制的[4]。

1 工程概況

陳莊大學(xué)城 C 區(qū)地下車庫(kù)工程。結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)形式：獨(dú)立柱基+防水板。屋蓋采用柱支撐現(xiàn)澆密肋樓蓋形式。本工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為 50 年，地下室防水等級(jí)二級(jí)。本工程混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別：地下室底板、基礎(chǔ)、地下室外墻外表面、有覆土的地下室頂板等與水土接觸的混凝土構(gòu)件為二（b）類；基礎(chǔ)、防水底板、地下室外墻混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30，抗?jié)B等級(jí) P8。工程長(zhǎng) 146.72m、寬 120.74m，屬超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)施工。大學(xué)城 C 區(qū)地下車庫(kù)由山東金柱集團(tuán)有限公司開(kāi)發(fā)，聊城市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。樓底與后澆帶劃分見(jiàn)圖1。

圖1 樓座與后澆帶劃分

2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

設(shè)計(jì)防水節(jié)點(diǎn)如圖2、圖3 所示，本工程未設(shè)置伸縮縫，為超長(zhǎng)無(wú)縫鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，需采取以下措施防止由于結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)引起的收縮和溫度裂縫：（1）屋面采用保溫、隔熱屋面；（2）適當(dāng)設(shè)置后澆帶；（3）地下室頂板、外墻、屋面密肋梁板混凝土應(yīng)采用摻加適量膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土；（4）應(yīng)采用低水化熱的水泥配制混凝土，嚴(yán)格控制水灰比，并適量摻加粉煤灰；（5）施工時(shí)應(yīng)在混凝土終凝前進(jìn)行二次抹壓，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

表1 補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)指標(biāo)

圖2 擋土墻后澆帶

圖3 擋土墻施工縫

3 混凝土配合比

自防水的關(guān)鍵技術(shù)是如何解決混凝土的體積穩(wěn)定性問(wèn)題，合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)，能夠保證混凝土的膨脹性能與強(qiáng)度性能相匹配，減小結(jié)構(gòu)收縮開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)實(shí)際工程情況，我們提出了如表1 所示的補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)指標(biāo)，以該指標(biāo)為依據(jù)，我們需要對(duì)水灰比、水泥用量、膨脹劑摻量以及緩凝時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，選擇水灰比小，水泥用量、膨脹劑摻量以及緩凝時(shí)間適宜的配合比，最終選擇配合比如表2所示。

表2 混凝土施工配合比

4 施工準(zhǔn)備

施工期間為冬季，屬于冬期施工，注意事項(xiàng)如下：

4.1 商品混凝土攪拌站控制指標(biāo)

（1）聊城市區(qū)冬季溫度一般不會(huì)低于 -15℃，泵送劑中的防凍劑摻量應(yīng)以 -15℃ 設(shè)防，防凍組份的摻量隨溫度的變化由試驗(yàn)確定。采用氯鹽類防凍劑時(shí)，摻量不得大于水泥用量的 1%，泵送劑中應(yīng)當(dāng)摻加引氣組份，控制混凝土的含氣量在 3%～5% 左右，此時(shí)混凝土有較好的抗凍融效果。每批次泵送劑進(jìn)入攪拌站后應(yīng)進(jìn)行混凝土試配，合格后方可使用。

（2）冬期施工過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)對(duì)混凝土出機(jī)及澆筑時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)控，保證出機(jī)溫度應(yīng)高于 20℃，澆筑時(shí)混凝土入模溫度能達(dá)到 15℃ 以上，冬期施工混凝土原材料拌制時(shí)宜采用加熱水的方法，水的溫度不得超過(guò) 60℃，如果加熱水還不能滿足出機(jī)溫度要求，應(yīng)當(dāng)對(duì)砂石骨料進(jìn)行加熱，砂石骨料加熱溫度不得超過(guò) 40℃，水泥不得直接加熱。砂石骨料存放最好有遮蓋大棚，保證骨料中不含有冰、雪、凍結(jié)物等易凍裂物質(zhì)。

（3）對(duì)罐車進(jìn)行保溫以減少運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失，合理安排好罐車發(fā)車數(shù)量和頻率，保證現(xiàn)場(chǎng)能連續(xù)澆筑混凝土即可，避免出現(xiàn)超發(fā)罐車在現(xiàn)場(chǎng)等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的現(xiàn)象。

（4）為了避免出現(xiàn)施工冷縫，造成滲漏隱患，要求混凝土的初凝時(shí)間不得小于 5h。

（5）當(dāng)室外最低氣溫不低于 -15℃ 時(shí)，采用綜合蓄熱法施工的混凝土受凍臨界強(qiáng)度應(yīng)大于 4MPa；當(dāng)室外最低氣溫不低于 -30℃ 時(shí)，不得小于 5.0MPa。任何情況下，混凝土受凍前的強(qiáng)度不得低于 5MPa。

（6）混凝土攪拌最短時(shí)間：攪拌前，最好用熱水或蒸汽對(duì)攪拌設(shè)備進(jìn)行沖洗，攪拌時(shí)間比常溫?cái)嚢钑r(shí)間延長(zhǎng) 30s，保證混凝土拌合物攪拌均勻。

4.2 施工準(zhǔn)備工作

（1）混凝土在澆筑前，清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，如采用地泵澆筑混凝土，應(yīng)對(duì)泵管覆蓋毛氈等，采取一定保溫措施。

（2）采用綜合蓄熱的方法養(yǎng)護(hù)，即利用預(yù)加的熱量和水泥的水化熱量，延長(zhǎng)混凝土正溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在結(jié)構(gòu)混凝土降溫前達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度要求。

（3）冬期施工期間應(yīng)在建筑物西北面加防寒圍擋，以防出現(xiàn)大風(fēng)和寒流天氣使氣溫驟降。同時(shí)，澆筑頂板和外墻混凝土?xí)r應(yīng)在內(nèi)部生火或使用電熱毯等對(duì)混凝土進(jìn)行加熱，保證混凝土始終在正溫 5℃ 以上。

（4）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，要求室溫 (20±3)℃，濕度保持在 90% 以上，對(duì)試件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。同條件試塊在現(xiàn)場(chǎng)按混凝土實(shí)際狀況進(jìn)行保溫，同時(shí)留檢驗(yàn)拆模強(qiáng)度的同條件的試塊。試塊留置應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求，至少比常溫多留兩組同條件養(yǎng)護(hù)試塊，用來(lái)測(cè)定混凝土受凍前的臨界強(qiáng)度和做28d的強(qiáng)度測(cè)試。

（5）根據(jù)同條件試塊的拆模強(qiáng)度結(jié)果來(lái)確定結(jié)構(gòu)是否具備拆模條件。對(duì)于懸挑結(jié)構(gòu)的墻板、梁等構(gòu)件重點(diǎn)保溫養(yǎng)護(hù)，待強(qiáng)度達(dá)到 100% 時(shí)方可拆模。如不影響后續(xù)施工，建議外墻部位保留模板到冬期施工結(jié)束，以防止大風(fēng)寒潮引起氣溫驟降，在外墻中產(chǎn)生冷縮應(yīng)力，破壞結(jié)構(gòu)。

4.3 混凝土的養(yǎng)護(hù)

UEA-D 的膨脹需要與水發(fā)生反應(yīng)才能進(jìn)行，所以混凝土的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的關(guān)鍵措施，能否養(yǎng)護(hù)到位，使膨脹劑發(fā)揮補(bǔ)償收縮的作用，非常重要，一定要派專人對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。冬期施工現(xiàn)場(chǎng)不能灑水和蓄水養(yǎng)護(hù)，需做好覆蓋保溫保濕工作?；炷翝仓晔彰婧髴?yīng)立即覆蓋塑料薄膜和毛毯，對(duì)混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)并防止混凝土受凍。另外，要保持毛毯干燥，毛毯浸濕后起不到良好的保溫效果。對(duì)混凝土的施工面、邊角部位等兩面散熱或三面散熱的部位應(yīng)多蓋幾層保溫毛毯，以防止這些部位被凍壞，影響后期的接茬截面粘結(jié)強(qiáng)度。外墻部位容易因溫度應(yīng)力而產(chǎn)生開(kāi)裂，應(yīng)在未上凍結(jié)冰時(shí)，在模板頂部澆水對(duì)墻體混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，上凍結(jié)冰時(shí)，應(yīng)帶模養(yǎng)護(hù) 7d，模板拆除后，應(yīng)涂刷混凝土養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)，避免墻體直接暴露在空氣中，受陽(yáng)光直射，發(fā)生干燥收縮而產(chǎn)生開(kāi)裂。養(yǎng)護(hù)不小于 14d。

4.4 拆模板

按 GB50204—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行。模板和保溫層在混凝土達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度（設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的 30%）并冷卻到 5℃ 后方可拆除。拆模后應(yīng)在混凝土表面立即覆蓋保溫毛毯等，使其緩慢降溫。

5 施工管控預(yù)防措施及應(yīng)急預(yù)案

為了防止在施工過(guò)程出現(xiàn)意外情況時(shí)無(wú)法應(yīng)對(duì)，提前對(duì)有可能出現(xiàn)的情況都做了應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急準(zhǔn)備。

5.1 混凝土供應(yīng)中斷

（1） 混凝土澆筑前 3d 應(yīng)將澆筑計(jì)劃通知商品混凝土攪拌站，商品混凝土攪拌站開(kāi)始備料，組織人員及車輛。另外攪拌站應(yīng)定期對(duì)攪拌機(jī)械、混凝土運(yùn)輸車輛進(jìn)行檢查和保養(yǎng)。

（2）混凝土澆筑前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)道路進(jìn)行檢查，保證泵車及罐車的正常通行。

（3）隨時(shí)對(duì)砂石骨料含水率進(jìn)行檢測(cè)，控制好水灰比及外加劑用量。

（4）必須將混凝土在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境條件下的初凝時(shí)間控制在 4～6h 以上，以防止供應(yīng)不及時(shí)、堵管等情況出現(xiàn)時(shí)，混凝土出現(xiàn)施工冷縫。

（5）如無(wú)后續(xù)車輛時(shí)，最后一車混凝土應(yīng)均勻覆蓋在混凝土茬面上，并振搗密實(shí)，覆蓋薄膜保濕。

（6）混凝土供應(yīng)中斷期間，應(yīng)每隔半小時(shí)或一小時(shí)啟動(dòng)一下泵車，防止堵管。

5.2 混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑故障

（1）澆筑前對(duì)施工用水用電、汽車泵、拖泵、60t.m 塔吊工作狀態(tài)進(jìn)行檢查。

（2）設(shè)備和易損配件要有備用，并及時(shí)維修和檢修。

（3）預(yù)備多一臺(tái)拖泵、一臺(tái)混凝土運(yùn)輸車、三臺(tái)振動(dòng)棒以備使用，如機(jī)械出現(xiàn)故障立即組織檢修人員在最短時(shí)間內(nèi)搶修機(jī)械。

（4）塔吊操作手，兩人換班，保持 24h 有人，緊急情況下，需要塔吊配合泵車澆筑混凝土或配合泵車進(jìn)行泵管挪動(dòng)。

（5）發(fā)生輕微堵管，首先應(yīng)加大泵機(jī)泵送壓力嘗試，如加大壓力無(wú)效果時(shí)，應(yīng)立即組織人員排查堵管位置，快速疏通泵管；如果是混凝土發(fā)生離析堵管，應(yīng)迅速通知攪拌站檢查材料稱量及攪拌機(jī)運(yùn)行情況，另外應(yīng)注意將拆卸管流出的混凝土用模板清理走，不得隨意留在施工面上；嚴(yán)重堵管時(shí)立即啟用備用拖泵。商品混凝土攪拌站應(yīng)指派技術(shù)人員到場(chǎng)，對(duì)混凝土坍落度進(jìn)行查看，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)坍落度不符合要求，應(yīng)立即跟站里進(jìn)行聯(lián)系，調(diào)整施工配合比。

（6）發(fā)生停電：澆筑現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)有一名電工值班，隨時(shí)檢查電路是否通暢，一旦發(fā)生停電，應(yīng)立即進(jìn)行檢修，如短時(shí)間無(wú)法完成供電，應(yīng)立即啟用柴油發(fā)電機(jī)及備用電纜，保證混凝土振搗及照明等不受影響。

（7）跑模：澆筑現(xiàn)場(chǎng)木工應(yīng)隨時(shí)查驗(yàn)?zāi)０迩闆r，如果發(fā)生跑模，應(yīng)立即對(duì)模板進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，并總結(jié)原因，在后續(xù)施工中注意改進(jìn)。

5.3 天氣變化

（1）提前查看天氣預(yù)報(bào)，了解混凝土澆筑期天氣，盡量安排在天氣適宜的時(shí)間澆筑。

（2）為預(yù)防在澆筑混凝土?xí)r天氣發(fā)生變化，應(yīng)準(zhǔn)備足夠多的彩條布。

6 工程效果

經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)、仔細(xì)準(zhǔn)備、認(rèn)真施工，地下室基礎(chǔ)筏板和外墻部位皆順利澆筑完畢，經(jīng)拆模觀察，至今無(wú)有害裂縫出現(xiàn)。工程結(jié)果證明，該工程的混凝土限制膨脹率設(shè)計(jì)、后澆帶規(guī)劃、混凝土配合比設(shè)計(jì)是成功的，混凝土抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求。結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)在于裂縫控制和節(jié)點(diǎn)處理，通過(guò)采用補(bǔ)償收縮混凝土實(shí)行超長(zhǎng)無(wú)縫施工，裂縫控制效果良好，通過(guò)在施工過(guò)程中對(duì)節(jié)點(diǎn)部位的仔細(xì)處理，保證節(jié)點(diǎn)不滲不漏。減免了后澆帶留設(shè)，提前了工期，保證了工程質(zhì)量。

[1] 游寶坤，吳萬(wàn)春．UEA 補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水的理論與實(shí)踐[J]．中國(guó)建材科技，1992.1∶37-42．

[2] 游寶坤，侯維紅．地下空間建筑結(jié)構(gòu)自防水新技術(shù)[J]．商品混凝土，2006(2)：22-26．

[3] 高樹(shù)東．深圳地鐵一期工程混凝土結(jié)構(gòu)自防水措施研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2002(2)：24-28．

[4] 韓全衛(wèi)，鄧建平，郭群，等．微膨脹劑在安鋼東區(qū)花苑混凝土結(jié)構(gòu)自防水中的應(yīng)用[J]．混凝土與水泥制品，2006(6)：54-57．

［通訊地址］重慶市江北區(qū)公路工程質(zhì)量安全監(jiān)督站（400000）

董璐（1985—），男，助理工程師。