李潔，康春生，陳樹學(xué)

（天津豹鳴股份有限公司，天津 301700）

0 引言

防水是地下工程施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它直接影響著工程能否如期啟用、正常運(yùn)轉(zhuǎn)并體現(xiàn)其應(yīng)有價(jià)值。目前，國(guó)內(nèi)地下工程防水往往采用“剛性防水+柔性卷材防水”的穿衣式設(shè)計(jì)，即試圖通過外防水解決地下滲漏難題，一道不行就二道。過份強(qiáng)調(diào)外防水作用，而忽略了最關(guān)鍵的混凝土自身防水。通?；炷两ㄖ镌O(shè)計(jì)壽命至少 50 年以上，而現(xiàn)有研究表明，卷材防水壽命不過 20 年左右，顯然二者的壽命是不相匹配的。另一方面，卷材防水是一片一片卷材相互搭接粘接而形成的一個(gè)整體，無法做到事無巨細(xì)。一旦出面滲水點(diǎn)，壓力作用下，地下水就會(huì)在卷材層之間穿來穿去。如果混凝土開裂，水就會(huì)順著裂縫進(jìn)入地下工程。

補(bǔ)償收縮混凝土依靠膨脹劑的限制膨脹在混凝土內(nèi)部?jī)?chǔ)存 0.20～0.70MPa 的預(yù)壓應(yīng)力[1]，可以補(bǔ)償溫度收縮和后期的干燥收縮，起到抗裂防滲的作用，廣泛應(yīng)用于地下工程防水。北京南站、北京西站、鳥巢奧運(yùn)場(chǎng)館等重大工程均使用了補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)防水和超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù)。膨脹劑是制備補(bǔ)償收縮混凝土的關(guān)鍵，傳統(tǒng)硫鋁酸鈣類膨脹劑制備的補(bǔ)償收縮混凝土膨脹能低、對(duì)水養(yǎng)護(hù)依賴性高，通?；炷翝仓笠B續(xù)澆水養(yǎng)護(hù) 7d。而實(shí)際工程中很難實(shí)現(xiàn)，這也就導(dǎo)致了許多工程即使用了膨脹劑，也無法解決地下工程滲漏。HCSA 膨脹劑是一種雙膨脹源的高性能混凝土膨脹劑，以氧化鈣作為主要膨脹源，輔以硫鋁酸鈣，膨脹能大、膨脹穩(wěn)定期短、對(duì)水依賴性低[2]，單靠混凝土拌合水也能產(chǎn)生有效限制膨脹，是制備補(bǔ)償收縮混凝土的最佳材料。本文介紹了補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)在天津武清區(qū)德晟祥廣場(chǎng)地下工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

德晟祥廣場(chǎng)位于天津市武清新城楊村鎮(zhèn)京杭大運(yùn)河以東 100m，距離京津公路僅 100m。德晟祥廣場(chǎng)是集休閑、娛樂、餐飲、購(gòu)物、酒店、影院、商超于一體的大型購(gòu)物中心，總占地面積 37 畝，總建筑面積約 8.6 萬方。商業(yè)地塊整體一棟樓，分為 a、b、c 三座。地下共2 層，地下 1 層為永輝超市，地下 2 層為停車場(chǎng)。圖1是德晟祥廣場(chǎng)的效果圖。建設(shè)單位為中石化工建設(shè)有限公司，混凝土供應(yīng)商為天津市濱濤混凝土有限公司武清分公司。

德晟祥廣場(chǎng)地下廣場(chǎng)結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)超寬，東西161.6m，南北 58.2m。鋼筋混凝框架結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí) C35，抗?jié)B等級(jí) P8，地下防水等級(jí)一級(jí)。后澆帶強(qiáng)度等級(jí) C40，采用微膨脹混凝土，抗?jié)B等級(jí) P8。

圖1 德晟祥廣場(chǎng)效果圖

2 補(bǔ)償收縮混凝土

德晟祥廣場(chǎng)地下工程結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)超寬，干燥收縮大，再加上夏季施工，混凝土溫度收縮應(yīng)力也較大，即使設(shè)置了后澆帶也無法避免混凝土開裂。為了保證地下工程不滲不漏，德晟祥廣場(chǎng)地下工程取消原設(shè)計(jì)的柔性卷材外防水，采用補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)，避免了傳統(tǒng)防水施工過程中的外防水和混凝土施工中互相靠、滲漏后互相推責(zé)任的弊病，將防水重點(diǎn)都集中到一道混凝土自身防水上來，從源頭解決問題。

2.1 原材料

水泥，唐山冀東水泥有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥；粉煤灰，天津北疆環(huán)保建材有限公司生產(chǎn)的Ⅱ級(jí) F 類粉煤灰；礦粉，天津市強(qiáng)力達(dá)輕型建筑材料有限公司生產(chǎn)的 S95 級(jí)磨細(xì)高爐礦渣粉；膨脹劑，天津豹鳴股份有限公司生產(chǎn)的 HCSA 雙源高性能混凝土膨脹劑，水中 7d 限制膨脹率 0.058%，具體性能參見表1；細(xì)骨料，河砂，產(chǎn)自河北遵化，中砂，細(xì)度模數(shù) 2.5。粗骨料，產(chǎn)自河北玉田，碎石，5～25mm 連續(xù)級(jí)配；外加劑，山西華凱偉業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的 HK-1 高性能聚羧酸減水劑；水，地下水。

2.2 混凝土設(shè)計(jì)參數(shù)

結(jié)合德晟祥廣場(chǎng)地下工程結(jié)構(gòu)，本工程不同部位補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率取值[3]如下：（1）底板混凝土限制膨脹率取值 0.015%；（2）外墻、頂板混凝土限制膨脹率取值 0.020%；（3）后澆帶混凝土限制膨脹率取值 0.025%。實(shí)驗(yàn)室試配補(bǔ)償收縮混凝土?xí)r，各部位混凝土的限制膨脹率均提高一個(gè)等級(jí) 0.005%。

現(xiàn)階段，混凝土開裂主要是冷縮裂縫和干縮裂縫。減少冷縮裂縫關(guān)鍵是控制混凝土的入模溫度和混凝土水化熱。為了降低入模溫度，本工程要求混凝土攪拌站砂石堆放在料棚內(nèi)，不使用剛進(jìn)場(chǎng)的水泥（溫度較高），使用地下水拌制混凝土。為了降低混凝土水化熱，工程采用 60d 強(qiáng)度為基準(zhǔn)驗(yàn)收混凝土強(qiáng)度。配合比中使用大量粉煤灰、礦渣等量取代水泥，并且盡可能多地使用粉煤灰，減少水化熱主要貢獻(xiàn)者——水泥的用量。同時(shí)利用礦物摻合料改善混凝土的施工性能和耐久性能。研究表明，降低水膠比可以減小補(bǔ)償收縮混凝土的干燥收縮落差。本工程選聚羧酸高性能減水劑，在保證混凝土工作性不變前提下，大幅減少混凝土單方用水量。兼顧硬化混凝土力學(xué)性能、耐久性能和施工性能，補(bǔ)償收縮混凝土的坍落度設(shè)定為 (180±20)mm。其中，底板混凝土施工時(shí)，混凝土坍落度取高值，保證混凝土的密實(shí)性，減少因振搗不到位引起的混凝土缺陷。外墻混凝土坍落度盡可能取低限，一方面減少對(duì)模板的側(cè)壓力，另一方面可以進(jìn)一步減少外墻混凝土的干燥收縮，提高抗裂能力。

2.3 混凝土配合比

以限制膨脹率、強(qiáng)度和施工性能為核心，優(yōu)化確定的補(bǔ)償收縮混凝土配合比見表2。補(bǔ)償收縮混凝土的抗壓強(qiáng)度和限制膨脹率測(cè)量結(jié)果見表2。

由表2 可知，補(bǔ)償收縮混凝土抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，60d 抗壓強(qiáng)度分別為 44.3MPa、43.8MPa 和49.9MPa。抗壓強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)，7d 抗壓強(qiáng)度約為 60d 抗壓強(qiáng)度的 50%～60%，28d 抗壓強(qiáng)度為 60d 抗壓強(qiáng)度的80%～90%，強(qiáng)度沒有出現(xiàn)倒縮現(xiàn)象。此外，補(bǔ)償收縮混凝土水中 14d 的限制膨脹率在 0.021%～0.032%，均比設(shè)計(jì)取值高了 0.005% 以上，達(dá)到了既定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。這些富余的限制膨脹率可以保證混凝土批量供應(yīng)時(shí)，消除各種不可預(yù)因素帶來的誤差，從而保證補(bǔ)償收縮混凝土內(nèi)部?jī)?chǔ)存足夠的預(yù)壓應(yīng)力，用于補(bǔ)償收縮，提高混凝土的抗裂性。

表1 HCSA 膨脹劑性能

表2 混凝土配合比 kg/m3

3 補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)自防水施工

3.1 膨脹加強(qiáng)帶

基于傳統(tǒng)后澆帶存在的弊端，本工程采用膨脹加強(qiáng)帶替代原設(shè)計(jì)的后澆帶，底板采用連續(xù)式和間歇式膨脹加強(qiáng)帶，外墻出于進(jìn)一步釋放溫度應(yīng)力的考慮而采用后澆式膨脹加強(qiáng)帶，回灌時(shí)間控制在兩側(cè)混凝土澆筑完7～14d。膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造形式見圖2。

圖2 膨脹加強(qiáng)帶構(gòu)造形式圖

3.2 混凝土施工

為保證混凝土膨脹劑質(zhì)量，HCSA 膨脹劑提前運(yùn)至混凝土攪拌站，并在三方見證下取樣送檢，待測(cè)試合格后方可使用。膨脹劑采用機(jī)械自動(dòng)計(jì)量，消除人工投料不及時(shí)或不投的弊病。此外，膨脹劑供應(yīng)商及時(shí)與施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核算，保證混凝土澆筑過程中膨脹劑不斷灰，影響施工進(jìn)度。

依據(jù)膨脹加強(qiáng)帶劃分施工段，結(jié)合施工段大小、位置，合理配置混凝土施工人員、振搗棒，安排泵車位置。混凝土攪拌站安排調(diào)度和技術(shù)人員駐場(chǎng)，確?；炷凉?yīng)及時(shí)，同時(shí)一旦現(xiàn)場(chǎng)混凝土性能出現(xiàn)異常時(shí)可迅速調(diào)整。

天津豹鳴股份有限公司安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)混凝土施工進(jìn)行全程指導(dǎo)，明確施工重點(diǎn)、注意事項(xiàng)。

（1）對(duì)于底板，要求工人逐步向前推進(jìn)，混凝土布料后，立即振搗、收面并覆蓋塑料薄膜。上翻導(dǎo)墻處采用多次澆筑、多次振搗方式，積水坑或電梯井部位注重接茬時(shí)間和振搗，施工縫位置同樣加強(qiáng)振搗，使混凝土與止水鋼板緊密咬合在一起。混凝土澆筑過程中不得出現(xiàn)施工冷縫，消除漏水隱患。

（2）對(duì)于外墻，清理干凈導(dǎo)墻，不得留有雜物，所有外墻穿墻螺栓桿焊接止水環(huán)?？刂苹炷撂涠?，分二層澆筑，加強(qiáng)振搗，快插慢拔。第二層混凝土一定要在第一層混凝土初凝前澆筑，防止施工冷縫。

（3）頂板與底板澆筑方式一樣，振搗后及時(shí)頂漿覆蓋薄膜，防止水份散失過快形成塑性裂紋，影響外觀。

（4）加強(qiáng)混凝土保護(hù)，混凝土未上強(qiáng)度時(shí)，嚴(yán)禁人員隨意在混凝土面層上走動(dòng)。頂板禁止集中堆放重物，以免過早上荷載導(dǎo)致荷載裂縫。

（5）對(duì)于因振搗不實(shí)引起的峰窩、漏筋采用膨脹砂漿和乳液進(jìn)行二次修補(bǔ)，對(duì)于水平、豎向施工縫、穿墻螺栓孔采用防水砂漿找平處理。

（6）外墻回填土、頂板進(jìn)行防穿刺卷材操作前，進(jìn)行閉水試驗(yàn)，對(duì)于有滲漏的地方及時(shí)修補(bǔ)，以最小的代價(jià)，將后期可能出現(xiàn)的滲漏隱患提前消除掉。

4 小結(jié)

德晟祥廣場(chǎng)地下工程采用混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)，使用雙膨脹源 HCSA 高性能混凝土膨脹劑制備補(bǔ)償收縮混凝土，充分發(fā)揮了其膨脹能大、補(bǔ)償收縮效果好和對(duì)水養(yǎng)護(hù)依賴性低的優(yōu)點(diǎn)。通過嚴(yán)抓膨脹劑質(zhì)量，以限制膨脹率、強(qiáng)度和施工性能為核心優(yōu)化配合比，嚴(yán)控施工環(huán)節(jié)，在保證工程質(zhì)量前提下，縮短工期、節(jié)約工程造價(jià)。

[1]趙順增，游寶坤．補(bǔ)償收縮混凝土裂滲控制技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010: 65．

[2]趙順增，劉立，吳勇，等．HCSA 高性能混凝土膨脹劑性能研究[C]．第四界全國(guó)混凝土膨脹劑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，北京，2006: 52-59．

[3]JGJ/T 178—2009．補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].