吳 超

隨著城市地下工程的快速發(fā)展，在建地鐵規(guī)模不斷擴(kuò)大，地鐵施工過程中的地下結(jié)構(gòu)滲漏水問題也尤為突出，對地下工程結(jié)構(gòu)安全性和耐久性產(chǎn)生了較大影響。防水混凝土又稱自防水混凝土或抗?jié)B混凝土，該混凝土結(jié)構(gòu)本身既是承重結(jié)構(gòu)，又具有很好的防水性能［1］，施工簡便，質(zhì)量可靠。在防水混凝土施工過程中，無論采用何種措施，目的都是減少混凝土的孔隙率，改變孔隙特征，提高混凝土的密實性，從而達(dá)到抗?jié)B的目的［2］。筆者長年工作在西安地鐵施工一線，參與了西安地鐵多個地下車站的施工，對地下車站防滲漏積累了一定的施工經(jīng)驗。下面僅以西安地鐵某車站為例簡要論述防水混凝土防滲漏施工關(guān)鍵技術(shù)措施。

1 工程簡介

西安地鐵某車站為線路的始發(fā)站，為3層三跨箱體框架結(jié)構(gòu)，車站總長度為140m，寬21.7m，高20.79m，標(biāo)準(zhǔn)底板設(shè)計埋深約為23.79m。由于車站周邊靠近河流，地下水位穩(wěn)定埋深8.8～11.6m，車站采用明挖法施工。地下車站主體、人行通道及機(jī)電設(shè)備集中區(qū)段防水等級為一級，結(jié)構(gòu)不得滲水、表面無濕漬。車站防水設(shè)計體系如表1所示。

本站防水設(shè)計強(qiáng)調(diào)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自防水能力。車站設(shè)計混凝土為C40 P10，底板厚0.8m，側(cè)墻厚0.6m，頂板厚0.7m，該地鐵站水位高，水壓大，防水施工質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)安全性及耐久性。為保證該車站防水混凝土質(zhì)量，特邀請專家分析論證，確定采用“雙摻”技術(shù)，加入膠凝材料總量約20%～30%的優(yōu)質(zhì)粉煤灰及外加劑，配置后混凝土的高性能減水劑及引氣劑摻量經(jīng)試驗確定，取得了良好的抗?jié)B漏效果。自線路開通運營后該車站無任何滲漏現(xiàn)象，得到了建設(shè)方的高度好評，現(xiàn)歸納以下幾點施工技術(shù)措施，僅供參考。

表1 西安地鐵車站防水設(shè)計體系

2 原材料質(zhì)量控制

2.1 水泥

水泥標(biāo)號不得低于42.5號，主要是選擇水化熱低，安定性能好、抗水性好的水泥，在普通條件下不受侵蝕性介質(zhì)和凍融作用下，宜采用火山灰水泥、普通硅酸鹽水泥。盡量采用大廠生產(chǎn)的水泥，謹(jǐn)慎使用小廠水泥，嚴(yán)禁使用過期水泥，特別是已受潮而成團(tuán)、結(jié)塊的水泥，否則將由于水泥水化作用不完全，而影響混凝土抗?jié)B性和強(qiáng)度。

2.2 砂石

除應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)定外，配置混凝土優(yōu)先選用中粗砂，推薦采用Ⅱ區(qū)優(yōu)質(zhì)河砂，石子最大粒徑不宜大于40mm，且應(yīng)進(jìn)行壓碎值指標(biāo)控制；嚴(yán)格控制有害物質(zhì)含量，包括含泥量、有機(jī)物、硫酸鹽等，砂含泥量控制3%以內(nèi)且不得呈塊狀，石子含泥量控制在1%以內(nèi)且石子最大粒徑不超過20mm，粗細(xì)骨料必須在使用前沖洗干凈，重要工程混凝土還應(yīng)進(jìn)行堿活性檢驗，每立方米混凝土中各類材料的總堿含量（Na2O當(dāng)量）不得大于3kg；同時砂石級配要良好、連續(xù)，確?？紫堵瘦^少。

2.3 水

在配制混凝土及養(yǎng)護(hù)用水時，應(yīng)采用不含有害物質(zhì)的潔凈水，要求水中不得含有影響水泥正常水化的有害物質(zhì)，必須對水中的PH值、氯離子、硫酸根離子、堿含量等指標(biāo)進(jìn)行檢驗。對于野外施工作業(yè)，應(yīng)對水源進(jìn)行化驗，對于PH值＜4的酸性水和PH值＞9的堿性水，硫酸鹽含量（按SO4）超過水量1%的水，以及海水、污水、工業(yè)廢水等，均不得使用，同時，配制的混凝土中要充分考慮堿和反應(yīng)性骨料的化學(xué)性能，在混凝土澆筑后就會逐漸反應(yīng)，在反應(yīng)產(chǎn)物的吸水膨脹和內(nèi)應(yīng)力足以使混凝土開裂的時候，工程便開始出現(xiàn)裂縫。這種裂縫對工程的損害會隨著堿骨料反應(yīng)的發(fā)展而發(fā)展，引起混凝土內(nèi)部自膨脹應(yīng)力而開裂。

2.4 外加劑

摻入適量外加劑可以改善混凝土的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，增加混凝土密實性，并提高其抗?jié)B性。目前應(yīng)用較成熟的工藝主要有：TMS型高效減水劑和UEA型微膨脹劑、引氣劑、三乙醇胺、氯化鐵等。外加劑主要是以吸附、分散、引氣催化或與水泥的某種成分發(fā)生反應(yīng)等物理、化學(xué)作用，使混凝土得到改性。不同的外加劑，其性能作用各異，選用外加劑應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)和施工工藝等對混凝土的具體要求，做經(jīng)濟(jì)效益分析，選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的外加劑方案。

3 混凝土配制方案

3.1 水灰比的控制

混凝土拌合物的水灰比，對硬化混凝土孔隙率的大小、數(shù)量起決定性作用，直接影響混凝土結(jié)構(gòu)密實性。水灰比越小，混凝土密實性越高，抗?jié)B性及強(qiáng)度越高。反之，水灰比過大，混凝土抗?jié)B性也隨之降低。適宜的水灰比的前提是應(yīng)保證混凝土具有良好的抗?jié)B性及適宜的和易性，單位體積混凝土膠凝材料用量見表2。

表2 單位體積混凝土膠凝材料用量

3.2 砂率及灰砂比的控制

在一定水灰比限值內(nèi)，砂率對混凝土抗?jié)B性的影響比較明顯。防水混凝土一般采用較高的砂率。另外，砂率的選擇必須與水泥用量相適應(yīng)，在一般水泥用量情況下，卵石防水混凝土砂率可選用35%左右，而碎石防水混凝土空隙率較大，砂率以35%～45%為宜。在最小水泥用量已確定的前提下，灰砂比對抗?jié)B性的影響更為直接，如灰砂比偏大（砂率偏低時），則由于砂子數(shù)量不足，水泥和水的含量多，混凝土往往出現(xiàn)不均勻及收縮大的現(xiàn)象，而使混凝土的抗?jié)B性較差。

4 防水混凝土施工

防水混凝土結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的優(yōu)劣，除取決于優(yōu)良的設(shè)計、材料的性質(zhì)及配合成分以外，還取決于施工質(zhì)量的好壞。因此，對施工中的各主要環(huán)節(jié)如混凝土攪拌、運輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等，均應(yīng)嚴(yán)格遵循施工及驗收規(guī)范的操作規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行施工。

4.1 混凝土攪拌

現(xiàn)場攪拌混凝土，應(yīng)嚴(yán)格按施工配合比，準(zhǔn)確稱量每種用料。

（1）外加劑應(yīng)事先均勻摻入拌合水中投入攪拌機(jī)，不宜直接投入。這樣外加劑在混凝土中分散更均勻，得到充分拌合。

（2）材料按石、水泥、砂順序倒入上料斗內(nèi)，先干拌30～60s再加水，加水后攪拌60～120s。此外為保證混凝土有良好的勻質(zhì)性，必須采用機(jī)械攪拌，攪拌時間比普通混凝土略長，一般不少于2min。

4.2 混凝土運輸

防水混凝土在運輸過程中，要防止產(chǎn)生離析現(xiàn)象及坍落度和含氣量損失，同時要防止水泥漿損失?；炷翉臄嚢铏C(jī)卸出后，用翻斗車、手推車或吊斗及時運送到澆灌地點。常溫下應(yīng)于半小時內(nèi)運至現(xiàn)場，并于初凝前澆筑完畢。澆灌前發(fā)生顯著泌水離析現(xiàn)象時，應(yīng)加入適量的原水灰比的水泥漿復(fù)拌均勻，方可澆灌。

4.3 混凝土澆筑和振搗

結(jié)構(gòu)自防水混凝土施工布料是一項重要的工序，往往由于施工安排不周，布料混亂，不分層次和地段，澆筑面積過大或分布點太多，造成施工冷縫。為達(dá)到防水目的，要科學(xué)地安排施工操作人員，在布料點要有專人負(fù)責(zé)，監(jiān)督和指揮操作人員施工，混凝土澆筑要分層均勻布料，布料厚度應(yīng)符合規(guī)定?；炷琳駬v的好壞，也是直接影響混凝土防水性能的關(guān)鍵工序，振搗一定要嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行，振動棒要快插慢拔，表面浮漿即可。振距一定要掌握好，不應(yīng)漏振和過振，直至將混凝土振密實。對坍落度較大的商品混凝土，振搗時間宜短，以免石子下沉、砂漿上浮，從而嚴(yán)重影響混凝土的勻質(zhì)性。不要用振搗棒代替布料，對鋼筋密集的地方棒插不下去，可采用離筋振搗后鋼筋復(fù)位的方法。不應(yīng)以振搗鋼筋代替振搗混凝土，特別是結(jié)構(gòu)鋼筋振動會直接破壞已初凝混凝土與鋼筋的粘接力，這樣不但影響混凝土的防水效果，也會影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。

混凝土澆筑采用“橫向分層、縱向分段、自然流淌、連續(xù)推進(jìn)”的施工方法；分層厚度宜為0.4～0.5m，并按1.5～1.6°的坡度斜向推進(jìn)，從而可很好地保證上下層混凝土不超過初凝時間。

4.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

防水混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，對其抗?jié)B性能影響極大，特別是早期保溫保濕養(yǎng)護(hù)。通過長期實踐表明，保溫保濕養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)不少于14d。應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜的完整情況，保持混凝土表面濕潤。

防止混凝土養(yǎng)護(hù)不良?；炷翝仓箴B(yǎng)護(hù)不及時，或拆模后即暴露在大氣中，不采取養(yǎng)護(hù)及其他防范措施，容易造成早期脫水，不僅使水泥水化不完全，而且游離水通過表面迅速蒸發(fā)形成彼此連通的毛細(xì)管孔網(wǎng)，成為滲水通路。同時混凝土收縮增大，出現(xiàn)龜裂，使混凝土抗?jié)B性能急劇下降，甚至完全喪失抗?jié)B能力。

4.5 混凝土模板拆除

地下混凝土墻板結(jié)構(gòu)模板不宜過早，特別是底模及支架拆除時混凝土的強(qiáng)度，必須符合規(guī)范及設(shè)計要求，特別是＞8m的梁板結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%，否則混凝土結(jié)構(gòu)因沉降極易造成貫穿性裂縫，成為滲水通道。

5 細(xì)部構(gòu)造處理

防水混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)認(rèn)真做好結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)埋件、穿墻螺栓及施工縫等易滲部位處理。

5.1 施工縫、后澆帶的處理

施工縫是防水混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱部位之一，應(yīng)不留或少留施工縫。底板的混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑。墻體上不留垂直施工縫，最低水平施工縫距離板面應(yīng)不少于200mm，距穿墻孔洞邊緣不少于300mm，施工縫的斷面易做成平口縫、企口縫和鋼板止水縫等。無論采用哪種施工縫隙，施工前應(yīng)對表面進(jìn)行鑿毛處理，清除浮粒，用水清洗并保持濕潤，澆筑前鋪上一層20～25mm厚水泥砂漿，其材料和灰砂比應(yīng)與混凝土相同。后澆帶澆筑時，應(yīng)將接縫表面鑿毛，清除干凈浮碴等，并沖洗濕潤；然后在其表面涂刷混凝土界面處理劑，最后澆筑混凝土，后澆帶混凝土標(biāo)號應(yīng)高于已澆筑混凝土標(biāo)號一個強(qiáng)度等級。施工縫防水細(xì)部構(gòu)造做法見圖1。

圖1 施工縫防水細(xì)部構(gòu)造做法

5.2 預(yù)埋鐵件的防水做法

預(yù)埋鐵件加焊止水鐵板，是一種既簡便又可獲得較好防水效果的好方法。

5.3 穿墻管道及對拉螺栓防水處理

在管道穿過防水混凝土結(jié)構(gòu)處，最好預(yù)埋套管，套管上應(yīng)加焊止水環(huán)，止水環(huán)應(yīng)與套管滿焊嚴(yán)密。混凝土墻施工時，采用對拉螺栓對模板進(jìn)行固定，并在穿墻螺栓的中間安裝金屬止水閥，以起到更好的防滲效果；混凝土澆筑完畢，拆模后抹灰前，應(yīng)對拉螺栓根部剔鑿20mm左右的缺口，用防水砂漿封堵抹平缺口；凡容易形成滲水通道的地方均應(yīng)安裝金屬止水盤，以達(dá)到防水目的。

MEP管道穿過側(cè)墻防水細(xì)部處理見圖2。穿墻止水閥見圖3。

5.4 鋼筋綁扎絲的處理

混凝土保護(hù)墊塊必須用同配合比的細(xì)石混凝土或砂漿塊做墊塊，確保保護(hù)層厚度。墊塊宜呈梅花形布置，布置在豎向和橫向鋼筋的交叉點上，扎絲的結(jié)頭應(yīng)彎向鋼筋側(cè)，嚴(yán)禁向外接觸模板。

5.5 鋼筋保護(hù)層控制

《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》及《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》規(guī)定：防水混凝土結(jié)構(gòu)迎水面鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm，基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范中鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm。鋼筋保護(hù)層指主筋的保護(hù)層厚度，由于主筋外的箍筋保護(hù)層厚度較薄，再加上施工的誤差，往往會產(chǎn)生箍筋外露或保護(hù)層過薄現(xiàn)象，從而使地下水沿鋼筋滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，引起鋼筋腐蝕，同時對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定產(chǎn)生影響，因此施工中要嚴(yán)格控制。

6 結(jié)束語

防水混凝土施工技術(shù)是目前地下工程施工中的重要應(yīng)用，影響防水混凝土抗?jié)B性的因素很多，本文以西安地鐵某車站為例，主要從防水混凝土原材料選擇、混凝土配制方案（“雙摻”技術(shù)應(yīng)用）、澆筑、養(yǎng)護(hù)方案及細(xì)部構(gòu)造施工方法上進(jìn)行了簡要論述，總結(jié)出了防水混凝土防滲漏施工關(guān)鍵技術(shù)措施。除上述措施外，還需提高施工人員的技術(shù)操作水平，切實提升地下工程防水質(zhì)量和效果，保證地下工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

［1］ 金忠孝. 地鐵防水結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工研究［J］. 商品混凝土，2015（06）：45-47.

［2］ 施建延. 淺談建筑工程地下室防水施工控制［J］. 城市建筑，2012（17）：67-69.