金雪峰，宋雄彬，楊 坤，閻 亮，仲勝利

（1、廣州市天作建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 廣州510623；2、廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司 廣州510440；3、廣州市珠江外資建筑設(shè)計(jì)院有限公司 廣州510060；4、廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司 廣州510500；5、廣州華工大建筑技術(shù)咨詢有限公司 廣州510641）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展及國(guó)家城鎮(zhèn)化速度加快，大規(guī)模的地下空間諸如高層建筑地下室、地鐵站房、地下商場(chǎng)等進(jìn)行開(kāi)發(fā)興建，地下工程的埋置深度愈來(lái)愈深，工程所處的水文地質(zhì)條件和環(huán)境條件愈來(lái)愈復(fù)雜，地下工程滲漏水的情況時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了地下工程的使用功能和結(jié)構(gòu)耐久性[1]。我國(guó)于1998年頒布的《建筑法》規(guī)定：“建筑物在其合理使用壽命內(nèi)，必須確保地基基礎(chǔ)工程和主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量”?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是確保主體結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限。而混凝土耐久性與其滲透性的優(yōu)劣有直接關(guān)系，影響混凝土耐久性的最重要因素是混凝土的滲透性[2-5]。

《地下工程防水技術(shù)規(guī)范:GB 50108-2008》明確規(guī)定：地下工程迎水面主體結(jié)構(gòu)應(yīng)采用防水混凝土，并應(yīng)根據(jù)防水等級(jí)的要求采用其他防水措施。防水混凝土抗?jié)B性能應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)混凝土抗?jié)B試件的試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定，試件應(yīng)在混凝土澆注地點(diǎn)隨機(jī)取樣后制作，連續(xù)澆注混凝土每500 m3應(yīng)留置一組6個(gè)抗?jié)B試件，且每項(xiàng)工程不得少于兩組[1]。

結(jié)合茂名某項(xiàng)目局部地下室混凝土抗?jié)B試件遺失漏檢的實(shí)際工程案例，從抗?jié)B混凝土配合比、檢測(cè)要求、防水設(shè)計(jì)及地下室大體積混凝土施工質(zhì)量保證措施等方面，對(duì)該事故是否對(duì)地下室防水功能造成重大影響進(jìn)行了全面分析論證。認(rèn)為混凝土防水性能不能僅僅看抗?jié)B等級(jí)，更不宜對(duì)規(guī)范中的條文生搬硬套，而應(yīng)從工程實(shí)際設(shè)計(jì)和施工特點(diǎn)出發(fā)深入剖析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際做出判斷。本文處理相關(guān)問(wèn)題的思路和論證意見(jiàn)可為實(shí)踐工程提供參考。

1 工程項(xiàng)目及事故概況

該住宅小區(qū)項(xiàng)目位于茂名市油城十路南側(cè)，總建筑面積42.2萬(wàn)m2，其中地上建筑面積30.6萬(wàn)m2，地下建筑面積11.6萬(wàn)m2。地下室共2層主要用作車(chē)庫(kù)、設(shè)備用房，X向最大寬度約372 m，Y向最大寬度約172 m，單層地下室面積約5.8萬(wàn)m2?？紤]到地下室面積巨大，將地下結(jié)構(gòu)分成4個(gè)區(qū)進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)，分區(qū)示意圖如圖1所示。塔樓筏板厚度2 000 mm，裙樓及純地下室部分筏板厚度500 mm，底板混凝土采用C40，地下室側(cè)壁厚400 mm，混凝土采用C35。項(xiàng)目地下室埋置較深，地下室迎水面混凝土均采用防水混凝土，抗?jié)B等級(jí)根據(jù)《高層建筑混凝土技術(shù)規(guī)程：JGJ 3-2010》[6]的要求取P8。

圖1 地下室施工分區(qū)示意圖Fig.1 Subarea Schematic Diagram of Basement Construction

施工單位在2015年6月起進(jìn)行3區(qū)混凝土澆注施工時(shí)，筏板基礎(chǔ)有兩處共3 276 m3混凝土、地下室側(cè)壁有4處共1 370 m3混凝土制作的抗?jié)B試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試件遺失，不滿足文獻(xiàn)[1]規(guī)定的連續(xù)澆注混凝土每500 m3應(yīng)留置一組6個(gè)抗?jié)B試件的要求。因此質(zhì)量檢查部門(mén)無(wú)法對(duì)已施工的局部混凝土抗?jié)B等級(jí)做出評(píng)定，造成該工程項(xiàng)目不能竣工驗(yàn)收，影響較大。

2 分析論證

針對(duì)已成事實(shí)的局部混凝土抗?jié)B性能漏檢事故，參建各方提出了不同的處理意見(jiàn)，更有甚者傾向于從混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)中按500 m3混凝土量取樣一組共6個(gè)試件進(jìn)行結(jié)構(gòu)混凝土性能檢測(cè)，這不僅造成取樣、檢測(cè)試驗(yàn)困難，而且眾多的實(shí)體取樣會(huì)對(duì)已建成的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響[7]，根本達(dá)不到原先設(shè)想的目標(biāo)。因此本文擬從以下幾方面進(jìn)行深入剖析論證。

2.1 配合比設(shè)計(jì)

混凝土的抗?jié)B性主要取決于其密實(shí)程度，防水混凝土主要是通過(guò)增強(qiáng)其自身密實(shí)性來(lái)提高其抗?jié)B能力，從而達(dá)到耐久性的目的。而良好的混凝土配合比設(shè)計(jì)能使混凝土密實(shí)性顯著提高，進(jìn)而有效提高混凝土抗?jié)B性能，是保證混凝土耐久性的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程：JGJ 55-2011》的規(guī)定，抗?jié)B混凝土配合比應(yīng)符合下列要求：①最大水膠比應(yīng)符合表1的規(guī)定；②每m3混凝土中的膠凝材料用量不宜小于320 kg；③砂率宜為35%～45%。

實(shí)際施工用混凝土原材料進(jìn)場(chǎng)不僅按相關(guān)要求進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，而且每季度均送質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)證檢測(cè)，有效保證了原材料的質(zhì)量?；炷劣盟酁槟彻旧a(chǎn)的P·O42.5R硅酸鹽水泥，粉煤灰級(jí)別為Ⅱ級(jí)，細(xì)集料為細(xì)度模數(shù)2.8的河砂，含泥量0.3%，粗集料為5～31.5 mm連續(xù)級(jí)配花崗巖，針片狀顆粒含量8.2%，含泥量0.1%，減水劑為FDN-110緩凝高效減水劑。實(shí)際施工用抗?jié)B混凝土水膠比為0.37，砂率為38.6%，水泥、混合材、砂、石、水、減水劑配合比為405、60、670、1 065、170、10.46 kg/m3。

表1 抗?jié)B混凝土最大水膠比Tab.1 Maximum Water to Binder Ratio of Impermeable Concrete

可見(jiàn)，施工用混凝土水膠比遠(yuǎn)小于抗?jié)B混凝土最大水膠比0.50的要求；膠凝材料為465 kg/m3，大于規(guī)程要求的320 kg/m3；砂率位于規(guī)程要求的范圍之內(nèi)；摻入的FDN-110緩凝高效減水劑可適量減少混凝土的水膠比；摻入的Ⅱ級(jí)粉煤灰能減少水泥用量，降低溫升，減少混凝土內(nèi)外溫差，可有效提高混凝土的抗?jié)B性及耐久性性能。因此，本工程施工用混凝土配合比及材料選用均滿足相關(guān)規(guī)范的要求，具備良好的抗?jié)B性能。

除漏檢部分外，該區(qū)域同批次已經(jīng)送檢的混凝土抗?jié)B性能試驗(yàn)試件均檢測(cè)合格。因此，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范：GB 50204-2002（2010版）》規(guī)定，由于相同配合比的抗?jié)B混凝土因施工造成的差異不大，而且未受檢區(qū)域面積很小，底板和地下室側(cè)壁均不超過(guò)總面積的3%，該未受檢區(qū)域混凝土抗?jié)B等級(jí)能滿足設(shè)計(jì)要求。

2.2 檢測(cè)要求

文獻(xiàn)[1]規(guī)定連續(xù)澆注混凝土每500 m3應(yīng)留置一組6個(gè)抗?jié)B試件，《混凝土技術(shù)規(guī)范：廣東省標(biāo)準(zhǔn)DBJ 15-109-2015》第9.4.2條規(guī)定：對(duì)未按要求留置混凝土試件時(shí)應(yīng)該進(jìn)行混凝土工程實(shí)體檢測(cè)。因此有意見(jiàn)認(rèn)為進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體檢測(cè)是進(jìn)行該工程混凝土抗?jié)B性能評(píng)價(jià)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這顯然是欠妥的。究其原因主要有：

⑴防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)是根據(jù)素混凝土的室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得的，而已施工完成的地下室主體結(jié)構(gòu)中鋼筋密布，特別是基礎(chǔ)底板，除底鋼筋、面鋼筋及附加鋼筋外其間還有抗浮錨桿鋼筋分布，進(jìn)行混凝土抗?jié)B試件取樣十分困難，若實(shí)體取樣試件中包含鋼筋，則對(duì)試件抗?jié)B性能檢測(cè)有不利影響，同時(shí)取樣過(guò)程中切斷的受力鋼筋對(duì)主體結(jié)構(gòu)造成損害，得不償失。

⑵由于地下工程大體積混凝土施工及養(yǎng)護(hù)因素的影響，即使試驗(yàn)室配制及在施工現(xiàn)場(chǎng)留樣試件均滿足抗?jié)B要求，但實(shí)際施工完成后的底板或側(cè)壁混凝土還會(huì)出現(xiàn)裂縫等情況，這樣難免會(huì)對(duì)實(shí)體取樣的試件構(gòu)成影響[8]，造成抗?jié)B性能檢測(cè)不具有代表性。

⑶我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 50784-2013》明確規(guī)定：針對(duì)混凝土性能的檢測(cè)，要求使用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的試件?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)是對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體中混凝土性能進(jìn)行檢測(cè)，本質(zhì)上屬于結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所用試件不具備標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件，有些試件的尺寸和試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸不完全一致，檢測(cè)時(shí)混凝土齡期也遠(yuǎn)大于28 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)期，取樣只能測(cè)定結(jié)構(gòu)混凝土在檢測(cè)齡期時(shí)的實(shí)際性能參數(shù)。由于相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)尚未對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土性能的合格指標(biāo)有相應(yīng)規(guī)定，因此得到的檢測(cè)結(jié)果不宜用于工程質(zhì)量檢測(cè)，只用于結(jié)構(gòu)性能評(píng)估時(shí)參考。

⑷本工程單層地下室面積近6萬(wàn)m2，澆注的混凝土量巨大，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際按混凝土澆注總量留設(shè)的抗?jié)B試件的總組數(shù)已遠(yuǎn)超過(guò)文獻(xiàn)[1]規(guī)定組數(shù)。

綜合以上分析，認(rèn)為在抗?jié)B檢測(cè)試件遺失的局部區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)混凝土性能實(shí)體檢測(cè)意義不大，特別是對(duì)結(jié)構(gòu)底板，側(cè)壁內(nèi)已做好了建筑防水、面層的情況，更要避免由實(shí)體檢測(cè)帶來(lái)的其他風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 防水設(shè)計(jì)

地下室防水主要分為剛性防水（混凝土、防水砂漿等）、卷材防水（瀝青、改性瀝青、合成高分子卷材等）和涂料防水（有機(jī)涂料、無(wú)機(jī)涂料、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合涂料）三大類(lèi)型[1]。眾多工程實(shí)踐表明，剛性防水特別是混凝土自身防水是地下室防水設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而其他良好防水措施與防水混凝土聯(lián)合應(yīng)用可大大提高地下室整體防水性能。

2.3.1 防水混凝土

本工程塔樓筏板基礎(chǔ)底埋深11.3 m，裙樓及純地下室部分底板埋深9.7 m，文獻(xiàn)[6]規(guī)定：埋深＜10 m時(shí)防水混凝土抗?jié)B等級(jí)取P6；10 m≤埋深＜20 m時(shí)防水混凝土抗?jié)B等級(jí)取P8。為提高混凝土的耐久性，設(shè)計(jì)統(tǒng)一按抗?jié)B混凝土等級(jí)P8選用。塔樓筏板厚度2 000 mm，裙樓及純地下室部分筏板厚度500 mm，地下室側(cè)壁厚400 mm，實(shí)際設(shè)計(jì)取用的防水混凝土厚度均大于《混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè)》[9]中按最大水頭計(jì)算時(shí)需要的厚度375 mm。

2.3.2 其他防水措施

長(zhǎng)期實(shí)踐表明，防水混凝土并不是絕對(duì)不透水材料，據(jù)測(cè)定抗?jié)B等級(jí)為P8的防水混凝土的滲透系數(shù)為（5～8）×10-10cm/s[1]。由于地下結(jié)構(gòu)一般使用年限長(zhǎng)，如果發(fā)生滲漏，處理將比地上結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，而且會(huì)造成地下空間建筑功能?chē)?yán)重?fù)p害，因此如何有效防止地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋的長(zhǎng)期侵蝕破壞是一個(gè)有意義的研究課題。本工程防水等級(jí)為二級(jí)，投資大且使用年限長(zhǎng)，為確保工程的使用壽命，在地下室側(cè)壁、底板混凝土的迎水面設(shè)計(jì)了一系列其他有效防水措施，具體如圖2所示。

圖2 地下室防水做法示意圖Fig.2 Waterproof Method of Basement

由圖2可見(jiàn)，地下室鋼筋混凝土側(cè)壁由內(nèi)向外做法分別為：①先在側(cè)壁結(jié)構(gòu)面涂刷一層與防水涂料相容的基層處理劑。②再涂刷2 mm厚聚氨酯有機(jī)防水涂料層，分2～3次涂抹，涂抹方向均與上一次方向垂直。該有機(jī)防水涂料能在各種復(fù)雜基面形成無(wú)接縫的完整防水膜，抗?jié)B性較好。③鋪設(shè)4 mm厚SBS聚合物改性瀝青防水卷材，該材料可有效保護(hù)結(jié)構(gòu)不受侵蝕性介質(zhì)侵蝕。④卷材防水層做好后立即施做30 mm厚聚苯板保護(hù)層，防止后續(xù)施工將內(nèi)側(cè)防水層破壞。

地下室底板的施工順序是先施工墊層、防水層及保護(hù)層，再施工鋼筋混凝土底板，為：①100 mm厚C15細(xì)石混凝土墊層。②20 mm厚1∶2.5水泥砂漿找平層。③涂刷2 mm厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，該涂料與水作用后，材料中含有的活性化學(xué)物質(zhì)通過(guò)載體向混凝土內(nèi)部滲透，形成不溶于水的結(jié)晶體，堵塞住混凝土內(nèi)部的毛細(xì)孔道，從而提高混凝土抗?jié)B性能。④施工50 mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層，防止底板鋼筋、模板施工時(shí)破壞防水層。⑤最后施工鋼筋混凝土底板。

通過(guò)以上采取的防水措施，使整個(gè)地下工程形成了一個(gè)全封閉的防水體系，整體防水性能得到進(jìn)一步提高。

2.4 混凝土裂縫控制

地下室混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量是保證其防水質(zhì)量的最重要一環(huán)，因?yàn)榧词共捎昧丝節(jié)B等級(jí)滿足設(shè)計(jì)要求的防水混凝土，如果施工及養(yǎng)護(hù)不到位，混凝土結(jié)構(gòu)還是會(huì)出現(xiàn)裂縫，造成滲漏事故[10]。經(jīng)仔細(xì)查閱設(shè)計(jì)及施工記錄，對(duì)本工程地下室大體積混凝土裂縫控制采取的措施主要如下：

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取的措施有：①該地下室面積巨大、超長(zhǎng)，按文獻(xiàn)[6]的要求每隔30～40 m設(shè)置一條伸縮后澆帶，有效減小混凝土的溫度與收縮應(yīng)力；在塔樓與純地下室間設(shè)置沉降后澆帶，有效減小差異沉降引起的構(gòu)件內(nèi)力及減少有害裂縫。②為了進(jìn)一步降低水化熱高及收縮量大的影響，利用地下室底板、外墻大體積混凝土受力所需的強(qiáng)度時(shí)間較遲的特點(diǎn)，地下室外墻、頂板采用60 d強(qiáng)度，地下室底板采用90 d強(qiáng)度，從而達(dá)到節(jié)能降耗、減少裂縫的目的。③基于混凝土裂縫寬度在0.1～0.2 mm時(shí)一般可自行愈合的特性，在地下室底板、側(cè)壁結(jié)構(gòu)計(jì)算中嚴(yán)格控制裂縫計(jì)算寬度0.2 mm的限值。④地下室底板、外墻均配置雙層雙向鋼筋網(wǎng)，地下室底板鋼筋間距不大于200 mm，外墻鋼筋間距不大于150 mm，同時(shí)在地下室外墻樓層處設(shè)置鋼筋混凝土暗梁，有效約束外墻豎直裂縫。

混凝土施工上采取的措施有：①整體分層連續(xù)澆筑或推移式連續(xù)澆筑，在前層混凝土初凝之前將次層混凝土澆筑完畢，并采用二次振搗工藝。澆筑過(guò)程中，及時(shí)清除混凝土表面的泌水。②采用溫度監(jiān)控措施監(jiān)控混凝土上、中、下部的溫度變化，將混凝土中心溫度與表面溫度的差值控制在25℃以內(nèi)，使表面溫度與大氣溫度差不超過(guò)20℃。③混凝土澆注成型等表面收干后，用木抹子搓壓混凝土板表面，以防止混凝土表面出現(xiàn)塑性裂縫，木抹抹壓2～3遍。④安排專人負(fù)責(zé)保溫保濕養(yǎng)護(hù)工作，并有專人簽證，同時(shí)根據(jù)溫控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整保溫保濕措施，養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時(shí)間均大于14 d。

可見(jiàn)，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際施工上采取的有效措施等，較好的控制了地下室大體積混凝土施工中出現(xiàn)的有害裂縫，有效保證了地下室防水性能。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)查勘

由于本工程已于2016年初施工完成并回填完畢，到2017年底，該地下室已經(jīng)歷過(guò)廣東西南地區(qū)2年雨季考驗(yàn)，并未出現(xiàn)滲漏及相關(guān)情況反映。2018年1月再次組織相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員對(duì)地下室底板、側(cè)壁進(jìn)行仔細(xì)查勘，結(jié)果表明結(jié)構(gòu)面未出現(xiàn)濕漬，更未出現(xiàn)滲漏情況，防水工程運(yùn)行良好，滿足設(shè)計(jì)防水要求。

3 結(jié)論

⑴本工程施工用混凝土配合比及材料選用滿足規(guī)范的要求，具備良好的抗?jié)B性能，相同配合比的抗?jié)B混凝土因施工造成的差異不大，滿足設(shè)計(jì)要求。

⑵結(jié)構(gòu)混凝土實(shí)體抗?jié)B性能檢測(cè)不同于標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)的抗?jié)B試件檢測(cè)，存在很多不確定性因素。本工程遺失混凝土抗?jié)B性能檢測(cè)試件的區(qū)域面積占比很小，進(jìn)行抗?jié)B性能實(shí)體檢測(cè)意義不大且存在損傷主體結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。

⑶合理的防水設(shè)計(jì)是保證地下工程良好防水性能及使用壽命的根本所在。

⑷混凝土防水性能不能僅僅看抗?jié)B等級(jí)，與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量及后期養(yǎng)護(hù)等息息相關(guān)。

⑸實(shí)踐證明，本工程防水功能運(yùn)行良好，達(dá)到了地下室二級(jí)防水目標(biāo)。