楊麗愛

【摘?要】本文針對(duì)地鐵車站結(jié)構(gòu)防水等級(jí)劃分展開分析，結(jié)合影響結(jié)構(gòu)耐久性防水性因素，內(nèi)容包括混凝土碳化、硫酸鹽侵蝕、氯離子侵蝕、鹽類結(jié)晶侵蝕等，通過研究采用全外包防水結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)計(jì)算模式分析、施工縫防水節(jié)點(diǎn)處理、結(jié)合部防水處理、適當(dāng)增加保護(hù)層厚度、引入高性能混凝土等節(jié)點(diǎn)控制內(nèi)容，其目的在于優(yōu)化基坑地鐵車站結(jié)構(gòu)性能，延長基坑地鐵車站的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】地鐵車站;混凝土結(jié)構(gòu);鹽類結(jié)晶

地鐵車站與區(qū)間隧道屬人員密集、機(jī)電設(shè)備較多的場所，防水設(shè)防等級(jí)較高，如車站要求達(dá)到 1 級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)間隧道要求達(dá)到 2 級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)。為此，防水材料要與地鐵工程的結(jié)構(gòu)形式、各類施工法（包括明挖順作、蓋挖順作、蓋挖逆作、礦山法、盾構(gòu)法等多種工法及多類基坑開挖技術(shù)）相適應(yīng)。目前，隨著軌道通建設(shè)在全國各大城市空前快速與全面地展開，相關(guān)防水技術(shù)獲得了長足的進(jìn)步，結(jié)合作業(yè)區(qū)域?qū)嶋H情況，選擇恰當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)方法，對(duì)于提升地鐵車站結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有著積極地意義。

1 地鐵車站結(jié)構(gòu)防水等級(jí)劃分

根據(jù)地下結(jié)構(gòu)的重要性和防水要求，《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》一般把地下結(jié)構(gòu)分為4個(gè)等級(jí)。而地鐵車站在施工期間需要遵循Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)內(nèi)容如下：（1）Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求結(jié)構(gòu)表面不允許出現(xiàn)滲水的問題，同時(shí)結(jié)構(gòu)表面不能出現(xiàn)濕漬的情況;（2）Ⅱ級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)要求結(jié)構(gòu)整體不允許出現(xiàn)滲水的情況，而結(jié)構(gòu)表面存在著少量濕漬，同時(shí)每一百平方米防水面積上鎖出現(xiàn)的濕漬情況不能超過2處。在具體的施工過程中，需要做好結(jié)構(gòu)自防水相關(guān)工作，并以此為基礎(chǔ)來細(xì)化防水節(jié)點(diǎn)，從而提升地鐵車站整體的防水性能。

2 影響結(jié)構(gòu)耐久性防水性因素

2.1 混凝土碳化

所謂混凝土碳化是指混凝土中所含有的化學(xué)物質(zhì)在和環(huán)境二氧化碳相互作用下，使得結(jié)構(gòu)本身的理化性質(zhì)發(fā)生較大程度改變，從而影響到結(jié)構(gòu)本身的耐久性?；炷琳w呈堿性，在遇到酸性氣體時(shí)，會(huì)發(fā)生中和反應(yīng)降低混凝土本身的堿性。而堿性強(qiáng)度的下降會(huì)改變鋼筋原有的鈍化形態(tài)，此時(shí)結(jié)構(gòu)原有的鈍化膜也會(huì)開始出現(xiàn)破損，這也使得鋼筋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕的狀態(tài)，影響到結(jié)構(gòu)的承載強(qiáng)度和防水性能。

2.2 硫酸鹽侵蝕

我國許多地區(qū)都存在著硫酸鹽腐蝕的情況，其主要的腐蝕原理在于，硫酸根在進(jìn)入到混凝土內(nèi)部之后，會(huì)和水泥的固相之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成難溶的鈣礬石和二水石膏。另種化合物在遇到水分時(shí)會(huì)開始逐漸膨脹，從而使混凝土出現(xiàn)破損的情況。而且硫酸鹽還會(huì)在反應(yīng)過程中產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力，沿著混凝土內(nèi)部脆弱的部位開始蔓延，由最初的小裂隙逐漸擴(kuò)大為裂縫，從而降低混凝土結(jié)構(gòu)的防水性和整體性。

2.3 氯離子侵蝕

在混凝土耐久性因素當(dāng)中，氯離子帶來的腐蝕種類繁多，其內(nèi)容包括了破壞鋼筋鈍化膜、進(jìn)行電極腐蝕、去極化作用等，以電極腐蝕為例，氯離子存在的情況下，會(huì)融入水分子中形成電解質(zhì)溶液，鋼筋中的鐵元素在電極腐蝕作用下，會(huì)失去電子形成游離態(tài)二價(jià)鐵離子，此時(shí)氯離子會(huì)與亞鐵離子在潮濕環(huán)境下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成綠銹，其保水能力更強(qiáng)，從而使腐蝕范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，影響到混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

2.4 鹽類結(jié)晶侵蝕

結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)可以了解到，混凝土屬于多孔材料，對(duì)于一些容易溶解在鹽類在吸濕后都容易沿著孔隙滲入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部。而且在毛細(xì)作用下，含鹽溶液會(huì)沿著內(nèi)部孔隙提升到混凝土的迎空面當(dāng)中，此時(shí)水分會(huì)在蒸發(fā)作用下逐漸散失，這也使得溶液濃度開始不斷增加，侵蝕效應(yīng)強(qiáng)度也在不斷提升。

3 車站結(jié)構(gòu)耐久性防水關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分析

3.1 采用全外包防水結(jié)構(gòu)

從目前的施工情況來看，在地鐵車站結(jié)構(gòu)施工過程中，常用的施工形式包括疊合墻結(jié)構(gòu)和復(fù)合墻結(jié)構(gòu)，前者是在施工時(shí)將圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)襯墻組合在一起，使其可以形成一個(gè)整體，滿足剪力傳遞的基礎(chǔ)需求。而后者是施工時(shí)將圍護(hù)結(jié)構(gòu)和主體側(cè)墻分開進(jìn)行設(shè)置在一起，在兩者中間鋪設(shè)防護(hù)層，相互之間不存在剪力傳遞，屬于相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體系。在對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行選擇時(shí)，可以結(jié)合區(qū)域基礎(chǔ)環(huán)境來進(jìn)行評(píng)估，如果區(qū)域地下水豐富度較高，可以優(yōu)選復(fù)合墻體來作為防水結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增加防水層和結(jié)構(gòu)厚度，提升其防水性能。若區(qū)域地下水豐富度較低，則可以選擇造價(jià)較低的疊合墻，起到降低工程作業(yè)成本的作用。

3.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算模式分析

在結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中，也需要注重結(jié)構(gòu)計(jì)算模式的應(yīng)用，結(jié)合計(jì)算模式分析結(jié)果來確定相關(guān)參數(shù)信息的合規(guī)性。在具體計(jì)算中，多采用階段計(jì)算的方法，將地下連續(xù)墻作為基坑開挖時(shí)所用的擋土和擋水結(jié)構(gòu)，同時(shí)將其和主體結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)在一起，共同來分擔(dān)結(jié)構(gòu)帶來的水土壓力，建立相對(duì)應(yīng)的有限元模型，對(duì)于模型中應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理，降低結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中可能存在的潛在隱患。

3.3結(jié)合部防水處理

在結(jié)合部防水處理過程中，也需要注意以下幾部分內(nèi)容：（1）在主體結(jié)構(gòu)結(jié)合部處理過程中，多采用設(shè)置施工縫或變形縫來完成結(jié)構(gòu)處理，以設(shè)置變形縫處理為例，在車站連續(xù)澆筑作業(yè)期間，直接澆筑到第一道變形縫位置，期間不再設(shè)置施工縫，施工結(jié)構(gòu)的整體性較強(qiáng)，而且具備了較強(qiáng)的連續(xù)性，在很多地鐵工程中得到了良好應(yīng)用。（2）在對(duì)通道口位置處的地墻進(jìn)行鑿除時(shí)，需要提前做好相應(yīng)的保護(hù)措施，如臨時(shí)支護(hù)、錨桿支護(hù)等。（3）對(duì)于注漿管和防水條進(jìn)行合理搭配，控制好注漿期間的注漿壓力和注漿速度，確保漿液能夠順利填充到滲水孔隙當(dāng)中，以提升結(jié)構(gòu)的整體性和防水性[1]。

3.4 適當(dāng)增加保護(hù)層厚度

基于現(xiàn)有研究資料可以了解到，保護(hù)層厚度與混凝土結(jié)構(gòu)耐久性之間存在著較大的關(guān)聯(lián)性，具體關(guān)系可歸納為以下幾點(diǎn)：（1）鋼筋在鈍化效應(yīng)時(shí)效后，其腐蝕時(shí)間和保護(hù)層厚度的平方呈正比例關(guān)系;（2）保護(hù)層的厚度每增加10mm，那么鋼筋材料的失重率可以下降20%-25%;（3）保護(hù)層的厚度每增加10mm，混凝土結(jié)構(gòu)的透氧量也將提高5%-15%?；诖松鲜龅玫降膽?yīng)用結(jié)論在，在實(shí)際處理過程中，可以結(jié)合作業(yè)環(huán)境的實(shí)際情況來適當(dāng)增加保護(hù)層厚度。一般情況下，可以借助有限元模型分析結(jié)果來確定具體的加厚量。除此之外，一些主要承重結(jié)構(gòu)，如主強(qiáng)、側(cè)墻需要安裝在主筋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，使保護(hù)層可以更好地發(fā)揮出應(yīng)用價(jià)值[2]。

3.5 引入高性能混凝土

通過引入高性能混凝土，可以提升混凝土結(jié)構(gòu)自防水性能，從而提升地鐵車站結(jié)構(gòu)的文定性。在高性能混凝土的選用過程中，其內(nèi)容主要包含水泥材料選擇、水化熱控制等方面，同時(shí)也需要對(duì)混凝土拌和比例進(jìn)行控制，使其可以滿足建筑工程的基礎(chǔ)需求。例如，現(xiàn)階段很多地鐵車站工程都在使用膨脹混凝土進(jìn)行作業(yè)，該混凝土具備穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)內(nèi)部氣泡少、空隙小等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于富水地區(qū)可以將此混凝土作為主體施工材料，以確保結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和耐久性[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在地鐵車站結(jié)構(gòu)作業(yè)期間，確保其耐久性和防水性屬于非常重要的工作內(nèi)容，基于降低結(jié)構(gòu)耐久性常見因素，擬定合理的節(jié)點(diǎn)控制措施，一方面，可以確保各環(huán)節(jié)施工活動(dòng)的順利進(jìn)行，降低潛在問題的發(fā)生幾率;另一方面，能夠提升地鐵車站工程的整體性，延長地鐵工程本身的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖勤.濱海地區(qū)地鐵車站結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)研究[J].中國建筑防水，2019（12）：122-128.

[2]朱祖熹.地鐵防水工程存在的若干問題與對(duì)策[J].中國建筑防水，2019（18）：111-117.

[3]張健超.基坑地鐵車站結(jié)構(gòu)耐久性防水關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的控制[J].交通與運(yùn)輸（學(xué)術(shù)版），2018（02）：97-100.

（作者單位：益陽市赫山區(qū)人民政府）