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        淺析水工構(gòu)筑物滲漏處理技術(shù)

        2021-11-06 04:00:36
        四川水泥 2021年10期
        關(guān)鍵詞:混凝土施工

        田 磊

        (北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司, 北京市 100176)

        0 引言

        近年來(lái),在水廠建設(shè)工作中出現(xiàn)問(wèn)題最多的就是水工構(gòu)筑物的滲漏現(xiàn)象,不但對(duì)水工構(gòu)筑物的正常生產(chǎn)及安全造成影響,還影響水凈化的處理工作。合格的水工構(gòu)筑物必須要完成閉水試驗(yàn),防止出現(xiàn)滲漏問(wèn)題。因此,分析其原因,并采取相應(yīng)的有效措施加以控制與防治。

        1 水工構(gòu)筑物滲漏的原因分析

        通過(guò)對(duì)本市水廠進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致給水工程構(gòu)筑物產(chǎn)生滲漏的原因有很多,主要原因分析如下。

        1.1 設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的滲漏

        混凝土強(qiáng)度等級(jí)過(guò)高。在工程施工中,雖然對(duì)配合比進(jìn)行了優(yōu)化處理,但在工程完工后,尤其出現(xiàn)溫差較大時(shí),水工構(gòu)筑物的墻體就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂與滲漏問(wèn)題。

        未加設(shè)滑動(dòng)層和壓縮層。當(dāng)水廠的給水構(gòu)筑物貯量較大時(shí),壁底在液體壓力下工作,受地基和樁基的約束,溫度應(yīng)力的作用下形成結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂與滲漏。

        水工構(gòu)筑物混凝土結(jié)構(gòu)存在不合理性。水工構(gòu)筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常常因鋼筋直徑與分布間距較大,使其產(chǎn)生裂縫滲漏現(xiàn)象。此外還包括原材料的質(zhì)量、混凝土的密實(shí)度,在工藝中的缺陷或者施工中存在違規(guī)操作,都會(huì)導(dǎo)致水工構(gòu)筑物出現(xiàn)裂縫漏水問(wèn)題。例如:給水構(gòu)筑物池壁配備的鋼筋直徑及間距較大,內(nèi)外兩側(cè)配筋不滿足要求,則導(dǎo)致池壁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)滲漏,必須要解決這一問(wèn)題,避免為合格的施工質(zhì)量埋下隱患。[1]

        1.2 材料的不安全性能導(dǎo)致的滲漏

        在原材料選取時(shí),砂石中含泥量過(guò)高,砂石級(jí)配不合理,或者水泥用量過(guò)多、過(guò)少,水灰比不準(zhǔn)確,混凝土拌合物出現(xiàn)泌水、離析等現(xiàn)象,都會(huì)直接導(dǎo)致混凝土因干縮過(guò)大造成開(kāi)裂與滲漏。其次,混凝土的抗?jié)B等級(jí)太低、抗?jié)B混凝土配合比不合理、密實(shí)性太差及外加劑用量不當(dāng)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)也會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂與滲漏。[2]

        1.3 基本構(gòu)造設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致的滲漏

        水工構(gòu)筑物出現(xiàn)滲漏,與基本構(gòu)造設(shè)置不當(dāng)有關(guān)。當(dāng)鋼筋混凝土保護(hù)層太厚,池壁的抗裂性較差,保護(hù)層太薄,則鋼筋易被腐蝕,導(dǎo)致滲漏。此外,設(shè)計(jì)中的構(gòu)件計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際受力情況存在偏差,以及環(huán)境濕度、溫度、地基和荷載等變化引發(fā)的水工構(gòu)筑物沉降等原因,都會(huì)產(chǎn)生滲漏。

        1.4 施工工藝技術(shù)差導(dǎo)致的滲漏

        在水工構(gòu)筑物的施工過(guò)程中,混凝土的攪拌時(shí)間太短、運(yùn)輸時(shí)間太長(zhǎng),泵送的混凝土超量,水泥用量過(guò)大或水灰比太大,或者欠缺澆筑施工的技術(shù),澆筑模板的拼接存在缺陷,從而造成漏漿的現(xiàn)象發(fā)生。另外,如果混凝土振搗不及時(shí),且出現(xiàn)漏振、過(guò)振以及混凝土傾落的高度過(guò)高,在終凝前受到了干擾,已澆筑的混凝土卻未按規(guī)定完成養(yǎng)護(hù),太早的拆卸模板使混凝土穿墻螺栓松動(dòng),也會(huì)導(dǎo)致混凝土滲漏的發(fā)生。

        還有一些原因也會(huì)造成水工構(gòu)筑物產(chǎn)生滲漏。例如:混凝土池體的抗拉強(qiáng)度過(guò)低,而極限拉應(yīng)力過(guò)小,會(huì)出現(xiàn)裂滲;當(dāng)在施工設(shè)計(jì)中對(duì)承載力、局部構(gòu)造等做出不合理的處理,也會(huì)導(dǎo)致滲漏現(xiàn)象;在水平施工的上下模板處的施工縫位置往往會(huì)存在裂滲現(xiàn)象。還有就是出現(xiàn)地基變形或地基不均勻沉降時(shí)出現(xiàn)滲漏。在水工構(gòu)筑物的建設(shè)過(guò)程中,任意一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都有可能造成構(gòu)筑物滲漏,給水廠建設(shè)帶來(lái)不可彌補(bǔ)的損失和危害,因此在建設(shè)水工構(gòu)筑物時(shí),防開(kāi)裂、防滲漏工作就成為衡量水工構(gòu)筑物是否達(dá)標(biāo)的重要指標(biāo),解決在設(shè)計(jì)、材料、施工等各環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題,提高水工構(gòu)筑物的滲漏處理技術(shù),防患于未然。

        2 水工構(gòu)筑物防滲漏的技術(shù)措施

        某自來(lái)水公司的水廠在施工過(guò)程中采用了相關(guān)技術(shù)舉措,經(jīng)過(guò)了幾年的生產(chǎn)使用,未出現(xiàn)水工構(gòu)筑物的滲漏現(xiàn)象。

        2.1 設(shè)計(jì)合理,防止?jié)B漏

        水工構(gòu)筑物在設(shè)計(jì)時(shí),要嚴(yán)格按照《給排水工程構(gòu)筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》的國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行設(shè)計(jì),混凝土選用強(qiáng)度等級(jí)為C30,抗?jié)B等級(jí)P 選用表1 中P6,使混凝土自身具有良好的密實(shí)性,從而符合水工構(gòu)筑物的抗?jié)B要求。

        表1 混凝土抗?jié)B等級(jí)的規(guī)定

        利用滑動(dòng)層施工技術(shù),加設(shè)滑動(dòng)層,防止?jié)B漏。在基礎(chǔ)底板混凝土澆筑之后,倘若基礎(chǔ)底板混凝土發(fā)生變形,則底板與基層間會(huì)相互移動(dòng)近而產(chǎn)生作用力,當(dāng)滑動(dòng)層作為水工構(gòu)筑物的建筑構(gòu)造,可以實(shí)現(xiàn)在外力作用下自由移動(dòng)的功能,減少底板與地基之間的作用力,因而避免出現(xiàn)應(yīng)力裂縫導(dǎo)致的滲漏現(xiàn)象。在水工構(gòu)筑物建設(shè)中增設(shè)滑動(dòng)層有重要的意義。滑動(dòng)層設(shè)計(jì)精巧,施工工藝簡(jiǎn)單,僅利用兩層塑料薄膜和夾在中間的一層砂子,便可避免混凝土工程中由收縮應(yīng)力引發(fā)的形變,對(duì)水工構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)起到了良好的防水作用,解決了構(gòu)筑物滲漏問(wèn)題,也增加了其耐久性。[3]

        2.2 提高材料的性能,優(yōu)化抗?jié)B混凝土配合比

        對(duì)于材料的選取,包括混凝土的含量,水泥、石子和砂子要進(jìn)行合理的選型與配比。在水泥選取時(shí),不要選用高熱早強(qiáng)水泥,可采用收縮性較小、較低水化熱水泥。選取骨料時(shí),應(yīng)當(dāng)合理級(jí)配,骨料中砂子的含泥量要低于總量的3%,砂子的云母含量要低于總量的1%。如果骨料中含有風(fēng)化巖石等物質(zhì),可通過(guò)加入風(fēng)化巖類(lèi),生成石灰石,并與水混合后發(fā)生水化反應(yīng),體積膨大,在應(yīng)力的作用下,混凝土?xí)a(chǎn)生裂縫。如果采用堿度較低的砂石骨料,可選用低堿或無(wú)堿的外加劑。因此,選擇優(yōu)質(zhì)的砂石骨料,采用合理的砂石級(jí)配是選材的關(guān)鍵。當(dāng)加入粉煤灰摻合料后,再向水工構(gòu)筑物中加注一定量的減水劑,則水工構(gòu)筑物的流動(dòng)性得到控制,降低水化熱,從而推遲熱峰。在選取外加劑時(shí),其用量應(yīng)當(dāng)符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》國(guó)標(biāo)規(guī)定的要求,不得隨意增量或減量,影響材料的性能。

        由于水工構(gòu)筑物對(duì)抗?jié)B漏功能的要求較高,因此混凝土的配合比不僅要符合《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,還應(yīng)當(dāng)滿足水工構(gòu)筑物混凝土所要求的抗?jié)B等級(jí)、強(qiáng)度以及耐久性實(shí)施配合比設(shè)計(jì)與相關(guān)實(shí)驗(yàn),且還應(yīng)滿足以下要求:

        ①采用較小的水灰比(≤0.55),用水量不宜大于180kg/m'

        ②在滿足混凝土強(qiáng)度的要求下,降低水泥用量,并不大于350kg/m'。

        ③在符合工程施工條件下,應(yīng)當(dāng)降低砂率,并將砂率控制在35%~40%,混凝土坍落度控制在30~40mm。

        2.3 通過(guò)滿水試驗(yàn),預(yù)防滲漏

        建設(shè)水工構(gòu)筑物時(shí)對(duì)滿水試驗(yàn)有嚴(yán)格的要求,利用滿水試驗(yàn)觀察試件的外觀,不能出現(xiàn)漏水的情況,構(gòu)筑物的滲水量要按照其面積計(jì)算,不得高于2L/(m2·d)。在滿水試驗(yàn)前,要做好試驗(yàn)前的準(zhǔn)備和檢查工作。例如:清理構(gòu)筑物雜物、封堵預(yù)留孔洞等,檢查構(gòu)筑物內(nèi)已清理完畢、已封堵全部預(yù)留孔洞等。注水、水位觀測(cè)、蒸發(fā)量的測(cè)定都要嚴(yán)格按照滿水試驗(yàn)的要求進(jìn)行操作,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行滲水量計(jì)算,當(dāng)滲水量均小于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),則該構(gòu)筑物符合設(shè)計(jì)要求。

        盡管構(gòu)筑物的滲水量滿足規(guī)范要求,然而在滿水試驗(yàn)中,也會(huì)出現(xiàn)穿墻孔、管、預(yù)埋件滲漏、變形縫滲漏等現(xiàn)象,就需要采取有效的技術(shù)措施,預(yù)防滲漏。當(dāng)穿墻孔、管、預(yù)埋件發(fā)生滲漏,可選用內(nèi)外壁修補(bǔ)法進(jìn)行處理。外壁的修補(bǔ)需要在滿水條件下,用鑿子將漏水處鑿出一個(gè)深度約為5厘米且里大外小的孔,將補(bǔ)漏速凝劑捏成料團(tuán)塞進(jìn)漏水口處,并將其搗實(shí),再用抹子封口,外壁補(bǔ)漏就完成了。內(nèi)壁修補(bǔ)是在放空水池后進(jìn)行修補(bǔ),方法與外壁修補(bǔ)相同。當(dāng)變形縫出現(xiàn)滲漏時(shí),可采用增加變形縫密封膠的深度與外敷防水材料的方法進(jìn)行修補(bǔ)。將滲漏位置以外且1 米以內(nèi)的縫板剔除干凈,用熱風(fēng)吹干。再使用密封膠將內(nèi)外縫進(jìn)行填充密實(shí)。如果止水帶的位置砼不密實(shí)或者止水帶位置發(fā)生偏移,則先將局部剔鑿并修補(bǔ)砼后,再進(jìn)行內(nèi)外縫的修補(bǔ)工作。[4]

        2.4 提高施工工藝技術(shù)

        在施工前,要先將混凝土的施工材料進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明,并上報(bào)給參與施工的各個(gè)部門(mén),還要詳細(xì)地了解當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r,選取適宜的施工時(shí)間。為了避免由于溫度應(yīng)力引發(fā)的混凝土破壞,水工構(gòu)筑物在施工過(guò)程應(yīng)有效控制混凝土的內(nèi)外溫差,降低入模溫度。所以在施工澆筑時(shí)不應(yīng)選擇溫度較高的午間時(shí)段,傍晚時(shí)段開(kāi)始進(jìn)行混凝土澆筑為最佳時(shí)機(jī)。

        在施工中,順利進(jìn)行混凝土澆筑的模板可避免滲漏的發(fā)生。當(dāng)?shù)谝惠v混凝土罐車(chē)到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后,施工負(fù)責(zé)人必須要做好混凝土配比單的檢驗(yàn)工作,認(rèn)真核查檢驗(yàn)后滿足施工要求的混凝土才可進(jìn)行澆筑工作。在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中,當(dāng)水工構(gòu)筑物澆筑時(shí),要確保上料的均勻性,澆筑混凝土的自落高度不得高于1.5 米,若高于1.5 米時(shí)應(yīng)使用串筒或溜管進(jìn)行下料,防止在下料過(guò)程中出現(xiàn)骨料堆積現(xiàn)象。當(dāng)澆筑較深構(gòu)件時(shí),可采用水平分層澆筑法來(lái)確定澆筑的厚度,確?;炷翗?gòu)筑物內(nèi)部不會(huì)因厚度增大引起混凝土內(nèi)部的溫度增加,給澆筑施工造成不必要的麻煩。

        混凝土振搗應(yīng)當(dāng)實(shí)行專(zhuān)人負(fù)責(zé)制,在混凝土澆筑前先要進(jìn)行技術(shù)交底工作,之后振搗專(zhuān)員使用振搗工具進(jìn)行振搗操作,振搗時(shí)要遵循快插慢拔的原則,不允許撬振鋼筋和模板,在鋼筋分布比較密集的位置和邊角處也要振搗密實(shí)。并且要把握好振搗的間距、深度以及持續(xù)時(shí)間這三個(gè)因素。當(dāng)混凝土經(jīng)過(guò)振搗后,表面露出浮漿,沒(méi)有氣泡產(chǎn)生,且不再沉降,此時(shí)可停止振搗?;炷琳駬v操作一般持續(xù)20 至30 秒,插入式振搗器在振搗混凝土過(guò)程中,其移動(dòng)間距不超過(guò)振搗器作用半徑的1.5 倍,與模板的間距不超過(guò)其作用半徑的0.5 倍。振搗器在振搗上層混凝土?xí)r,要插入到下層混凝土約50mm 的位置,防止上下兩層間產(chǎn)生裂縫,引起混凝土滲漏,給水工構(gòu)筑物的施工帶來(lái)?yè)p失。

        為了確保成型的混凝土在規(guī)定齡期內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度,避免出現(xiàn)裂逢,水泥的水化作用應(yīng)處于正常濕度的外在環(huán)境中進(jìn)行,澆筑完成后,進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)。常溫施工時(shí)在12 小時(shí)內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù),不低于14 天,澆水次數(shù)的多少要看混凝土保持濕潤(rùn)的狀態(tài)。對(duì)于天氣炎熱的夏季要增加澆水保濕次數(shù),避免溫度過(guò)高導(dǎo)致的過(guò)早失水,對(duì)于天氣寒冷的冬季,應(yīng)當(dāng)注意水化反應(yīng)的強(qiáng)弱程度,避免由于水化反應(yīng)強(qiáng)烈而造成嚴(yán)重的裂滲。當(dāng)混凝土池壁出現(xiàn)較大的裂滲,可提高池壁混凝土使用一次澆筑的方法完成,來(lái)預(yù)防施工中的滲漏現(xiàn)象。

        2.5 采用高分子復(fù)合材料進(jìn)行封堵,防止?jié)B漏

        水工構(gòu)筑物漏水一直是水廠建設(shè)施工中的一大難題,不僅要求堵漏材料要迅速封堵,還應(yīng)具有一定的使用年限,實(shí)現(xiàn)半永久式封堵的效果。顯然,傳統(tǒng)的五層抹面剛性防水方法施工周期太長(zhǎng),化學(xué)灌漿法所需要的設(shè)備太過(guò)復(fù)雜,都存在不足,而高分子復(fù)合材料用于水工構(gòu)筑物防滲漏、封堵的效果能滿足當(dāng)下的需要。橡膠止水帶遇水膨脹,實(shí)現(xiàn)迅速堵漏,且橡膠止水帶膨脹時(shí)只會(huì)向來(lái)水的方向進(jìn)行膨脹,膨脹后的橡膠止水帶還可與裂縫牢牢貼合。水膨脹橡膠封堵后的滲漏、涌水的堵漏則需要瞬間堵漏劑完成。瞬間堵漏劑可在潮濕環(huán)境下與混凝土產(chǎn)生很強(qiáng)的粘接強(qiáng)度。它是采用水膨脹橡膠、瞬間堵漏劑、再與水下環(huán)氧粘結(jié)劑成型的環(huán)氧增強(qiáng)玻璃鋼組成的高分子復(fù)合材料相配合,既能快速封堵,作為施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急措施使用,又有較長(zhǎng)的使用年限,用于水工構(gòu)筑物滲漏、封堵工程具有良好的效果。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,水工構(gòu)筑物的防滲漏處理技術(shù)也在不斷更新與改進(jìn),通過(guò)對(duì)引起水工構(gòu)筑物滲漏的原因進(jìn)行分析,并采取相應(yīng)的有效措施。在實(shí)際的水廠建設(shè)工程中,不僅要符合國(guó)家設(shè)計(jì)規(guī)定和施工規(guī)范,更要結(jié)合實(shí)際,遵循以混凝土自防滲漏為主,其余方法為輔的原則,嚴(yán)格把控好施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié),定能建設(shè)出優(yōu)質(zhì)的水工構(gòu)筑物,使水廠建設(shè)工程質(zhì)量達(dá)到國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程水平。

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