提升地下工程混凝土结构自防水性能的技术研究

提升地下工程混凝土结构自防水性能的技术研究

秦立宾

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摘要：我国建筑行业发展迅速，对于地下资源的整合开发更是在不断的推进，在整个建筑行业当中，地下防水的问题一直备受关注，地下工程的防水质量，不仅能够关系到工程的实际成本，建筑结构最终的安全以及未来的使用期限，而且也能够影响到整个建筑在未来的维护成本，这些问题均需要我们进行有计划的开展研究探讨。混凝土结构自防水是防水工程的最根本防线，其他外防水层措施都是依托混凝土结构自防水发挥作用，想要保证地下工程的防水质量就首先必须要做好混凝土结构自防水系统的质量，本文在明确混凝土结构自防水重要性的同时也从结构设计、原材配比、施工工艺、裂缝控制等多个方面对如何提高混凝土结构自防水性能进行了研究阐述。

关键词：地下工程；混凝土结构自防水；裂缝控制；施工缝处理

引言

在地下工程的混凝土结构的施工中,加强原材料选用、配合比、混凝土浇筑、施工缝处理、混凝土结构的后期养护、应变及温度监测等，保证地下工程的使用功能和防水耐用年限,提高防水质量和综合效益。

1、结构自防水技术的发展概述

在20世纪60年代，在冶金部门的建筑科学研究方面提出了利用防水混凝土的技术，他们一致经过研究决定之后，认为水泥砂浆的实际质量能够决定到混凝土的防水能力，因此，在对混凝土进行配比时，一定要按照相关的标准：灰砂比为1：2~1：2.5，砂率为35%~40%，石子粒径不大于40mm，水灰比不宜超过0.6，而且在整个工程完毕之后，要对其进行合理的养护，同时保证养护时间。这种防水的混凝土技术能够将集料连续级配的需求得到满足，在对冶金，建筑等一些大型的防水工程当中，应用效果特别好。到了20世纪70年代之后，我们国家又发明了外加剂的防水混凝土，它能够形成不溶性的胶体化合物，可以对一些细小的缝隙或者孔隙进行很好的填充，能够将混凝土的密实度以及柔性更加的增强，能够很好的将抗渗性得到提高。这些外加剂的防水混凝土在一定的条件下有着很好的效果，但是在实际的工程当中表明，因为水泥的混凝土在实际的硬化过程当中很容易产生温差影响，就会导致整个混凝土的结构产生裂缝，进而在结构的整体防水功能以及使用期限方面大大降低，这样的问题在一些小型的防水工程当中，一般不会出现，然而，对于中大型的复杂防水工程来讲，他们是特别严重的渗漏隐患问题。在1980年之后有收缩性的混凝土补偿方式能够将这些问题很好的解决。经过长达30年的研究，我们国家在对混凝土各项性能以及功能的控制方面都有了很好的技术应用，在20世纪80年代之后，我们国家就已经进入了实际工程的应用化。在当前我们国家的膨胀剂已经完全代替了膨胀水泥，主要原因是因为膨胀剂的实际应用会更加的方便，在运输当中容易保管，所用到的价值成本不会太高，很多的用户都能够接受。常见的结构自防水类型主要有P6、P8等抗渗混凝土防水，自密实混凝土防水，结构自愈合混凝土防水等。P6、P8等抗渗混凝土。抗渗混凝土是指抗渗等级等于或大于P6级的混凝土。抗渗混凝土按抗渗压力分为P6、P8、P10、P12等。抗渗混凝土通过掺用引气型外加剂，使混凝土内部产生不连通的气泡，截断毛细管通道，改变孔隙结构，提高混凝土的密实度，改善孔隙结构，从而减少渗透通道，提高抗渗性，多年来混凝土结构自防水技术在不断改进完善。

2、结构自防水的重要性

在以往地下工程施工完成后，经过雨雪天气或地下水位升高，很容易就发现渗漏问题，只要整个混凝土的结构有很好的自防水能力，在实际的使用过程中，就能够很好的起到防水效果。所以，我们可以说将混凝土结构的自防水能力进行提升就是让防水效果升高的最有效方法。所有在结构外侧的防水做法层都是为了辅助作用，比如说砂浆层、涂膜层、卷材层等等，他们真正起到的大多是辅助防水的作用，就算是当时起到了主要防水作用，但随着年限的不断增加也会被外界不断侵蚀不断失去主要防水作用，最终还是要靠结构自身进行防水。如若辅助防水层因为施工质量缺陷或达到使用年限失去防水作用同时结构自防水又没有做好的话，势必会出现渗漏对地下建筑造成各方面的影响，轻则影响使用功能、建筑外观，重则破坏地下结构的牢靠性、安全性，所以在后续地下工程的施工中做好混凝土结构自防水刻不容缓，我们必须对其进行高度重视。

3、影响地下工程混凝土结构自防水性能的因素及应对措施

3.1混凝土原材及配比情况

在工程建设中，保证原材质量是工程管理的重中之重，也是保证工程质量的关键所在，在混凝土方面更是如此，如混凝土原材出现问题，就不可能有好的结构性能和防水性能，我们应做的就是务必严把混凝土原材质量关，存在问题的原材料严禁用于混凝土的拌制生产。同时在做好原材质量的同时还要务必做好混凝土的配比，在参考地下建筑的防水技术以及混凝土泵送施工技术的全部材料要求之后，在地下工程的混凝土结构施工时，最重要的就是混凝土的实际配比率，只有通过科学合理的配比，再根据工程现场的实际状况不断调整混凝土的配比与外界达到更优的融合才能够更好的达到防水目标。

3.2混凝土振捣及收面

在 混凝土浇筑施工过程中，混凝土的振捣质量严重影响混凝土结构的密实度，而混凝土的密实度会直接影响结构自防水性能，在以往施工过程中混凝土结构拆模后出现的蜂窝、麻面、孔洞等振捣缺陷历历在目、屡禁不止，总结多年管理经验个人认为应从两个方面不断改善混凝土振捣施工质量，一是加强混凝土浇筑旁站监督管理，二是认真且详细的对混凝土振捣人员进行技术交底和培训。在顶板混凝土浇筑施工过程中，板面收面施工不当如未收面、未压实等会导致板面混凝土疏松裂缝或极易产生温度收缩裂缝，从而埋下渗漏隐患，想要避免此问题的出现应做好“二次收面”的施工工艺，该工艺的核心为在顶板混凝土终凝前（上人有轻微脚印）再次对顶板混凝土进行二次收面，收面过程中着重对面层混凝土进行抹压或拉毛处理对避免混凝土面层裂缝有明显效果。

混凝土二次收面 混凝土面层拉毛

3.3混凝土养护

在地下工程混凝土结构浇筑完成后，要做出及时的养护工作，确保混凝土在所合理的温度，湿度等条件下。然而有一部分的地下防水混凝土，在实际的建设过程当中，往往会将养护的重要工作进行忽视，对所需要的标准温度以及湿度等没有进行很好的调整，这就使得混凝土出现了开裂现象，甚至还会出现一些严重裂缝等问题，对混凝土结构自防水性能及安全性能均造成严重影响，因此养护工作是保证混凝土结构自防水性能的重要环节，在结构的养护期间内我们务必安排专职人员全程负责混凝土的养护工作，必要时还应采用蒸汽养护设备进行养护。

3.4混凝土结构在凝结硬化过程中的放热形变反应

在混凝土结构的凝结硬化过程中水泥发生的化学性质为放热反应，而混凝土的自身散热性能较差，整个内部温度会不断上升，如若为大体积混凝土内部温度会更高，但混凝土表面的温度又散热较快，从而就产生了一定的拉应力，待拉应力达到一定程度，就导致了裂缝的产生，如若没有较好的降温和防形变措施甚至会导致严重质量事故。裂缝是导致混凝土结构渗漏的最直接原因，想要提升结构自防水性能，我们务必要对混凝土的裂缝加以控制，为了采取合理的裂缝控制措施我们首先应了解混凝土结构在凝结硬化过程中温度及应变的相应规律，我们选取了某地下车库工程，该工程的底板、侧墙、顶板均为钢筋混凝土结构，采用C35P6混凝土浇筑，设置温度、应变监测装置监测内部温度及应变状况，在混凝土浇筑前，在工程结构的底板、侧墙、顶板的位置设置相应的温度计、应变计。该装置要是通过利用不锈钢的护管，信号传输电缆以及相关的电磁线圈等部分组成，对混凝土的温度及形变状况进行测试监控，根据实时数据绘制了温度、形变曲线图，根据监测数据采取相应的裂缝控制措施，同时也为后期的养护工作提供相应数据。

通过混凝土温度、应变曲线图我们可以得到温度和应变的变化是成正比的，底板、顶板及侧墙混凝土内部最大应变分别为256με，226με，78με，其后由于温度下降均出现一定的下降，最终稳定后的各部位应变分别为96με，70με，27με，变化幅度较大的区间均集中在混凝土浇筑完成后7日内，之后的时间便趋于稳定，这也启示我们应把控制措施的重点放在该时间段，根据温度、应变实时监测数据我们分别采取了混凝土搅拌前对其骨料、水泥等进行降温、在保证强度要求的前提下选用低水化热水泥、浇筑前对模板进行洒水降温、对模板和混凝土采取遮阳措施避免暴晒、安排专人对混凝土进行不间断洒水降温等措施保证了温度和形变的变化幅度均在合理可控的范围。

3.4施工缝的处理

在地下工程结构的设计及施工中施工缝是时刻存在的，如后浇带的施工缝、基础上返墙的施工缝及施工间歇的施工缝等等，这些施工缝咱们明知是会成为漏水的隐患但又必须要留置，历年以来凡是地下建筑物渗漏质量问题其渗漏位置多数均发生在没有处理合格的施工缝位置，可以说施工缝就是混凝土结构自防水的一个极大薄弱点，所以做好施工缝的处理工作至关重要，施工缝的处理必须要严格遵守其处理工艺要求，其工艺流程基本为凿毛（后浇带、基础上返墙等已设置止水钢板）→清理→支模→由于施工间歇或突发状况造成的施工缝应加设遇水膨胀止水条或止水带→洒水湿润或涂刷界面剂→高一标号微膨胀混凝土浇筑（后浇带及振捣缺陷处理等）→养护，我们在平时的施工中也是按照这个工艺流程对施工缝进行处理的，但依旧还是频繁出现施工缝位置渗漏的问题，其主要原因就是没有达到各工序的处理合格标准，其控制要点为：一、施工缝的凿毛处理，必须要将所有平滑面及疏松混凝土全部剔除才能保证新旧混凝土的接茬质量。二、施工缝的清理必须彻底，且应多变检查验收，杜绝夹渣问题的出现。三、预先安装的止水钢板，应保证止水钢板必须朝向正确（朝向迎水面）且安装标高、水平位置准确无误。四、如为施工间歇或突发状况造成的施工缝浇筑前必须加设遇水膨胀止水条或止水带。五、如为后浇带或振捣质量缺陷修补必须采用高一标号微膨胀混凝土浇筑。六、养护时间及养护方式必须符合要求，一般位置养护时间不得少于14天，后浇带位置不得少于21天，如为冬季施工则必须采取覆盖保温措施等。总之，在处理施工缝的各个工序上我们均应严守标准、认真仔细才能达到处理标准，才能真正起到提升地下工程混凝土结构自防水性能的效果。

地下室基础侧墙施工缝处理 地下室顶板施工缝处理

4、结束语

综上所述，通过我们在各工序、节点的精细施工、不断完善必将换来混凝土结构自防水性能的持续提升，减少和避免地下工程的渗漏问题，节省高额的后期维修成本，向业主方交付一个满意又放心的工程，树立自己的品牌形象，同时我们还要在日常施工过程中不断总结经验、勇于创新，推动建筑防水施工技术稳步向前发展。

参考文献

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