抗渗混凝土渗漏水分析与预防

摘要：结构自防水已成为我国工程建设的主要防水技术措施。它既是承重结构，又极具防水特性。目前抗渗混凝土多采用商品混凝土，优点是工序简便，造价低廉，防水持久，节省投资，一般来说，只要设计合理，施工优良的工程，均能达到取得较好的效果。如果工程细部处理不当，施工操作不严谨，就容易出现渗漏等质量问题。（参考《www.jianzhu518.com》）
    关键词：抗渗混凝土 渗漏水 分析
    1 抗渗混凝土渗漏原因分析
    1.1 设计对结构抵抗外荷载及温度、材料干缩、不均匀沉降等变形荷载作用下的强度、刚度、稳定性、耐久性和抗渗性及细部构造处理的合理性，考虑欠周。
    1.2 部分桩基、筏板没有设置在可靠的持力层上，基础产生不均匀沉降。
    1.3 大体积混凝土结构浇筑后水泥的水化热很大，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不散发，因此，混凝土的内部温度显著升高，但混凝土表面散热快，这样就形成较大的温差，表面拉应力增大。此时，混凝土龄期很短，抗拉强度很低，当温差产生的表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土就会在表面产生裂缝。这种裂缝，多发生在混凝土浇筑后的升温阶段。混凝土浇筑后，逐渐散热收缩，加上混凝土硬化过程中内部拌合水逐渐水化和蒸发，以及胶质体胶凝作用，使混凝土硬化时(即降温时)产生收缩。当混凝土收缩时，受到基底或结构本身的约束，就会产生很大的收缩应力(即拉应力)。此时，当收缩应力超过混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。此种收缩裂缝，有时会贯穿全截面而成为有害的结构性裂缝。混凝土收缩时，由于表面裂缝处截面削弱，且易应力集中，助长了收缩裂缝的开展，因此，地下压力水从裂缝中渗漏出来。
    1.4 大体积防水混凝土施工中，没有采取积极有效的防裂措施，把防水混凝土等同于一般混凝土，造成开裂。
    1.5 产生裂缝的原因是多方面的，但混凝土质量优劣，却是关键所在。由于一些混凝土生产企业片面追求经济效益，目前商品混凝土供应存在如下质量问题。
    1.5.1 厂家为保证混凝土的强度等级，偏向于加大水泥用量。如C40、C45混凝土采用52.5级硅酸盐水泥用量都在400kg以上。这样，因水泥浆过剩，为收缩裂缝提供了可能。
    1.5.2 为防止泵送堵管过分强调大坍落度混凝土。事实证明，和易性良好的混凝土，现场泵送前测定15～16cm坍落度不仅可泵性良好，且不堵管，更有良好的可振捣性，使混凝土构件能获得高密实度。可是，一般现场实测坍落度为21～22cm的C40、C45混凝土和易性差，由于水分大，振捣时浆水飞溅，楼板不能下棒，只能耥平，这样的混凝土不但达不到高密实度，而且还会影响其耐久性。
    1.5.3 混凝土的最短搅拌时间不按规范规定，甚至物料入机(强制搅拌机)边进料边出料，砂、石、水分离，无和易性和稠度可言。所掺的外加剂，也因搅拌不透不均匀而失去应有的作用。这样的混凝土既易堵管，且混凝土的强度和微膨胀不能均匀产生，无力抵抗早期和中、后期混凝土的收缩应力而导致穿透性裂缝的产生。
    1.5.4 不按现场操作环境实际需要的坍落度及时调整加水量，晴、阴、雨和冰雪天，加水量几乎一个样。有些工地管理人员视而不见，增加了混凝土开裂的可能性。
    2 抗渗混凝土渗漏的预防措施
    2.1 设计方面
    2.1.1 设计中应充分考虑地下水作用的最不利情况，即地下水、地表水和毛细管水对结构的作用以及由于人为因素而引起的周围水文地质变化的影响。桩基、筏基必须支撑在可靠的持力层上，使结构具有足够的强度、刚度，以抑制地基基础局部下沉。
    2.1.2 结构设计中，应根据地下工程确定的几何尺寸，地基土和桩基情况，验算整浇混凝土由于温差混凝土收缩所产生的总温度应力是否超过当时基础混凝土极限抗拉强度，并采取相应的混凝土强度和抗渗。等级，合理配置钢筋，提高混凝土的瞬时极限拉伸值，使大体积混凝土具有足够的抗裂能力而不出现裂缝。
    2.1.3 根据结构断面形状、荷载、埋深，基础的强度，采用结构自防水混凝土，即补偿收缩混凝土。般在混凝土中内掺WG-HEA或UEA膨胀剂，补偿混凝土的限制收缩，抵消混凝土结构在收缩中产生的拉应力，控制温差，使结构不裂。
    2.1.4 以膨胀加强带取代后浇缝即在结构收缩应力最大的地方多掺入HEA或UEA，产生相应较大的膨胀来补偿结构的收缩。加强带的位置一般设在结构后浇带上，宽为2m。后浇带之间适当增加温度钢筋10%～15%，能实现连续超长防水结构，其后浇缝设置可延长至100m以上。对于温度影响大，墙薄、面大，养护困难的地下室边墙、柱墙变截面部位，只需适当增加水平构造钢筋和加强钢筋。特别重要的防水建筑，增加外防水层，即构造自防水与建筑防水相结合，双防双保险。地下工程底板采用现代高效预应力混凝土，对消除结构混凝土裂缝，有其独特的效果。
    2.1.5 根据结构设计，合理设置后浇带和变形缝。
    2.1.6 设计图中，应着重绘制加强带、后浇带、变形缝和施工缝等构造详图，便于施工。
    2.2 施工方面
    2.2.1 基础底板浇筑混凝土3d后，内部混凝土的实际最高温升与混凝土入模温度之和，即为基础底板内部混凝土的最高温度。根据天气预报3d的自然平均温度并测量混凝土表面的温度，得出内部最高温度与混凝土表面温度之差。当混凝土内外最大温差小于25℃时，混凝土就不会产生表面裂缝。施工前为测得混凝土体内外温差，在承台底板内设置一定数量的PN结，作温度传感器，使用PN128型遥感温度巡测仪进行测温。当条件不具备时，也可在测点处埋设钢管，在管内上下位置用温度计进行施测，作好测温记录，以掌握实际温度场的变化。测温一般从混凝土浇筑12h开始，温升阶段1～3d，每2h测温一次；降温阶段4～6d，每1h测温一次。7d以后，每天测温一次，测温至少要14d。通过测温掌握各个混凝土区段的温差。当混凝土升至持续高温，再逐渐降温，直到内外温差达到控制温度值以下时，可撤除保温措施。测温证明：混凝土浇筑24h，其内部温度急剧攀升，3d达到峰值，7d以后开始下降。
    2.2.2 为减少混凝土内部的水化热，抗渗混凝土用的水泥，宜优先选用强度等级为42.5级的矿渣硅酸盐水泥，内掺适量超细粉煤灰和高效减水剂，可减少水泥用量，提高混凝土的可泵性，但应注意延长搅拌时间。
    2.2.3 严格控制砂石含泥量，并通过精心级配，提高混凝土的抗拉强度。
    2.2.4 基础底板和围护墙可采用240～370mm厚的砖模，混凝土浇筑后，砖模不拆即回填土。采用钢模或木模时，在模外挂草帘或麻袋浇水，并于28d后拆模，有条件的建筑，拆模后立即回填土。混凝土表面覆盖双层草袋或麻袋浇水养护；或在混凝土表面用砖做浅水池，池内放30cm深的水等，可减少混凝土内外温差，混凝土能得到充分养护。
    2.2.5 基础底板采用预应力混凝土，利用预应力筋张拉后的弹性回缩，消除结构裂缝。
    2.2.6 防水泥凝土必须使用同一品种水泥。当有若干个商品供应站供应同一施工区段时，应由主包供应站运送同一配合比所使用之原材料，按同一配合比用料拌制混凝土。泵送混凝土配合比，砂率38%～145%，输送高度60～100m时，坍落度160～180mm，100m以上时180～230mm。
    2.2.7 混凝土采用分层浇筑，泵送混凝土每层厚度300～500mm，插入式振动器分层捣固，板面应用平板振动器振捣，排除泌水，进行二次收浆。
    2.2.8 加强对商品混凝土现场监控力度专人检测混凝土的坍落度和搅拌时间。
    2.2.9 防水混凝土及补偿收缩混凝土的养护，严重影响结构的抗渗性，特别是早期养护更为敏感。一般养护要注意：
    2.2.9.1 防水混凝土和HEA补偿收缩混凝土终凝后(浇筑后4～6h)，应立即覆盖双层草帘或麻袋养护，3d内每3h浇水一次，3d以后，每天4h浇水一次，浇水湿润时间不少于14昼夜。
    2.2.9.2 不宜采用电热养护，因电热养护属“干热养护”，混凝土易产生干缩裂缝，也难以控制混凝土内外温差，容易产生温度裂缝，降低混凝土的抗渗性。
    2.2.9.3 不宜采用蒸汽养护，蒸汽养护会使混凝土内部毛细管在蒸汽压力作用下扩张，导致混凝土结构抗渗性下降。
    2.2.9.4 防水混凝土不应过早拆模，一般达到70%强度等级时，才能拆除，避免混凝土表面裂缝。
    2.2.9.5 冬期施工，防水泥凝土的原材料可采用预热法，水和骨料的人机温度，应分别控制在60℃和40℃，混凝土的出机温度不宜大于35℃。