深基坑钢筋砼池壁在高温施工环境下的防渗技术实例

任传利

中煤大屯建筑安装工程公司，江苏 徐州 221611

地下钢筋砼结构，由于材料、施工或结构变形等因素，渗漏防治、结构变形缝的处理是防水施工薄弱环节。在高温环境下，水化热高，干缩快使得钢筋砼结构表面裂缝，也是渗漏常见的质量通病之一。现就笔者曾经参与施工的江苏大屯铝业有限公司污水处理站为例，以钢筋砼池壁外墙防水混凝土结构的表面裂缝及结构变形缝的处理，进行分析和探讨其渗漏的原因、预防措施及修补方法。

1 工程特点

铝厂污水处理泵站建筑面积1176.08m2，为现浇框架钢筋混凝土结构，局部2层，地下层2层，池底由226根Ф500钻孔灌注桩支承，基坑挖深12m，混凝土池底板厚1.2m，混凝土设计强度等级C35抗渗等级S8，池壁厚由下至上1.1m～0.4mm，混凝土总量2400m3，

2 施工条件

基础混凝土浇筑按工期和施工进度要求，安排在8月上旬，正值盛暑炎热，结构体积大，池子长宽为50m、25m，池底板厚1.2m，且嵌有暗梁，钢筋密集。砼浇筑采用泵送混凝土，坍落度14cm～18cm。根据这些特点，除必须满足混凝土强度和耐久性等要求外，其关键是确保混凝土的可泵性，控制混凝土的最高温度及其内外温差，关键是防止外墙结构出现有害裂缝造成渗漏将会直接影响防水混凝土结构的正常使用和使用寿命。

3 渗漏原因分析

1）钢筋混凝土结构裂缝的成因很多，及其复杂，甚至多种因素相互影响，地下工程混凝土结构表面裂缝的原因大致可以归纳为以下几点。

（1）混凝土收缩引起的裂缝：产生原因，一般认为在施工阶段因水泥水化热及外部气温共同作用引起。

（2）原材料及配合比不当引起的裂缝：产生原因

①精细骨料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。

②骨料粒径越细、针片状石子含量越大，混凝土的水泥用量增多，诱发裂缝产生。

③混凝土外加剂、掺合料选择不当，诱发裂缝产生。

④水泥品种选用不当，矿渣水泥比普通水泥的收缩要大，快硬性水泥收缩更大。

⑤水泥强度等级及混凝土强度等级影响：水泥强度等级越高、强度越细、早强越高，对混凝土开裂影响越大。混凝土设计强度越高，混凝土脆性越大，越易开裂。

⑥配合比中水灰比过大。

⑦配合比中设计砂率、水灰比选择不当，造成混凝土的和易性差，导致混凝土高析，增加收缩值。

（3）养护不当引起的裂缝

①现场混凝土浇筑振捣时操作方法不正确，漏振、欠振影响混凝土密实性，诱发裂缝产生。

②混凝土的养护不到位，造成混凝土早期脱水，诱发裂缝产生。

③拆模过早，混凝土强度偏低，导致裂缝。

2）可导致渗漏的其它因素分析

（1）止水螺栓失效，外界水沿螺栓渗入。

（2）地下室过深，墙壁水压高，使得地下水挤入混凝土内，造成局部水灰比过大，抗渗性能减弱。

4 预防措施

4.1 防水混凝土施工缝处理

采用外贴式橡胶止水带+双组分聚硫密封胶进行变形缝处理。

1）在浇筑混凝土前，首先在变形缝两侧预埋带有固定外贴橡胶止水条螺栓的钢板；

2）当混凝土强度达到要求强度95%以上时，清理变形缝两侧的混凝土、预埋件以及橡胶止水带表面的油污、附着物等杂物，保持其表面干燥、平整，以防止粘结不良；

3）依照预埋钢板上的螺栓位置、间距，在橡胶止水带上定位钻孔；

4）搅拌均匀双组分聚硫密封胶；

5）在变形缝两侧均匀涂抹已经拌好的双组分聚硫密封胶；

6）从一端开始铺橡胶止水带，使橡胶止水带与混凝土结构充分粘结在一起；

7）在橡胶止水带上安装金属压板，使混凝土与止水带连接牢固，密封可靠。

按常规用BW膨胀橡胶止水条或钢板止水带作隔水处理。

4.2 防水混凝土结构表面裂缝的预防

1）混凝土制备工艺

（1）原材料的选择：保证原材料质量，砂的含混量不大于3%，碎石或卵石含泥量不大于1%；选用粒径较大的石子，以减少用水量和水泥量用量，从而降低水化热，减少混凝土的内外温差。

（2）选择水泥：选用徐州淮海42.5R普通硅酸盐水泥。其早期的水化热与同龄期的普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热约可低30%。

（3）在混凝土中掺入了适量的上海产效果明显优于木钙的E.A-2型缓凝减水剂，可减少拌和用水10%左右，相应也减少了水泥用量，降低了混凝土水化热。掺加减水剂以改善混凝土的和易性，提高了硬化后混凝土的密实性，从而提高了防水抗渗性能。

（4）掺加磨细粉煤灰。在每立方米混凝土中掺加粉煤灰75kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性，还可节约水泥50kg。根据有关试验资料表明，每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg，其水化热引起混凝土的温度相应升降1℃～1.2℃，因此可使混凝土内部温度降低5℃～6℃。

（5）根据天气温度调节砼的配合比，控制水泥用量。选择水泥用量小的混凝土配合比，以避免水化热过高而引起混凝土开裂。

（6）根据由搅拌前混凝土原材料总热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理，可求得混凝土的出机温度T，说明混凝土的出机温度与原材料的温度成正比，为此对原材料采取降温措施：

将堆场石子连续浇水，使其温度自浇水前的56℃降至浇水后的29℃，且可预先吸足水分，减少混凝土坍落度损失；

黄砂利用地下水淋水冷却，使之降温。虽混凝土中水的用量较少，但它的比热最大，地下水随抽随用，这样一来，经计算出机温度T约为22.8℃，37次实测的平均实测值23.2℃，送达现场的实测温度为24.6℃，从而使入模温度大为降低。

（7）本工程基坑挖深12.0m，坑内实测最高气温达62℃，为避免太阳直接暴晒，温度过高，造成浇筑困难，在坑底安设了4台大功率通风机，使坑内浇筑温度大幅度降低，不仅控制了最高温升，而且改善了工人劳动条件，得以顺利浇筑。

为不使混凝土输送管道温度过高，在管道外壁四周用麻袋包裹，并在其上覆盖草包并反复淋水、降温。

2）施工和养护

（1）采取阶梯状分层浇筑的方式，每层厚度250mm，以利于混凝土水化热的散发。加强混凝土的振捣，特别应注意混凝土振捣困难的部位如预留洞的下方、钢筋密集区、梁柱交叉处等部位的振捣工作。采用合理安排浇筑时间，降低混凝土入模温度，保证混凝土连续浇筑，选用低热水泥，减少水泥用量等方法，以降低水化热减少混凝土内外温差引起的混凝土裂缝。混凝土施工完毕后应特别注意早期养护，及时用塑料薄膜进行覆盖，保持混凝土表面湿润，养护时间不少于14d。

（2）养护：在混凝土裂缝的防治中，对混凝土的早期养护非常重要。

混凝土抹压后，当人踩在上面无明显脚印时，随即用塑料薄膜覆盖严实，不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草包保湿保温养护，以减少混凝土表面的热扩散 ，延长散热时间，减少混凝土内外温差。经实测混凝土3天内表面温度在48℃～55℃之间，且很少发现混凝土表面有裂缝情况。

（3）结构底板和侧壁外防水采用HDPE高密度聚乙稀防水卷材，该卷材具有高度的韧性、优良的抗化学性、抗老化性、耐腐蚀、抗渗性高等性能。适用于承受较大变形的地下防水工程。

（1）基层处理

防水层基层必须坚固平整、光洁、不起砂、无毛刺、不得有疏松、凸起物和凹坑。有凸凹不平和质量缺陷部位，将有缺陷的混凝土凿除，用水冲洗干净，直至见到坚硬的混凝土基层，然后在潮湿的基层表面涂刷水泥基渗透结晶型涂料灰浆，厚约1mm左右，随后用细石混凝土补平捣实。

（2）HDPE防水层施工

HDPE防水层施工分为平面铺设和立面铺设。

①平面铺设

将剪好的HDPE卷材铺在基层上，并按规定留出卷材与卷材之间的搭接缝，随铺卷材随铺40mm厚C20细石混凝土保护层，但在卷材搭接缝处先不铺细石混凝土，以便焊接搭接缝。

卷材接缝焊接时，焊接部位要保持干净。用热风机将上下两层卷材实施热粘，再用砂轮打毛机将焊接处打毛，然后用手持温控热熔焊枪及焊条将上下层卷材焊牢。卷材焊牢后，再用细石混凝土将接缝部位浇筑严密。

②立面铺设

在立面卷材铺设的最高处按间距300mm以垫铁压紧卷材，用射钉将卷材固定，上部卷材固定后，下部卷材同底面卷到立面的卷材在立面上距底面300mm～400mm处搭接焊牢，并将卷材竖缝焊牢，随后即砌筑砖墙保护墙，随砌砖墙随以水泥砂浆将保护墙与卷材防水层之间的缝隙填实，然后回填土

5 其它因素导致渗漏的预防

1）固定模板用的铁丝和螺栓不应穿过混凝土结构；如必须穿过时，应按常规在固定模板的螺栓中央焊接止水环；

2）地下外墙外易积少量水，在浇筑后浇缝混凝土时，为了预防外界水渗入混凝土中，可采导水法。在混凝土浇筑前，预先于后浇缝下部埋入导水钢管，使可能出现的少量积水暂时先沿此管流入积水坑，待后浇缝混凝土性能稳定后，再沿管凿开混凝土，割去外露部分，管内用防水砂浆分层填实，最后作后浇缝防渗处理。

6 混凝土裂缝早期处理

1）表面处理法：包括现在涂抹法和表面修补法。表面涂抹法适用于难以灌入的细而浅的裂缝，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，不漏水的裂缝。表面修补法适用于大面积漏水部位的防渗补漏，主要指蜂窝抹面、变形缝等部位；

2）填充法：用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业方法简单，费用低。

7 结论

地下工程的防水是系统防水，从构造层次上讲防水需要上下层次的配合与衔接；从具体操作上讲，做好防水即需要好的防水材料，还需要完善的防水设计和精心的防水施工。由于本工程从施工准备到施工过程中进行严格控制，采取一系列技术措施和方法，严格按照施工组织设计及强制性标准进行施工，提高整体协同意识，大大提高工程抗裂防渗效果，该工程已使用1年多，尚未发现有结构裂缝及渗水现象，取得很好的经济效益和社会效益。工程实践证明。坚持“以防为主，多道设防，综合治理”的综合防水施工技术。通过严格管理，精心施工一定能取得良好的防水效果。