地下結(jié)構(gòu)工程滲漏綜合防治技術(shù)*

令狐延,廖孟哲,高迎銜

(中建絲路建設(shè)投資有限公司,陜西 西安 710065)

1 地下結(jié)構(gòu)工程滲漏防治存在的問題

1)設(shè)計方面 結(jié)構(gòu)設(shè)計中未關(guān)注地下結(jié)構(gòu)工程抗裂措施,導致結(jié)構(gòu)抗裂設(shè)計水平不高,混凝土易產(chǎn)生裂縫,這是造成結(jié)構(gòu)滲水的根源;在建筑設(shè)計中,未考慮合適的排水措施或排水坡度不足,導致排水不暢,加重了地下結(jié)構(gòu)工程滲漏風險。

2)材料方面 包含混凝土自收縮過大、防水材料質(zhì)量不合格等問題。

3)施工方面 存在鋼筋保護層過大、拆模時間過早、混凝土振搗不充分、養(yǎng)護不到位等問題。

4)管理方面 存在工序質(zhì)量驗收不認真、蓄水淋水試驗不到位等問題。

2 地下結(jié)構(gòu)工程滲漏防治原則

GB 55030—2022《建筑與市政工程防水通用規(guī)范》規(guī)定:工程防水應(yīng)遵循因地制宜、以防為主、防排結(jié)合、綜合治理的原則[1]。地下結(jié)構(gòu)工程防水也應(yīng)落實上述原則。以防為主強調(diào)防水措施的可靠性,盡量減少滲漏可能;防排結(jié)合則是要求在防水的基礎(chǔ)上考慮排水,對于少量滲漏要有合理排水措施,使地下結(jié)構(gòu)工程耐久性和使用功能不受影響;綜合治理強調(diào)采取多種措施解決防水問題,如在設(shè)計、材料、施工、管理方面均要有針對性措施,才能保證綜合成本最低,建設(shè)使用效果最好。

防排結(jié)合是最核心的指導原則,“防”是指選取致密材料堵塞結(jié)構(gòu)主體孔隙,阻止水滲漏。通常采取結(jié)構(gòu)主體自身密實和附加防水層方法。“排”是指以最少時間和最短流程來排除水的影響,也是防水最經(jīng)濟、最有效方法。防水和排水是一體兩面,首先應(yīng)盡量減少滲漏水的產(chǎn)生,對于產(chǎn)生的少量滲漏,應(yīng)采取科學經(jīng)濟措施將滲漏水排出,避免影響工程耐久性和使用功能。

3 地下結(jié)構(gòu)工程滲漏設(shè)計防治技術(shù)

3.1 結(jié)構(gòu)防水設(shè)計

1)地下結(jié)構(gòu)采用樁墻合一技術(shù) 基坑較深時要考慮采用臨時結(jié)構(gòu)進行基坑支護,地下結(jié)構(gòu)施工完成后進行回填,回填后不再考慮支護結(jié)構(gòu)作用,導致大多數(shù)支護結(jié)構(gòu)服役期過短,同時由于地下結(jié)構(gòu)外防水的不可靠性,導致存在大量地下結(jié)構(gòu)滲漏。解決以上問題的一個重要措施是采用樁墻合一技術(shù)(見圖1),在提升地下結(jié)構(gòu)滲漏防水水平的前提下,可促進項目綠色建造。具體做法為:將基坑支護結(jié)構(gòu)用作地下結(jié)構(gòu);在支護結(jié)構(gòu)外部增加止水帷幕,如攪拌樁;內(nèi)部水平結(jié)構(gòu)采用植筋等方式與支護結(jié)構(gòu)相連;在支護結(jié)構(gòu)內(nèi)部做堵漏和背水面防水,保證無明水漏出;在支護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)采用加氣混凝土做裝飾內(nèi)墻;在支護結(jié)構(gòu)與裝飾內(nèi)墻間施作排水系統(tǒng),保證少量滲漏水有組織排出。以上做法優(yōu)點為:將支護結(jié)構(gòu)用作永久地下結(jié)構(gòu),持續(xù)發(fā)揮其擋水作用,實現(xiàn)綠色建造目標;支護結(jié)構(gòu)外部施作止水帷幕,內(nèi)側(cè)施作堵漏和背水面防水,保證了防水設(shè)計要求和使用效果;結(jié)構(gòu)外墻改為加氣混凝土內(nèi)墻,減少了結(jié)構(gòu)材料使用和主體結(jié)構(gòu)施工費用;在地下室外墻外側(cè)設(shè)置排水系統(tǒng),使后期可能有的少量滲漏水及時排出,保證了使用要求。

圖1 樁墻合一技術(shù)示意

2)提升地下結(jié)構(gòu)工程抗裂水平 對于高度 1 層以上地下室外墻,應(yīng)將水平鋼筋設(shè)置于豎直筋外側(cè)以約束混凝土收縮裂縫;采用細而密配筋方式,外墻水平單側(cè)配筋率≥0.4%,間距≤150mm,直徑≤16mm。 梁、柱、墻中縱向受力鋼筋混凝土保護層厚度>50mm 時,應(yīng)在保護層內(nèi)配置焊接鋼筋(或 FRP)網(wǎng)片,網(wǎng)片規(guī)格由項目設(shè)計人員確定,可采用間距為 50～80mm、直徑為 6mm 鋼筋網(wǎng)片,或采用不小于φ4@150mm冷拔鋼筋網(wǎng)片。

3)盡量考慮采用跳倉法 鼓勵在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用跳倉法,以“抗與放”的原理將后澆帶改為施工縫,減少后澆帶數(shù)量,提升地下結(jié)構(gòu)施工效率和施工質(zhì)量水平。研究表明[2],采用跳倉法可有效抑制混凝土裂縫產(chǎn)生,增強結(jié)構(gòu)自防水能力。

3.2 建筑防水優(yōu)化

1)地下結(jié)構(gòu)外墻采用涂膜防水加砂漿保護 由于地下結(jié)構(gòu)越來越深,外部防水層施工易受卷材黏結(jié)力弱、后期回填土施工等因素影響,地下結(jié)構(gòu)采用卷材防水效果不好,故建議優(yōu)先采用涂膜防水+水泥砂漿保護的設(shè)計方案。具體做法為:先在地下結(jié)構(gòu)外墻植筋,然后對地下結(jié)構(gòu)外墻修補找平使其達到涂膜防水施工標準,再在上部施工防水涂膜,防水涂膜質(zhì)量驗收合格后,在表面滿掛鋼絲網(wǎng)并與植筋可靠連接,最后采用水泥砂漿抹灰對防水涂膜進行有效保護(見圖2)。養(yǎng)護合格后方可在外施工回填土層。這種做法好處為:可保證防水層與結(jié)構(gòu)層有最好黏結(jié)效果,可保證保護層對防水層有最好保護,植筋掛網(wǎng)可保證水泥砂漿在后續(xù)施工中不被破壞。

圖2 地下結(jié)構(gòu)外墻防水措施

2)地下結(jié)構(gòu)工程排水設(shè)計 為保證地下結(jié)構(gòu)排水順暢,地下結(jié)構(gòu)底板和頂板應(yīng)盡量考慮結(jié)構(gòu)找坡,使排水更高效,避免積水[3]。建議加大小區(qū)道路排水坡度,以減小大雨時道路、廣場積水影響行人安全,地下室車庫結(jié)構(gòu)頂板排水坡度≥0.5%,有利于施工期間結(jié)構(gòu)頂板排水,也有利于運營期間頂板排水;小區(qū)道路完成面排水坡度≥2%,較大坡度是為了防止防水使用期間地面積水造成安全事故;小區(qū)道路應(yīng)采用明溝排水,方便排水組織和施工質(zhì)量控制,小區(qū)地面排水溝排水坡度≥1%。地下室頂板以上為種植土時,不得將地下室頂板上水排放至肥槽區(qū),防止造成肥槽回填土下沉;設(shè)計宜采用頂板覆土底層排水系統(tǒng),按虹吸排水收集系統(tǒng)(見圖3)將雨水進行收集利用及排放,防止土壤中大量積水無法及時排出而給地下室頂板帶來滲漏風險。

圖3 虹吸排水收集系統(tǒng)

3)合理設(shè)計伸縮縫防水構(gòu)造 伸縮縫部位是防水設(shè)計和施工的重點,設(shè)計構(gòu)造不合理會留下很大質(zhì)量隱患,伸縮縫防水構(gòu)造設(shè)計應(yīng)合理、便于施工,建議優(yōu)先考慮圖4做法。

圖4 伸縮縫防水構(gòu)造設(shè)計

4 地下結(jié)構(gòu)工程滲漏材料防治技術(shù)

4.1 結(jié)構(gòu)材料

在地下結(jié)構(gòu)工程防水工程中,結(jié)構(gòu)材料的選擇應(yīng)符合標準,混凝土材料應(yīng)符合以下要求。

1)配制混凝土原材料應(yīng)符合國家標準規(guī)定 推薦使用 P·O42.5 級水泥;砂含泥量≤2%,石含泥量≤0.7%,機制砂MB值≤1.4;鼓勵優(yōu)化砂石級配提升混凝土密實度;慎重使用膨脹劑,必須使用時,應(yīng)有試驗依據(jù)和施工保障措施。

2)采用超低收縮混凝土 為提升混凝土自防水能力,應(yīng)優(yōu)先采用低收縮混凝土,混凝土7d自收縮率≤4/10 000(400με)。

3)加強對混凝土攪拌站質(zhì)量檢查 澆筑混凝土時應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員每臺班 1 次對混凝土公司攪拌站進行抽查,確認現(xiàn)場配合比與試驗配合比是否一致,并檢查水泥、粉煤灰、礦粉、砂、石、外加劑等材料質(zhì)量是否與配合比報告一致。

4.2 防水材料

1)重視防水材料質(zhì)量 防水材料屬于功能性材料,采用防水材料的主要目的是為了防潮、防滲、防漏[4]。防水工程質(zhì)量好壞以防水材料優(yōu)劣為基礎(chǔ),必須嚴格控制防水材料質(zhì)量。

2)加強防水材料質(zhì)量全過程控制 在選材過程中,根據(jù)防水材料特點性質(zhì),依據(jù)工程實際選取合適防水材料,目前建筑市場上防水材料種類很多,根據(jù)施工工藝不同主要可分為涂料、卷材。在施工過程中,施工單位要著重對進場防水材料進行質(zhì)量把控,材料應(yīng)有產(chǎn)品合格證書和性能檢測報告,材料品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準和設(shè)計要求。總包單位應(yīng)聯(lián)合業(yè)主、監(jiān)理工程師對材料進場進行進場驗收、見證取樣試驗,試驗結(jié)果合格方可使用。

3)優(yōu)先選擇優(yōu)質(zhì)防水材料 地下工程會常年受到地下水侵蝕,并且地下結(jié)構(gòu)工程可能會產(chǎn)生變形。這都要求地下工程采用的防水材料應(yīng)具備較好抗?jié)B和延伸率等特性,如高分子防水卷材和涂料、高聚物改性瀝青卷材等。防水材料分類如圖5所示。地下室底板防水推薦采用高分子自粘膠膜卷材(見圖6)及預鋪反粘新型防水系統(tǒng)。防水材料直接與混凝土主體結(jié)構(gòu)形成永久性無縫隙結(jié)合,保證不竄水,無滲漏。

圖5 防水材料分類

圖6 高分子自粘膠膜卷材

5 地下結(jié)構(gòu)工程滲漏施工防治技術(shù)

5.1 鋼筋工程

鋼筋工程作為混凝土結(jié)構(gòu)中的重要部分,其質(zhì)量對整個防水工程產(chǎn)生重大影響[5]。同時,鋼筋工程屬于隱蔽工程,在施工過程中必須嚴格控制其質(zhì)量。

1)控制保護層厚度 鋼筋保護層厚度必須符合設(shè)計要求,鋼筋保護層墊塊厚度、位置、間距、強度應(yīng)符合設(shè)計圖紙和施工方案要求,且確保混凝土振搗不移位、不脫落。

2)設(shè)置人行馬道 為防止在施工中踩踏鋼筋導致樓板鋼筋受損傷,應(yīng)提前在模板上設(shè)置人行馬道供人行走。

5.2 模板工程

1)設(shè)計中應(yīng)明確,跨度>4m鋼筋混凝土梁、板模板,應(yīng)按設(shè)計要求起拱。當設(shè)計無具體要求時,應(yīng)按GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》相關(guān)規(guī)定起拱,結(jié)構(gòu)施工起拱是為防止結(jié)構(gòu)施工完成后,因未起拱而導致結(jié)構(gòu)凹陷。

2)模板方案科學 模板及支架應(yīng)構(gòu)造合理,具有足夠強度、剛度;模板及支架基礎(chǔ)應(yīng)堅固密實,滿足施工方案要求,便于組裝和支拆。

3)模板清理清潔 模板面污垢必須清理干凈。在澆筑混凝土前,常溫下應(yīng)在木模板上適度淋水使其保持濕潤;當氣溫<0℃時,不能濕水,應(yīng)先行清理模板面上的雪、冰、水。

4)安裝質(zhì)量合格 支架、拉桿、斜撐等模板支撐系統(tǒng)應(yīng)定位精準、安裝牢固。后澆帶和施工縫應(yīng)按設(shè)計圖紙、施工方案要求的位置、形式留置。模板應(yīng)固定牢固、接縫嚴密,確保留槎截面整齊。

5)拆除時間合理 混凝土養(yǎng)護強度達設(shè)計圖紙和施工方案要求后,方可拆除模板及支撐體系。

5.3 混凝土工程

混凝土施工是關(guān)鍵環(huán)節(jié),其質(zhì)量保障涉及從攪拌、澆筑成型、振搗和養(yǎng)護的整個過程。混凝土工程質(zhì)量直接關(guān)系到整個滲漏防治工程的質(zhì)量[6]。混凝土工程施工應(yīng)達到以下要求。

1)坍落擴展度控制 應(yīng)按以下頻次要求對即將澆筑的混凝土坍落擴展度進行現(xiàn)場抽查:C50 以下混凝土每臺班≥1 次抽查;C55 及以上混凝土每車均要檢查。澆筑前的混凝土坍落擴展度應(yīng)達到以下要求:C30～C50混凝土坍落擴展度為360～500mm,C55 及以上混凝土坍落擴展度>600mm。

2)盡量避免離析 澆筑自由高度>2m時,應(yīng)采用溜槽、溜管、串筒等措施避免混凝土離析。

3)保證充分振搗 振搗應(yīng)做到快插慢拔、插點均勻、表面泛漿,振搗時上、下層接縫密實,在初凝前插入下層50mm。

4)注意表面壓實 混凝土振搗密實后,首先應(yīng)采用機械或人工控制澆筑面標高,然后應(yīng)在接近初凝時采用機械對混凝土表面壓實磨光,消除混凝土早期干縮裂縫。地下室底板、頂板混凝土施工時應(yīng)遵循四步法:振搗棒初振、平板振動器復振、鋁合金方條找平、磨光機磨光。

5)注意溫度控制 在夏季高溫時段澆筑 C45 及以上強度等級混凝土時,可采用冰塊降溫法,控制混凝土入模溫度≤30℃。冬期施工時保溫措施應(yīng)落實到位,保證混凝土任何部位溫度≥5℃。

6)穿墻螺栓處理 穿墻止水螺栓和預埋套管(見圖7)應(yīng)加焊止水環(huán)并滿焊,預埋套管應(yīng)按防水等級要求選用,地下室外墻穿墻螺栓修補時,要將螺栓部位鑿進 10～30mm,割除多余部分,利用防水砂漿修補。

圖7 穿墻預埋套管節(jié)點構(gòu)造

7)早期荷載控制 結(jié)構(gòu)混凝土樓板初凝前,上面不得堆放重物,更不得對現(xiàn)澆板面施加沖擊荷載;鋼筋、模板或架管應(yīng)放于梁上或墻邊,不得放于板跨中部。

8)科學養(yǎng)護措施 樓板混凝土二次壓光后,應(yīng)優(yōu)先采用澆水覆蓋塑料薄膜的養(yǎng)護措施,可保證混凝土表面水分不揮發(fā),且可保證塑料薄膜與混凝土粘貼緊密。地下室外墻可能因過早拆模而產(chǎn)生溫度裂縫,外墻模板也是很好的保溫材料。因此,地下室外墻模板應(yīng)在混凝土澆筑7d后方可拆除。

6 地下結(jié)構(gòu)工程滲漏管理防治措施

6.1 工序質(zhì)量檢查

滲漏的主要原因是工序質(zhì)量不合格,應(yīng)注意以下工序質(zhì)量的檢查[7]。

1)混凝土結(jié)構(gòu)防裂 在主體結(jié)構(gòu)施工中,應(yīng)注意鋼筋、模板、混凝土各項防裂措施的落實,在防水工程施工前,應(yīng)檢查混凝土結(jié)構(gòu)是否存在裂縫、夾渣、孔洞等缺陷,所有缺陷必須認真整改合格才能進行防水層施工。

2)防水施工質(zhì)量檢查 防水工程施工完成后,應(yīng)對防水層施工質(zhì)量進行檢查,重點檢查伸縮縫等細部構(gòu)造施工質(zhì)量,包括防水層厚度、搭接寬度、黏結(jié)強度等關(guān)鍵內(nèi)容。

3)防水保護層質(zhì)量檢查 防水層施工完成后,應(yīng)及時完成防水保護層施工,對防水層起到有效保護作用,防水保護層應(yīng)對防水層形成完整的保護作用,在施工過程中不得破壞防水層。

6.2 結(jié)構(gòu)蓄(淋)水試驗

結(jié)構(gòu)工程完成后、防水工程施工前,對地下結(jié)構(gòu)頂板和側(cè)墻進行蓄水和淋水試驗,以檢驗結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量情況。

1)試驗基本要求 地下結(jié)構(gòu)頂板應(yīng)做蓄水試驗,蓄水時間≥24h,最少蓄水高度≥20mm,地下結(jié)構(gòu)外墻有條件時應(yīng)做淋水試驗,淋水時間≥30min。

2)參與試驗單位 所有蓄(淋)水試驗必須有總包單位、分包單位、監(jiān)理單位代表檢查認可,并認真填寫檢驗批蓄(淋)水試驗記錄,試驗記錄完整方可進行防水檢驗批的驗收。

3)試驗部位驗收 蓄(淋)水試驗開始前,分包單位應(yīng)申請總包單位及監(jiān)理單位見證檢查。全部試驗合格后,分包單位應(yīng)報總包單位及監(jiān)理單位組織驗收,監(jiān)理單位至少應(yīng)抽查10%確認合格后,方可對檢驗批進行驗收。

7 結(jié)語

1)工程防水應(yīng)遵循以防為主、防排結(jié)合、綜合治理的原則。

2)地下結(jié)構(gòu)建議采用樁墻合一技術(shù),提升地下結(jié)構(gòu)防水、排水能力。

3)地下結(jié)構(gòu)外墻采用涂膜防水+砂漿保護,防水質(zhì)量更可靠,防水保護效果更好。

4)做好地下結(jié)構(gòu)找坡排水,提升排水能力,減少積水,降低滲漏風險。

5)為提升混凝土自防水能力,應(yīng)優(yōu)先采用7d自收縮率低于4/10 000超低收縮混凝土。

6)地下結(jié)構(gòu)應(yīng)做好科學養(yǎng)護措施,保證墻體7d帶模養(yǎng)護和樓板塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護。

7)地下結(jié)構(gòu)在防水施工前應(yīng)進行24h蓄水或2h淋水試驗,優(yōu)先保證結(jié)構(gòu)防水合格后,再進行防水層施工。