地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的滲水機(jī)理及防治措施

地鐵車站主體結(jié)構(gòu)的滲水機(jī)理分析及防治措施1概述本文主要是針對我公司在建地鐵項(xiàng)目“武漢市軌道交通四號(hào)線二期工程區(qū)站土建施工第八標(biāo)段”車站主體結(jié)構(gòu)的滲漏水現(xiàn)象做出分析并提出處理措施。希望為我公司此類項(xiàng)目的施工提供參考。本標(biāo)段工程為第八標(biāo)段，招標(biāo)范圍為玫瑰苑站、王家灣站～玫瑰苑站區(qū)間（簡稱王玫區(qū)間）、玫瑰苑站～永安堂站區(qū)間(簡稱玫永區(qū)間)，共一站兩區(qū)間。有效站臺(tái)中心里程：右CK5+051.262，起點(diǎn)里程：右CK4+659.144，終點(diǎn)里程：右CK5+125.462，全長465m。經(jīng)前期勘測與施工過程來看，本地段的水體不發(fā)育，但污水、雨水管線較多，且有很多年久失修。管線的大量滲漏水為工程結(jié)構(gòu)防水帶來較大的隱患。2滲漏水的原因分析對于已完成的主體結(jié)構(gòu)滲水情況分析，主要有結(jié)構(gòu)混凝土裂縫產(chǎn)生漏水、施工縫漏水、維護(hù)結(jié)構(gòu)滲水導(dǎo)致的滲水、振搗不密實(shí)產(chǎn)生的漏水。其中振搗不密實(shí)產(chǎn)生滲漏水是最難處理的，要加強(qiáng)施工措施予以避免。2.1結(jié)構(gòu)混凝土裂縫產(chǎn)生漏水結(jié)構(gòu)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，主要有以下幾種；（1）收縮裂縫：收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。新澆筑的混凝土強(qiáng)度在未充分硬化時(shí)，如果濕度不足，就會(huì)引起混凝土中的水分過早蒸發(fā)，形成干縮裂縫?；炷恋闹饾u散熱和硬化過程引起的收縮，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力。如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝中產(chǎn)生收縮裂縫。（2）溫差裂縫：溫差裂縫的主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部和混凝土表面的溫差過大。由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時(shí)，此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力。如果超過此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。（3）混凝土振搗不密實(shí)產(chǎn)生裂縫：混凝土澆筑過程中經(jīng)常出現(xiàn)超振或者欠振，使骨料過于集中；以及振搗時(shí)搗棒沒有插入到下層混凝土，致使混凝土出現(xiàn)分層現(xiàn)象，使兩層混凝土膠結(jié)不密實(shí)，由此在結(jié)構(gòu)中形成大量的微小裂縫。（4）荷載產(chǎn)生的裂縫：在混凝土強(qiáng)度未形成時(shí)即在已成型的結(jié)構(gòu)上堆載重物造成混凝土出現(xiàn)裂縫。這種裂縫主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的頂板和底板上。由于場地限制，在混凝土強(qiáng)度不足時(shí)將施工所用的材料堆載在頂板上，會(huì)造成頂板的開裂。在底板上做模板支撐架時(shí)，立柱底部未加設(shè)墊板，過大的集中荷載也會(huì)造成底板的開裂。（5）鋼筋銹蝕產(chǎn)生裂縫：鋼筋產(chǎn)生銹蝕時(shí)，即鐵由低價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)態(tài)時(shí)，其體積會(huì)膨脹到原來的2~4倍，強(qiáng)大的膨脹應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的開裂。其裂縫往往是沿著鋼筋的走向發(fā)展，形狀較規(guī)則。（6）地基基礎(chǔ)沉降產(chǎn)生裂縫：基礎(chǔ)在開挖過程中出現(xiàn)超挖或者欠挖現(xiàn)象，或在基坑開挖以后沒有對局部含水量過大的位置進(jìn)行有效處理，局部基底承載力不足，導(dǎo)致后期基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉裂。2.2施工縫滲漏水施工縫處的滲漏水在施工中較為常見，往往是施工人員忽略了大量的細(xì)節(jié)導(dǎo)致水從此位置留出。其原因主要有；（1）施工縫舊混凝土處理不到位：施工縫處的舊混凝土面沒有鑿毛處理或者鑿毛不足，后期澆筑的混凝土與舊混凝土的粘結(jié)不牢固。鑿毛后大量混凝土殘?jiān)赐耆謇?，其殘?jiān)粷仓诨炷林?，無法與新澆筑的混凝土形成有效的整體，使施工縫處的混凝土出現(xiàn)細(xì)微的開裂。（2）混凝土澆筑時(shí)振搗不密實(shí)：混凝土一次性澆筑過厚，振搗棒在施工縫處振搗不足或者根本沒有振搗，致使此處混凝土骨料過于集中，混凝土不密實(shí)而留下縫隙。（3）鋼板止水帶安裝效果不理想：鋼板止水帶的存在可以大大延長地下水從施工縫流入主體結(jié)構(gòu)的路徑，所以要求其一定要封閉成環(huán)。在施工中其焊接位置的長度往往不足，并且沒有滿焊，在搭接處留下了縫隙。鋼板止水帶應(yīng)該居中，如果一側(cè)混凝土中留置的止水帶長度過長，水就很容易從留置短的一側(cè)留出。當(dāng)鋼板止水帶的鍍鋅膜被破壞以后，會(huì)加速止水帶的腐蝕，在后期會(huì)失去止水效果。2.3防水卷材滲漏水：防水卷材作為結(jié)構(gòu)防水的第一道防線，可以有效的將地下水?dāng)r阻在結(jié)構(gòu)之外。施工人員應(yīng)該提高對其作用的認(rèn)識(shí)，鋪貼效果好可以起到事半功倍、一勞永逸的效果。防水卷材的滲水主要體現(xiàn)在；搭接長度不足，兩幅卷材無法有效連接而留下縫隙；搭接位置焊接不牢固，留下大量縫隙，導(dǎo)致水滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部；維護(hù)結(jié)構(gòu)的平整度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致卷材鋪筑不夠平整，沒有與維護(hù)結(jié)構(gòu)有效的粘結(jié)。維護(hù)結(jié)構(gòu)的偏位伸至導(dǎo)致局部卷材無法施工。（4）沒有按設(shè)計(jì)在薄弱位置--施工縫、伸縮縫、轉(zhuǎn)角位置，鋪貼防水加強(qiáng)層，沒有達(dá)到最佳防水效果。防水加強(qiáng)層可以有效避免混凝土施工時(shí)在轉(zhuǎn)角處對卷材的擾動(dòng)與破壞。2.4側(cè)墻預(yù)留鋼筋處滲漏水：由于鋼筋與混凝土的粘結(jié)較差，加之在此處混凝土的振搗不足，在鋼筋與混凝土的粘結(jié)面形成貫穿的孔隙，容易導(dǎo)致地下水從此處流出。3預(yù)防結(jié)構(gòu)滲漏水的措施：預(yù)防結(jié)構(gòu)滲漏水要采用“預(yù)防為主，堵疏結(jié)合”的原則，采取綜合措施最大限度地保障結(jié)構(gòu)防水的質(zhì)量。可以從以下幾個(gè)方面著手考慮；3.1減小混凝土裂縫產(chǎn)生的滲漏水：（1）精心設(shè)計(jì)混凝土的配合比，嚴(yán)格控制混凝土用料，減少干縮裂縫；選用低水化熱的水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等；所用的骨料含泥量要在1%以下。在選擇骨料時(shí)，應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無弱包裹層、級(jí)配良好的骨料。合理選擇高效的減水劑，減小混凝土的水灰比可以最大限度的減小混凝土硬化時(shí)的水化熱，減少其干縮裂縫。制定嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)措施，避免溫縮裂縫；地鐵車站的結(jié)構(gòu)可看作大體積混凝土施工，澆筑后的養(yǎng)生是保證混凝土強(qiáng)度并防止溫縮裂縫的重要階段。主要做法是在混凝土表面鋪一層塑料薄膜，在溫度較低時(shí)可加蓋草袋、棉絮，起到保濕、保溫的效果。在體積較大的柱子等結(jié)構(gòu)內(nèi)部可預(yù)埋測溫原件，測溫傳感器可采用DS半導(dǎo)傳感器，用計(jì)算機(jī)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)內(nèi)外溫差超過25℃時(shí)，要采取濕水等補(bǔ)充措施，避免出現(xiàn)溫縮裂縫。（3）提高混凝土的振搗質(zhì)量；混凝土的振搗工藝是結(jié)構(gòu)質(zhì)量保證的重要一環(huán)。振搗過程中要極力避免欠振及過振。振搗時(shí)間一般已混凝土開始泛漿和不冒泡為準(zhǔn)。在振搗時(shí)搗棒要保證插入到下層混凝土15cm左右。如混凝土的水灰比較大可采取二次振搗的方法，以排除混凝土由于泌水在粗骨料和鋼筋處形成的水囊和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，減小細(xì)部孔隙，提高混凝土的密實(shí)度。（4）綜合考慮產(chǎn)生混凝土裂縫的其他原因；鋼筋焊接部位的焊渣必須清除，避免由于鋼筋失去鈍化保護(hù)后產(chǎn)生鐵銹而使鋼筋體積膨脹脹破混凝土產(chǎn)生裂縫。已成型的結(jié)構(gòu)要避免在其上部堆載大量的重物使混凝土產(chǎn)生裂縫。地基在開挖后遇到土體承載力較差的部位要換填、碾壓等措施，保證地基承載力滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。3.2減少施工縫處的滲漏水：施工縫是地下工程防水的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其數(shù)量多，結(jié)構(gòu)在混凝土此處不連續(xù)給防水施工帶來很大的困難。解決此處的防水可以大大減小后期止水堵漏的費(fèi)用與工時(shí)，應(yīng)引起高度重視。（1）施工縫首先要做到“橫平豎直”，界面處理要徹底，鑿毛后的混凝土殘?jiān)仨毤皶r(shí)清理。水平施工縫不得有積水，遇到雨天必須做導(dǎo)流孔。施工縫的防水材料必須按照設(shè)計(jì)嚴(yán)格施工，施工縫的位置要準(zhǔn)確留置，防水材料的材質(zhì)質(zhì)量要嚴(yán)格保證。不得使用已經(jīng)銹蝕的止水鋼板，止水鋼板要居中。水平施工縫澆注混凝土前，應(yīng)將其表面浮漿和雜物清除，鋪水泥砂漿或涂沙刷混凝土界面處理劑。垂直施工縫澆筑混凝土前，應(yīng)將其表面清理干凈，涂刷混凝土界面處理劑。施工過程中加強(qiáng)混凝土振搗，混凝土振搗時(shí)必須專人負(fù)責(zé)，振搗時(shí)間宜為10～30s，以混凝土泛漿和不冒氣泡為準(zhǔn)，確保不漏振、不欠振、不超振。根據(jù)廣州地鐵的施工經(jīng)驗(yàn)來看，應(yīng)選擇鍍鋅鋼板止水帶+混凝土界面處理劑+背貼式止水帶的止水形式。3.3加強(qiáng)防水卷材的鋪貼質(zhì)量：地下水滲入到結(jié)構(gòu)的過程中首先要穿過防水卷材，所以其鋪貼的效果良好可以大大曾加地下水滲流的路徑，減少流入結(jié)構(gòu)的水流。底板要采用空鋪法，側(cè)墻要采用滿粘發(fā)鋪貼。首先要保證卷材的搭接長度；其次要保證焊接的飽滿度，不得留下空隙；還要保證鋪貼的平整度，以免澆筑混凝土后留下空隙或由于產(chǎn)生褶皺降低卷材的耐久性。在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角位置要做成45度或者圓弧形，以免卷材的過度彎折。在結(jié)構(gòu)的施工縫要鋪筑防水加強(qiáng)層，采用“多道防線”的措施避免施工縫漏水。3.4防止側(cè)墻預(yù)留鋼筋處滲漏水：鋼筋與混凝土的粘結(jié)力較差，其接觸面必然會(huì)留下細(xì)小的通道，所以在澆筑混凝土?xí)r要有專人負(fù)責(zé)此處混凝土的振搗，最大限度的減小孔隙。要保證預(yù)埋鋼筋的清潔度，不得使用生銹的鋼筋?？梢栽阡摻钌贤磕ㄓ鏊蛎浿顾z，封堵接觸面的孔隙。4滲漏水的堵漏措施：結(jié)構(gòu)的滲漏水是施工人員最不愿意看到，但是要在出現(xiàn)滲漏水情況后采取及時(shí)的堵漏措施，做到“亡羊補(bǔ)牢”，才能將損害將至最低。滲水的堵漏首先要分析其原因，然后根據(jù)其滲漏量的大小來確定堵漏方案，要做到“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，切不可本末倒置，事倍功半。潮濕的縱向貫穿裂縫或者施工縫：其補(bǔ)強(qiáng)的注漿嘴應(yīng)該是壓環(huán)式的（即帶有橡塞與逆止閥），其方式是斜孔注漿45°~60°，鉆入縫的垂直深度要≥15cm，孔間距25cm左右。壓注漿液應(yīng)為低粘度親水性環(huán)氧樹脂漿液與優(yōu)質(zhì)聚氨酯漿液。對于損害結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的縱向縫，則必須壓注低粘度親水性環(huán)氧漿液。宜采用小型高壓泵，注漿壓力在0.8~1.0MPa范圍內(nèi)。干燥或輕微潮濕裂縫：其表面宜用密封膠直接封閉，采用楔入式的金屬或硬塑料嘴粘合封閉（或鑿淺槽）方法留嘴，騎縫的方式壓注。管局20cm~25cm，并有較低的注漿壓力（0.5~0.8MPa）。（3）除嚴(yán)重滲漏的裂縫外，對規(guī)則裂縫不宜鑿槽，尤其是不能鑿深槽、寬槽。同時(shí)，抽管封縫、埋管封縫、以塑料軟管（PVC管）為注漿嘴的做法都是不可取的。（4）以上裂縫在注漿前必須用高壓水或吹氣的方式清洗，同時(shí)要進(jìn)一步掌握裂縫的走向、貫穿程度等工況，進(jìn)而確定注漿參數(shù)。（5）曾經(jīng)滲水現(xiàn)已為碳化結(jié)晶封閉的裂縫，為避免混凝土中性化等弱化現(xiàn)象，應(yīng)考慮用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料做處理，并注意涂刷前裂縫表面的濕潤。進(jìn)行注漿不宜在夏天裂縫最小時(shí)進(jìn)行，宜在氣溫稍低時(shí)注漿為最佳。5結(jié)語目前的施工工藝要完全避免混凝土裂縫是不可能的，但要從施工技術(shù)方面著手將混凝土的開裂情況及影響降職最低。通過合理的施工手段將施工縫、防水卷材的鋪貼做好，可以最大限度的降低結(jié)構(gòu)的滲漏水情況的出現(xiàn)。要提高對結(jié)構(gòu)滲漏水機(jī)理研究的重視，找出問題的關(guān)鍵所在，采取相應(yīng)的措施。施工人員要以做百年工程為己任，為國家的基礎(chǔ)建設(shè)做出最大的奉獻(xiàn)。6參考文獻(xiàn)：[1]張正威.關(guān)于大體積混凝土防裂問題的分析探討[Ｊ].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào),1996(6)