地下室防渗混凝土施工技术的探讨

摘要：随着经济和施工技术的不断发展和土地资源的日渐匮乏，高层甚至超高层建筑越来越多，广东地区由于地下水位高、地理环境复杂且地下水中含有多种有害物质对混凝土乃至钢筋产生腐蚀作用，因此地下室混凝土渗漏开裂的现象比较普遍，并逐渐成为一个老大难问题。因为地下室混凝土的渗漏开裂不仅影响到建筑物的正常使用,还影响结构的耐久性和使用安全。本文结合具体工程讨论高层建筑物地下工程防渗混凝土施工技术。

关键词：地下室；防渗膨胀混凝土；施工技术

Abstract: with the economy and the construction technology development and the land resource of the increasingly scarce, top even tall building more and more, the guangdong area due to high ground water level, geographical environment and complex contains a variety of harmful substances in the groundwater of concrete and reinforced corrode, so the basement of the cracking of concrete leakage phenomenon are quite common, and gradually become a long-standing problem. Because the basement leakage of the concrete cracking not only affect the normal use of the building, but also affect the structure of durability and use the security. This paper discussed the specific engineering high-rise buildings underground impervious engineering concrete construction technology.

Key words: the basement; Seepage control inflation concrete; Construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

某建筑工程总面积约98278,6m2，地基为中风化岩,地下为一层13275.84平方米，地上两栋楼均为19层高层建筑物。结构类型：框架剪力墙结构，基础采用冲孔灌注桩。本工程按二级防水构造措施设防，均为外防水，抗渗等级为P8。地下室基础底板、外墙、顶板混凝土强度等级为C35，,地下室剪力墙、柱为C40,地下室底板伐板厚800mm，其中高层部分联合承台厚度2.40m，纯地下室外墙厚350mm，地下室顶板厚为250mm。

二、膨胀带及滑动层的设计

设置膨胀带和滑动层,可以减少后浇带的数量,方便施工。

微膨胀混凝土在湿养环境下的限制膨胀率为εr,混凝土的热膨胀系数为α则因膨胀产生的补偿当量温度T0=εr/α。试验表明,一般εr=1.5×10-4～2×10-4,α=1.0×10-5,则T0=15～20℃,即可消减混凝土水化热温差15～20℃。可见,微膨胀混凝土可以有效降低综合温差,补偿温度应力,减小混凝土收缩。膨胀带其间距可依据计算、流水施工以及现场混凝土浇筑的能力确定。带中膨胀剂的掺量比其两侧混凝土高4%左右,带内混凝土强度比两侧混凝土提高1个等级,其构造如图1所示。

图1膨胀带构造图 图2滑动层构造

取混凝土厚度H=1m,弹性模量E=2.80×104Nmm2,温差T=20℃,膨胀系数α=1.0×10-5,极限拉伸εp=1150×10-4,分别假设地基条件为硬质粘土(Cx=6.00×10-2Nmm3)和砂层(Cx=6.00×10-3Nmm3),进行对比计算,硬质粘土地基最小设缝间距为44.5m,砂层地基为140m。可见设置滑动层可以大大减少地基对地下室结构的约束,增加缝的间距。混凝土垫层表面可设塑料薄膜或者油毡滑动层以减少垫层对底板的约束；墙板的混凝土与楼板要分开浇注，以减少楼板对墙板的约束，从而释放混凝土的收缩变形，避免裂缝的发生。另外滑动层还能隔震,可以提高结构的抗震性能，其构造如图2所示。

2.1 间歇式膨胀带

间歇式加强带的原理同膨胀带,其混凝土应在两侧混凝土浇筑完成14d后进行,构造同后浇带,宽2～2.5m[2]。采用间歇式膨胀加强带施工,可以不受混凝土浇筑能力的制约,易于组织流水施工。

2.2钢筋与混凝土

2.2.1抗温度及收缩应力的钢筋应采用“细”而“密”的设计原则。“细”而“密”的钢筋将约束混凝土的塑性变形,从而分担混凝土的内应力,推迟裂缝的出现,即提高混凝土的极限拉伸。混凝土极限拉伸和钢筋直径及间距的关系见式：

式中:εpa-配筋后的混凝土极限拉伸;Rf-混凝土的抗裂设计强度

(MPa);p-配筋率×100;d-钢筋直径(cm)。

因此,墙体水平分布筋除满足强度计算要求外,其配筋率不宜小于0.4%,水平钢筋直径以12～14mm为宜,间距不宜大于100mm,且应设置在竖向钢筋的外侧。

2.2.2为了降低水泥用量,减少混凝土收缩,底板混凝土强度等级不宜超过C40,墙体混凝土强度等级不宜超过C45。

2.2.3外防水

由于地下工程操作环境差,基层达不到某些材料要求的干燥、平整程度,节点难以处理,因此地下室外防水应选择易于操作和对基层条件要求低的材料。底板可采用高聚物改性沥青防水卷材SBS,外墙可采用聚氨酯等便于操作的材料。

2.2.4盲沟排水

为降低地下室外侧的水位,以减小对混凝土结构的水压力,可在地下室底板外侧设盲沟,并利用地势的走向和排水管道将水自然排出。

三、抗裂防渗混凝土配合

3.1原理及试验研究

混凝土中掺入适量膨胀型，使混凝土具有微膨胀自应力，在钢筋限制条件下产生0.2～0.7Mpa的自应力，可以抵消由于混凝土干缩、温差等引起的自应力，从而提高了混凝土的抗渗及抗裂性能，达到了结构自防水的目的，增强了混凝土结构的整体性和耐久性。混凝土中掺入缓凝型减水剂，可减少混凝土中的水泥用量，降低由水泥水化热引起混凝土内部温度升高的峰值和推迟出现峰值的时间，当混凝土降温冷缩开始时，其抗拉强度已经增长到足以抵抗混凝土收缩应力的程度，从而可以消除裂缝的产生。

通过试验结果表明,在混凝土中加入适当配合比的聚丙烯纤维和粉煤灰可以补偿收缩，混凝土的综合抗裂性能可以得到极大提高。试验表明,聚丙烯纤维的掺量为0.7～0.9kg/m3时,混凝土的各种力学性能达到最佳。粉煤灰对混凝土性能的影响降低混凝土的水化热、延缓水化温升时间;增大混凝土的密实度,改善混凝土的力学性能;粉煤灰替代水泥还能起到降低造价、保护环境的作用;粉煤灰可替代10%～30%的水泥用量。

3.2材料要求

3.2.1 宜采用中、低水化热水泥,如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,水泥的水化热指标不高于275KJ/kg,不应采用早强型水泥;对防裂抗渗要求较高的混凝土,所用水泥的铝酸三钙(C3A)含量不宜大于8%,使用时水泥的温度不宜超过60℃;水泥的强度等级不应低于32.5MPa，水泥的碱含量须满足每立方米混凝土中水泥的总碱量不大于2.25kg。

3.2.2 石子料粒径在考虑泵送管径以及钢筋的筋距基础上，尽可能采用较大粒径和良好级配的石子，以1cm 石子为宜，从而减少水泥用量，降低水化热，避免混凝土裂缝产生。含泥量不得大于1.0%。

3.2.3砂应该用较大粒径的中粗沙，细度模数以2.5～2.8mm 为宜，以减少水泥及水的用量，降低水化热，提高混凝土的抗渗性能。含泥量不得大于2.0%。

3.2.4 采用Ⅱ或Ⅰ级优质粉煤灰及磨细矿渣粉。高效减水剂或膨胀剂应分别符合相关技术规范规定。

3.2.5 聚丙烯纤维的主要技术指标:线密度偏差率±6%;抗拉强度≥550MPa;断裂伸长率≤28%;初始模量≥6600MPa。

3.2.6UEA 膨胀剂，底板部位砼中掺加UEA掺量为10%（后浇带部位14%）。

四、关键施工技术

4.1钢筋工程

应采用新型保护层垫块,严格控制外墙、底板等迎水面部位的钢筋保护层厚度(50mm),以保证混凝土自防水的质量。

4.2模板工程

4.2.1对拉螺栓的设置应进行计算,间距不宜过密,以减少外墙渗漏的隐患。对拉螺栓中间设止水钢片,尺寸不应小于80mm×80mm,厚度≥3mm,并应双面满焊。

4.2.2为避免在对拉螺栓部位形成渗漏通路,应在墙体混凝土浇筑完毕,达到一定强度(1～3d)后,方可松动对拉螺栓;宜保持外墙带模养护7d后,拆除模板。

4.2.3后浇带模板不得采用钢丝网加钢筋支撑的形式,宜采用木模板或快易收口网。

4.3混凝土工程

4.3.1抗渗砼，在使用常规材料和采用一般施工工艺条件下，关键是对外加剂、外掺料的选择通过对各组成材料量比进行调整，完全能满足施工对凝结时间、坍落度、砼强度及抗渗等级的要求，并能改善砼的可泵性与粘稠的矛盾。

4.3.2浇筑到预留洞口、预埋管件及钢筋密集部位,要振捣密实,不得漏振,也不得过振。

4.3.3当竖向构件与水平构件一起浇筑时,先浇筑墙、柱,待混凝土沉实后,再浇筑梁和楼板,并对结合部位实施二次振捣。

4.3.4地下室结构多采用掺加膨胀剂配制的补偿收缩混凝土,为了达到补偿收缩的效果,地下室工程的混凝土更要重视养护。①底板混凝土的养护混凝土浇筑收浆和抹压后,应及时覆盖薄膜或者喷刷养护液以保湿,防止水分蒸发;混凝土硬化后,可铺麻袋或草帘浇水养护,也可采用蓄水养护,养护时间≥14d。②大体积混凝土养护可采用覆盖薄膜及麻袋或草帘的保温、保湿养护方法;③外墙混凝土的养护混凝土浇筑完毕,应带模浇水养护7d;拆除模板后,可在墙体顶部架设喷淋管持续浇水养护,也可在墙两侧挂麻袋或草帘等,覆盖喷水养护,养护时间≥14d。④冬季施工不能向部位的混凝土直接浇水养护,应用塑料薄膜和保温材料进行保温、保湿养护。

4.4后浇带施工

4.4.1膨胀止水条安装：将止水条嵌入预留槽内,通过隔离纸向止水条均匀施压,使止水条贴紧粘牢在基层上,并用钢钉固定。止水条定位完毕后应及时浇筑混凝土,以避免被雨水或其它侵入水浸泡。混凝土振捣时应避免振捣棒触及止水条。

4.4.2底板后浇带的保护及清理：为减少后浇带内的杂物,底板后浇带留置期间,可采取一定的遮挡保护措施(见图1)。为便于清理底板后浇带内的杂物及水,后浇带下部的凹槽沿长度方向应有0.5%的坡度,并应按一定间距设集水坑,将后浇带内的水排向集水坑。

五、结 语

根据施工图纸和现场条件,并依据“抗”“、放”结合的技术方案,选择采用后浇带、膨胀带、间歇式膨胀带及滑动层等技术措施,可以有效地减小或抵消混凝土结构的收缩及温度应力。经过大量试验研究和工程实践配制的大掺量粉煤灰、聚丙烯纤维补偿收缩“抗裂防渗混凝土”,不仅提高了混凝土抗裂防渗的性能,而且还利用了工业废料,符合国家相关政策很有发展前途。