1.现象
混凝土表面出现不规则的收缩裂缝或环形裂缝。当裂缝贯穿于混凝土结构本体时,即产生渗漏水。
2.原因分析
(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、耐入性和抗渗性及细部构造处理的合理性,考虑欠周。
(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。
(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位强度,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。
(4)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)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。
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,只能汤平,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。
3)混凝土的最短搅拌时间不胺规范规定,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。
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。在些工地管理人员视而不见,增加了混凝土开裂的可能性。
3.预防措施
(1)施工方面
1)计算基础底板浇筑混凝土 3d 后,内部混凝土的实际最高温升,混凝土入模温度,两者之和,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,作好测浊记录,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 2d 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)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。
3)基础底板和围护墙可采用 240-370mm 存的砖模,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,折模后立即回填土。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,可减少混凝土内外保差,混凝土能得到充分养护。
4)混凝土采用分层浇筑,泵送混凝土每层厚度 300-500mm,插八式振动器分层捣固。
板面应用平板振动器振捣,排除泌水,进行二次收浆。
5)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。因此应及时纠正“不覆盖养护”的错误倾向。一般养护要注意:
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 4d 浇水一次,浇水层湿润时间不少于 14 昼夜。
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餐温差,容易产生温度裂缝,降低混凝土的抗渗性。
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。
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。
⑤冬期施工,防水混凝土的原材料可采用预热法,水和骨料的入机温度,应分别控制在 60℃和 40℃,混凝土的出机温度不宜大于 35℃。
⑥防水混凝土冬期宜采用蓄热法养护。当采用暖棚养护法时,棚内应保持一定湿度,防止混凝土早期脱水。
4.治理方法
(1)根据裂缝渗漏水量和水压大小,采取促凝胶浆或氰凝、丙凝灌浆堵漏。
(2)对不渗漏的裂缝,可直接用灰浆处理。
(3)对于结构出现的环形裂缝,应按变形缝的方法处理。
混凝土施工缝渗漏水1.现象
施工缝处混凝土骨料集中,混凝土酥松,接槎明显,沿缝隙处渗漏水。
2.原因分析
(1)施工缝留的位置不当,如把施工缝留在混凝土底板上或在墙上留垂直施工缝。
(2)施工缝混凝土面没有凿毛,残渣没有冲洗干净,新旧混凝土结合不牢。
(3)在支模和绑扎钢筋过程中,锯末、铁钉等杂物掉入缝内没有及时清除,浇筑上层混凝土后,在新旧混凝土之间形成夹层。
(4)浇筑上层混凝土时,没有先在施工缝处铺一层预拌砂浆,上下层混凝土不能牢固粘结。
(5)施工缝未做企口或没有安装止水带。
(6)下料方法不当,骨料集中于施工缝处。
(7)混凝土墙体单薄,钢筋过密,振捣困难,混凝土不密实。
(8)没有采用补偿收缩混凝土,造成接槎部位产生收缩裂缝。
3.预防措施
(1)防水混凝土结构设计,其钢筋布置和墙体厚度,应考虑方便施工,易于保证施工质量。
(2)防水混凝土应连续浇筑,少留置放工缝。当需留置施工缝时,应遵守下列规定:
1)底板、顶板不宜留施工缝,底拱、顶拱不宜留纵向施工缝。
2)墙体不应留垂直施工缝。水平施工缝不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧墙交接处,应留在高出底板表面不小于 300mm 的墙体上,当墙体有孔洞时,施工缝距孔洞边缘不应小于 300mm。拱墙结合的水平施工缝,宜留在拱(板)墙接缝线以下 150-300mm 处,先拱后墙的施工缝可留在起拱线处,但必须加强防水措施。
3)承受动力作用的设备基础,不应留置施工缝。
(3)墙体不宜留凹口缝,因难于清理。此外在平口缝的迎水面外贴防水止水带,外涂抹防水涂料和砂浆等做法,亦甚可取。
(4)认真清理施工缝,凿掉表面浮粒,用钢丝刷或剁斧将老混凝土面打毛,并用压力水冲洗干净,但不得有积水。冬生为避免余水结冰,应用压缩空气清扫。
(5)混凝土应采用补偿收缩混凝土,即在混凝土中按水泥重量掺入 UEA 或 WG-HEA 微膨胀剂。其掺量一般为水泥重量的 10%。
(6)浇筑上层混凝土前,木模润湿后,先在施工缝处浇一层与混凝土灰砂比相同的预拌砂浆,增强新旧混凝土粘结。
(7)高于 2m 的墙体,宜用串筒或振动溜管下料。
(8)施工缝处混凝土要仔细振捣,保证混凝土的密实度。
4.治理方法
(1)根据施工缝渗漏水情况和水压大小,采用促凝胶浆或氰凝(丙凝)灌浆堵漏。
(2)对于不渗漏水的施工缝出现缺陷,可沿缝剔成 V 形槽,遇有松散部位,须将松散石子剔除,刷洗干净后,用离强度等级水泥素浆打底,抹 预拌砂浆找平压实。
预埋件部位渗漏水1.现象
沿预埋件周边渗漏水,或预埋件附近出现渗漏水。
2.原因分析
(1)支撑地下工程底板钢筋的支架脚直接撑在混凝土垫层上;脚手架钢管支在混凝土垫层上,混凝土浇筑后未立即拔除,压力水沿支架脚或撑脚或撑脚缝渗漏水。
(2)穿过地下工程墙体的水电套管、固定式主管、模板对拉螺栓等,未满焊止水环,或环板宽度太窄,起不到延长渗漏水距离的作用;预埋铁件及环片表面有锈蚀未清除,混凝土不能与埋件粘结严密。
(3)暗线管接头不严或套管有缝管,水渗入管内后又由管内渗出。
(4)施工中预埋件固定不牢受振松动,与混凝土间产生缝隙。
(5)预埋件周围,尤其是预埋件密集处,混凝土浇筑困难,振捣不密实。
3.预防措施
(1)设计应合理布置预埋件,利于保证预埋件周围混凝土的浇筑质量。必要时预埋件部位的截面应局部加厚,使埋设件或预留孔(槽)底部的混凝土厚度不小于 250mm。
(2)所有穿过防水混凝土的预埋件,必须满焊止水环,焊缝要密实无缝。环片净宽至少要 50mm,大管径的套管不得小于 100mm。安装时,须固定牢固,不得有松动现象。
(3)预埋铁件表面锈蚀,必须作除锈处理。
(4)地下防水混凝土结构的电源线路,应以明线为主,尽量不用或少用暗线,以减少结构的渗水通道。如必须采用暗线时,应保证接头严密,穿线管必须采用无缝管,确保管内不进水。
(5)预埋件埋入防水混凝土内,应在其弯钩端满焊止水板防水。
(6)支撑承台、底板的支架脚,应做成Ω形,其弯折直线段,设置在底部钢筋肉上点焊固定,下垫水泥垫块,使钢筋脚不接触垫层。否则,支架脚应焊止水环。
(7)防水混凝土结构内部设置的各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板:固定模板用的拉紧螺栓穿过混凝土结构时,可采用在螺柱或套管上加焊止水环,止水环必须满焊,也可在螺栓两端加堵头。
(8)浇筑混凝土时,加强预埋件周围混凝土的振捣。但振动棒不得碰撞预埋件。
穿墙管(盒)部位渗漏水1.现象
热力管道、常温管道及电缆管穿过防水混凝土墙时与混凝土分离,产生裂缝漏水。
2.原因分析
管道和电缆穿墙处是地下防水工程中的薄弱部位。热力管道穿墙部位构造处理不当,使管道在温差作用下,因伸缩变形与结构脱离,产生裂缝渗漏水。
3.预防措施
(1)设计上应尽可能将管道埋置深度提高到常年地下水位以上。
(2)热力管道因伸缩变形,穿过防水墙体的部位可采用安装翼环套管,套管上焊止水环,在一端翼环上设置螺栓和压紧法兰。穿管后,管道与套管间的空隙,用石棉水泥或麻刀石灰嵌填。套入档圈和耐热橡胶圈,压紧法兰用螺栓压紧封堵,另一端沿周缝嵌油膏封固。
(3)常温管道穿墙,只需在管道上满焊止水环,或在管周剔槽捻素水泥浆。管与管的间距应大于 300mm。
(4)动力电缆群可采用套管或穿墙盒方式,集中穿过外墙。前者用石棉沥青等油性防水材料填塞电缆与套管之间的缝隙,外做满灌防水材料的箱形防水构造;后者则在穿墙盒的封口钢板上与墙体预埋角钢焊牢,并从钢板上的浇注口注入沥青防水。
(5)处于地下水平以下的管道和电缆穿墙部位,防水处理必须严格细致。洞口两侧,对称浇灌混凝土,均匀进行振捣。混凝土坍落度要严格控制,防止混凝土离析。
卷材防水层
一、卷材防水层空鼓
1.现象
铺贴后的卷材表面,经敲击或手感检查,出现空鼓声。
2.原因分析
(1)基层潮湿,沥青胶结材料与基层粘结不良。
(2)由于人员走动或其他工序的影响,找平层表面被泥水沾污,与基层粘结不良。
(3)立墙卷材的铺贴,操作比较困难,热作业容易造成铺贴不实不严。
3.预防措施
(1)无论用外贴法或内贴法施工,都应把地下水位降至垫层以下不少于 300mm。垫层上应抹 DS 预拌砂浆找平层,以创造良好的基层表面,同时防止由于毛细水上升造成基层潮湿。
(2)保持找平层表面干燥洁净。必要时应在铺贴卷材关采取刷洗、晾干等措施。
(3)铺贴卷材前 1-2d,喷或刷 1-2 道冷底子油,以保证卷材与基层表面粘结。
(4)无论采取内贴法或外贴法,卷材均应实铺(即满涂热沥青胶结料),保证铺实贴严。
(5)当防水层采用 SBS 改性沥青热溶卷材施工时,可采用热熔条粘油施工。即采用火焰加热器熔化热熔型卷材底层的热熔热胶进行粘贴。铺贴时,卷材与基层宜采用条状粘结,但每幅卷材与基层粘结面不少于 4 条,每条宽不少于 150mm,卷材之间满粘。
其做法:先用喷灯加热预拌砂浆面层,再用喷灯加热热熔卷材。当卷材表面发黑发亮,且顺喷火方向有流淌现象时,即可将卷材逐块粘贴在烘干了的砂浆找平面层上,压实并铺平卷材。
如在卷材面层上做保护层,当卷材表面由黑发亮,即可将事先过筛并已烘*粗砂粒均匀地撒在表面熔化的卷材上,进行毛化处理,使卷材表面粗糙,砂粒要粘结牢固,并呈黄黑相间状,再在表面满刷 108 胶素水泥浆作为保护层,厚度控制在 3-4mm,终凝后喷水养护,避免出现收缩裂缝和起砂现象。
(6)冷粘法铺贴卷材时气温不宜低于 5℃。热熔法冬期施工应采取保温措施,以确保胶结材料的适宜温度。雨期施工应有防雨措施,或错开雨天施工。
4.治理方法
对于检查出的空鼓部位,应剪开重新分层粘贴。
二、卷材搭接不良
1.现象
铺贴后的卷材甩槎被污损破坏,或立面临保护墙的卷材被撕破,层次不清,无法搭接。
2.原因分析
(1)临时保护墙砌筑强度高,不易拆除,或拆除时不仔细,没有采取相应的保护措施。
(2)施工现场组织管理不善,工序搭接不紧凑;排降水措施不完善,水位回升浸泡、沾污了卷材槎子。
(3)在缺乏保护措施的情况下,底板垫层四周架空平伸向立墙卷铺的卷材,更易污损破坏。
3.防治措施
从混凝土底板下面甩出的卷材可刷油铺贴在水久保护墙上,但超出永久保护墙部位的卷材不刷油铺实,而用附加保护油毡包裹钉在木砖上,待完成主体结构、拆除临时保护墙时,撕去附加保护油毡,可使内部各层卷材完好无缺。
三、卷材转角部位或防水层被破坏后期渗漏
1.现象
地下工程主体结构施工后,转角部位或墙体出现渗漏。
2.原因分析
(1)在转角部位,卷材未能按转角轮廓铺贴严实,后浇或后砌主体结构时此处卷材遭破坏。
(2)所选用的卷材韧性较差,转角处操作不便,沥青胶结料温度过高或过低,不能确保转角处卷材铺贴严密。
(3)在转角处未按照有关要求增设卷材附加层。
(4)砖砌保护层,砖块、预拌砂浆与防水层接触凹凸不平。当回填土夯实时,砖墙受挤压,防水层被砖墙内的硬物刺破受损。
(5)建筑物完工以后,主体结构与保护砖墙不能同步沉降产生巨大的磨擦力而相互错动,拉裂了防水层。
3.预防措施
(1)基层转角处应做成圆弧形或钝角。
(2)转角部位应尽量选用强度高、延伸就绪大、韧性好的无胎油毡或沥青玻璃布油毡。
(3)沥青胶结料的温度应严格按有关要求控制。涂刷厚度应力求均匀一致,各层卷材均要铺贴牢固,并增设卷材附加层。附加层一般可用两层同样的卷材或一层无胎油毡(或沥青玻璃布毡),按照转角处形状粘结紧密。
(4)改进接槎和保护层。
1)混凝土垫层宽出底板 300mm,满做防水涂料,并用油毡和砂浆防护,待地下室结构完成后,清出接槎涂层,随即做外墙防水层。
2)防水保护层采用 20-50mm 聚氯乙烯泡沫塑料板(或再生聚苯板)代替 120(或240)mm 的砖墙。其作法是用专用胶粘剂把聚氯乙烯泡沫塑料板(聚苯板)粘贴于防水层上,由于它是软保护层,能缓冲并吸收回填土压力对防水层的破坏,且软保护层对防水层的约束应力较小,能使防水层与建筑物实现同步沉降,不损坏防水层。
3)密实的灰土是较好的防水层,一种是直接用灰土做保护层,施工时将白灰和土这筛,彻底清除灰土中的硬块物质,按 3:7 比例均匀拌合,分层夯实,夯实时,靠墙设临时挡板,使灰土和防水层之间形成软接触。一种是在软保护层之外,回填 2:8 或 3:7灰土,使软保护层与灰土软接触,施工时严格分层夯实,逐层做密度试验,严格按标准操作,加强灰土层的防水效果。
(5)有条件的地区,砖砌防水层的保护墙改用 25mm 厚的松木板。板材要倒棱倒边,承插连接,并经防腐剂处理。其好处是,板材表面光洁平滑,又有一定强度和弹性,即便被回填土冲击,板材能承受挤压,不会损坏防水层。当回填土下沉时,由于板面光滑又浸有油脂,与防水层之间摩擦系数较小,两者之间错动,不致拉裂防水层。
4.治理方法
当转角部位出现粘结不牢、不实等现象时,应将该处卷材撕开,灌入玛帝脂,用喷灯烘烤后,逐层补好。热熔型卷材则用火焰枪加热卷材与基层修补。
四、管道处铺贴不严实
1.现象
卷材与管道壁粘结不严,出现张口、翘边现象,一般管径越小,上述现象越严重。
2.原因分析
(1)对管道未进行认真的清理、除锈,不能确保卷材与管道的粘结。
(2)穿管处用周边呈死角,使卷材不易铺贴严密。
3.防治措施
(1)管道表面的污垢和铁锈要清除干净。在穿越砖石结构处,管道周围宜以细石混凝土包裹,其厚度不小于 300mm,抹找平层时,应将管道根部抹成直径不小于 50mm 圆角。卷材应按转角要求铺贴严实。
(2)亦可在穿管处理设带法兰的套管,将卷材防水层粒贴在法兰上,粘贴宽度至少为 100mm,并用夹板将卷材压紧。法兰及夹板都应清理干净,刷上沥青,夹板下面应加油毡衬垫。