張道珍

摘要：本文主要分析地下工程主體結(jié)構(gòu)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，簡單論述混凝土制備過程控制預(yù)防裂縫的產(chǎn)生和治理方法。

關(guān)鍵詞：地下工程；滲漏；防治

一、人防及地下工程滲漏的現(xiàn)狀

地下構(gòu)筑物工程在節(jié)約土地、節(jié)約能源、綠色環(huán)保、安全、可持續(xù)發(fā)展等諸多方面存在優(yōu)點(diǎn)，越來越多的防空工程、地下停車場、地下倉儲、地下隧道、地下車站、地下工廠、地下核電等工程在地下建成，取得了好的社會效益和可持續(xù)發(fā)展的功效。因此隨著土地資源稀缺、安全環(huán)保等因素影響，今后還將有大量的建設(shè)項(xiàng)目準(zhǔn)備在地下開工建設(shè)。

建筑工程的一個(gè)重要作用就是適用性，這些已經(jīng)建成投入使用的、正在建設(shè)或準(zhǔn)備建設(shè)的地下工程都要保證防水功能。

在實(shí)踐中雖然積累了大量的防水防滲的經(jīng)驗(yàn)，工程建設(shè)中也對防水課題進(jìn)行大量的、專門的討論，但因建筑工程環(huán)境多變、施工的復(fù)雜、施工質(zhì)量難于控制、經(jīng)濟(jì)等多方面的因素，仍然有大量地下工程存在較為嚴(yán)重的滲漏水現(xiàn)象。滲漏給使用帶來無盡的麻煩和高昂的代價(jià)，牽涉大量的精力和財(cái)力。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，90%以上的地下工程存在不同程度的滲漏。在對滲漏較為嚴(yán)重的工程排查中，發(fā)現(xiàn)主體自防水混凝土存在滲漏的情況較為普遍，約占滲漏原因的95%以上。

本篇文章主要從分析地下工程的滲漏原因著手，研究地下工程的滲漏產(chǎn)生的原因、防治方法，積累一點(diǎn)地下工程滲漏的防治經(jīng)驗(yàn)。不涉及內(nèi)外防水層、回填土、裝修以及因二次裝修原因造成的對結(jié)構(gòu)破壞造成的滲漏。

二、人防及地下工程滲漏的危害

通過調(diào)查，這些工程的滲漏，主要造成室內(nèi)環(huán)境潮濕、排水除濕及空調(diào)通風(fēng)等設(shè)備的頻繁運(yùn)轉(zhuǎn)、設(shè)備受損、維護(hù)費(fèi)用昂貴等情況。滲漏治理困難，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，有的收效甚微，有的滲點(diǎn)不能根治。

地下構(gòu)筑物一般都處在潮濕及地下水環(huán)境中，在豐水季、雨季或地下常水位發(fā)生變化時(shí)，滲漏有輕有重。輕者造成室內(nèi)設(shè)施受損、室內(nèi)環(huán)境潮濕；重者造成室內(nèi)設(shè)備報(bào)廢、構(gòu)筑物不能使用。同時(shí)對于室內(nèi)環(huán)境條件要求極高的地下構(gòu)筑物，滲漏更會造成極不利的影響和不可估量的損失。

例如太湖流域某地區(qū)某地下車庫，在主體完工后就開始出現(xiàn)配電房及其他部位墻體、頂板的滲漏，上部土方回填、停車場鋪筑完成后，下部主體滲水嚴(yán)重，造成無法正常使用，運(yùn)行和維修費(fèi)用高昂，幾年時(shí)間投入的治理花費(fèi)占到當(dāng)初投資的四分之一還多。

三、人防及地下工程滲漏的主要部位

人防及地下工程滲漏的主要分布在基礎(chǔ)底板、墻體、頂板、設(shè)備房、汽車坡道、口部等部位，上述部位尤以因施工預(yù)留的施工縫、后澆帶、預(yù)埋管套管、止水帶部位更甚。

其中底板基礎(chǔ)在施工縫、后澆帶、塔吊基礎(chǔ)、沉降縫、不同形式基礎(chǔ)交接處等處容易產(chǎn)生裂縫和滲點(diǎn)。墻體的位置主要在施工縫、止水鋼板、穿墻套管、后澆帶、剪力墻縱橫墻結(jié)合處、頂板以下等部位產(chǎn)生滲漏，尤其設(shè)備泵房、外墻面、地下蓄水池墻面等處。頂板主要在柱帽、后澆帶、穿板埋管、豎井、塔吊基礎(chǔ)、預(yù)留施工洞等處產(chǎn)生滲漏。

在汽車坡道、口部的位置主要是兩種不同結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的結(jié)合處、沉降縫的止水帶、截水溝等部位產(chǎn)生滲漏。

四、人防及地下工程滲漏形成原因

地下工程的滲漏主要設(shè)計(jì)原因、混凝土自身原因、施工、運(yùn)行等多方面原因。

1.設(shè)計(jì)原因造成的結(jié)構(gòu)滲漏

地質(zhì)勘查不詳、基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)選型錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)遺漏、設(shè)計(jì)變更等原因造成結(jié)構(gòu)受力狀況與結(jié)構(gòu)計(jì)算有偏差、不同基礎(chǔ)形式產(chǎn)生不均勻沉降等原因造成結(jié)構(gòu)變形產(chǎn)生裂縫，造成滲水。

在許多工程案例中，由于地質(zhì)勘察不詳細(xì)，精度不準(zhǔn)，報(bào)告者的土層厚度、土質(zhì)流變性、電解質(zhì)、承載力等描述與現(xiàn)場有差距。部分地下暗河、淤泥、承壓水、流砂關(guān)鍵數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確?；蛘呤褂孟嘟貕K的地勘報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì)。造成設(shè)計(jì)參數(shù)有偏差，設(shè)計(jì)所采用的的基礎(chǔ)形式選型錯(cuò)誤。

設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足造成地下工程滲漏，主要是設(shè)計(jì)人員未全面考慮復(fù)雜地質(zhì)條件會對工程造成的所有不利影響上。在基礎(chǔ)選型、抗浮抗拔驗(yàn)算、抗?jié)B等級、抗?jié)B水泥選用上出現(xiàn)錯(cuò)誤；同時(shí)設(shè)計(jì)人員未對施工做法進(jìn)行實(shí)際研究，設(shè)計(jì)說明停留在照本宣科上（例如地下室頂板回填土盲目追求壓實(shí)度）等各方面出現(xiàn)錯(cuò)誤都給結(jié)構(gòu)滲漏留下隱患。

2.混凝土自身原因

混凝土是多孔的膠凝材料，自身的反應(yīng)機(jī)理造成混凝土多孔、體積收縮等原因產(chǎn)生串水、裂縫，形成滲漏。

混凝土是一種混合材料，所使用的水泥是一種成分復(fù)雜的水硬性膠凝材料，其主要成分是硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸鈣等礦物質(zhì)，其他還有游離氧化鈣、氧化鎂等物質(zhì)。水泥的組成礦物質(zhì)遇水產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)極其復(fù)雜、極其漫長。水泥礦物質(zhì)的反應(yīng)機(jī)理目前仍無法被全面掌握。目前，仍沒有水泥水化反應(yīng)的確切方程式和嚴(yán)格分離出來物質(zhì)成分。

從當(dāng)前科學(xué)研究知道，混凝土原材料在混合過程中，產(chǎn)生大量的水化熱，在短時(shí)間內(nèi)混合物內(nèi)部溫度較高，水化熱造成內(nèi)外溫差大，使混合物產(chǎn)生表里不同的膨脹和收縮，致使混凝土出現(xiàn)裂縫。同時(shí)水化反應(yīng)生成的礦物質(zhì)與水泥中游離的氧化鈣、氧化鎂等反應(yīng)生產(chǎn)堿性物質(zhì)，堿性物質(zhì)與粗細(xì)骨料產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，水化反應(yīng)生成的堿性物質(zhì)與空氣中二氧化碳產(chǎn)生漫長的碳化反應(yīng)使混凝土產(chǎn)生徐變。水化反應(yīng)生產(chǎn)的結(jié)晶水和分子間氣體在水化熱作用下蒸發(fā)，從而形成混凝土內(nèi)部多孔。

因混凝土混合物自身原因決定了混凝土這種物質(zhì)存在缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)在生產(chǎn)過程中極易形成混凝土的裂縫。

3.施工方面的原因造成地下工程滲漏

地下工程滲漏的絕大部分是施工形成的，施工造成的滲漏占整個(gè)工程滲漏因素的絕大部分。其中有混凝土配合比設(shè)計(jì)、原材料加工、混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模等原因造成工程滲漏。

施工組織：施工組織設(shè)計(jì)不合理，施工管理混亂，施工人員不具備資質(zhì)，質(zhì)量控制不嚴(yán)格，不進(jìn)行技術(shù)交底，原材料進(jìn)場檢驗(yàn)把關(guān)不嚴(yán)，使用的機(jī)械設(shè)備型號不對等組織不到位造成施工質(zhì)量差，形成混凝土滲漏。

在混凝土制備、運(yùn)輸過程中：因選用水泥品種、配合比錯(cuò)誤、原材料不純凈含雜質(zhì)較多、摻加料和摻加劑比例和數(shù)量品質(zhì)錯(cuò)誤、投料順序錯(cuò)誤、原材料不純凈含雜質(zhì)較多、攪拌及運(yùn)輸時(shí)間過長等原因造成。配合比設(shè)計(jì)未考慮冬雨季和地下水環(huán)境因素?；炷林苽溥\(yùn)輸時(shí)間過長，超過初凝時(shí)間。運(yùn)輸過程中加水?dāng)嚢璧取６竞透邷丶竟?jié)未按照給的對混凝土進(jìn)行摻假抗凍劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等措施。

在模板施工中：在澆筑前，模板未清理，模內(nèi)有垃圾、木塊、包裝袋、鋸末、鋼管卡扣、煙盒等雜物，造成混凝土孔洞。模板不嚴(yán)密，跑漿漏漿嚴(yán)重；未澆水濕潤；模板未按規(guī)定起拱；模板加固不牢，混凝土自重改變原有尺寸，使混凝土應(yīng)力改變；模板未進(jìn)行安全計(jì)算，加固不牢造成漲模、垮塌。

在鋼筋施工：鋼筋表面銹蝕嚴(yán)重、銹斑未除凈、鋼筋面層被油脂、瀝青、泥塊等污染使鋼筋與混凝土握裹不緊，鋼筋與混凝土共同作用力下降。嚴(yán)重的會造成沿鋼筋串水。鋼筋保護(hù)層厚度不足，鋼筋過密，間距不符合規(guī)范要求，造成混凝土收縮開裂。保護(hù)層厚度不足，鋼筋與模板緊貼。

在混凝土澆筑施工中：冬季施工入模溫度未控制好；厚大體積混凝土未按規(guī)定采取措施；在澆筑過程中，布料順序不對，人為形成施工縫；厚大體積混凝土分層澆筑以及留置施工縫位置，施工縫停止時(shí)間過長，新老混凝土施工縫未處理、新老混凝土未融合；振搗機(jī)械不配套，振搗方法、振搗時(shí)間及振動棒插點(diǎn)掌握不準(zhǔn)；造成混凝土離析、過振、漏振；二次抹壓的時(shí)間過早或過晚?；炷翉?qiáng)度不足就開始上層施工。冬季及高溫季節(jié)、雨季施工未采取覆蓋、保水、保護(hù)等措施。

部分樁基礎(chǔ)底板在澆筑墊層或底板混凝土?xí)r，土層中的滲流、管涌、承壓水大量存在，澆筑的混凝土不能及時(shí)終凝，水泥漿大量流失，造成混凝土松散，局部沒有強(qiáng)度。

在混凝土養(yǎng)護(hù)中：養(yǎng)護(hù)不到位，造成表面水分散失過重，形成混凝土收縮開裂。冬季施工和夏季高溫施工，養(yǎng)護(hù)未采取規(guī)定措施，未采用規(guī)定的覆蓋和較為純凈的水質(zhì)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)未進(jìn)行內(nèi)外溫差記錄。

在拆模施工中：未按照施工組織要求拆模，拆模試塊強(qiáng)度未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試壓，達(dá)到設(shè)計(jì)要求過早拆模。拆模順序錯(cuò)誤。過早拆模改變了混凝土內(nèi)應(yīng)力，混凝土未到達(dá)工作強(qiáng)度，不足以承載施工荷載及自重，造成混凝土開裂，形成裂縫。拆模時(shí)撞擊混凝土面形成混凝土損壞、脫落及對拉螺栓處理不當(dāng)。

后澆帶、預(yù)埋管道、口部、橡膠止水帶、沉降縫、施工洞等關(guān)鍵部位未按照設(shè)計(jì)要求的時(shí)間進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，澆筑時(shí)模板加固不牢、垃圾不清理，浮漿未鑿除、未按照規(guī)定使用微膨脹補(bǔ)償混凝土、振搗不密實(shí)、使用加止水環(huán)的套管。

施工遺漏，在主體混凝土上切割、剔鑿后開洞口、鉆孔等形成無法堵漏的隱患。

上述施工過程都會造成混凝土離析、和易性變差，混凝土內(nèi)部空洞、混凝土內(nèi)應(yīng)力凝聚、孔隙率大、保護(hù)層小、露筋、混凝土松散不密實(shí)、跑漿漏漿嚴(yán)重、表面開裂，內(nèi)部貫通裂縫等缺陷。

4.地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境及沉降不均、運(yùn)行引起的結(jié)構(gòu)變形

環(huán)境水中的PH值對混凝土的性能產(chǎn)生較大影響，能改變混凝土性能，破壞混凝土對鋼筋的保護(hù)，使鋼筋產(chǎn)生銹蝕。地下水中的酸堿度、PH值、水中氯、硫、其他金屬等離子含量、水溫環(huán)境、凍融循環(huán)等對混凝土滲漏也產(chǎn)生較大影響。

工程在使用運(yùn)行過程中，因地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生或因地基發(fā)生變化造成結(jié)構(gòu)沉降不均，使用不當(dāng)?shù)惹闆r都能造成結(jié)構(gòu)受外力變形，造成混凝土應(yīng)力改變，產(chǎn)生裂縫從而引起滲漏。

五、簡述人防及地下工程滲漏防治措施及方法

地下工程的防水設(shè)防都采用兩種或兩種以上的防水措施進(jìn)行設(shè)防。工程設(shè)計(jì)中無論采用粉劑、水性涂料、涂膜涂料、卷材等防水措施進(jìn)行防水，其中最重要的還是主體結(jié)構(gòu)的混凝土自防水最關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)主體的混凝土自防水效果真正達(dá)到設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B強(qiáng)度，幾乎可以不采用其他防水措施，防水效果已經(jīng)很好。

因此地下工程的滲漏預(yù)防和治理就要從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行維護(hù)各方面加以控制。尤其是從混凝土材料的配合比設(shè)計(jì)、混凝土制備過程、成型后養(yǎng)護(hù)、加載、混凝土工作后的保養(yǎng)等方面進(jìn)行控制和管理，減少不利因素對混凝土的影響。

1.勘察、設(shè)計(jì)預(yù)防

地質(zhì)勘察資料確保詳細(xì)、準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型合理，設(shè)計(jì)詳細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)、計(jì)算正確，工程做法科學(xué)詳細(xì)。設(shè)計(jì)文件中工程做法、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵參數(shù)詳盡細(xì)致。

2.施工過程控制預(yù)防

根據(jù)工程實(shí)際情況，施工環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)水平編制切實(shí)可行的施工組織設(shè)計(jì)，計(jì)算參數(shù)，在總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上制定施工工藝和質(zhì)量控制方法。在施工中嚴(yán)格落實(shí)責(zé)任制，制定詳細(xì)的質(zhì)量控制和質(zhì)量檢查方案。在施工管理上杜絕質(zhì)量問題和質(zhì)量事故。

在主體結(jié)構(gòu)混凝土施工中，嚴(yán)格控制混凝土從投料生產(chǎn)、攪拌、出料、運(yùn)輸、入模、振搗、成型每道工序都有嚴(yán)格的工藝參數(shù)控制。在養(yǎng)護(hù)、拆模、混凝土工作加載中嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。

混凝土是脆性物質(zhì)，其抗壓性能良好，抗拉、抗扭性能較差，因此混凝土工作后，嚴(yán)禁外荷載對混凝土進(jìn)行撞擊、磕碰，嚴(yán)禁環(huán)境溫度長時(shí)間超過設(shè)計(jì)工作溫度，同時(shí)環(huán)境水、氣體、土壤中的酸性離子也不能長時(shí)間對混凝土進(jìn)行侵蝕。這些撞擊、侵蝕會造成混凝土開裂以及影響混凝土的使用壽命。

實(shí)踐證明，混凝土大部分質(zhì)量缺陷是在施工過程中產(chǎn)生的，占到混凝土缺陷滲漏原因的90%以上，而科學(xué)規(guī)范的施工、嚴(yán)格的檢查、認(rèn)真的管理又可以消除絕大部分的混凝土缺陷，因此施工過程預(yù)防混凝土缺陷是混凝土滲漏預(yù)防的關(guān)鍵和主要階段。

3.簡述混凝土裂縫滲漏的治理

裂縫及孔洞治理主要有修補(bǔ)（鑿除后灌漿、環(huán)氧樹脂注漿）、返工重做、外加防水層等幾種方法。

混凝土裂縫一部分在混凝土淺表，裂縫細(xì)微，這些裂縫不易被發(fā)現(xiàn)，初期看不出滲水及裂縫擴(kuò)大現(xiàn)象。有些裂縫隨混凝土齡期增長，可以自行彌合，對混凝土內(nèi)部不造成危害，被我們稱為無害裂縫。一部分裂縫較深、較寬，深入混凝土內(nèi)部或在混凝土表面縱橫相貫通，較大的裂縫直接對混凝土造成滲水危害，使環(huán)境水侵入裂縫，引起混凝土的碳化、堿骨料反應(yīng)、銹蝕鋼筋、凍融等影響加深混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。一部分裂縫初期較小較淺，但是隨混凝土齡期增長，裂縫經(jīng)過慢長的堿骨料反應(yīng)、碳化、徐變等一系列變化情況下，裂縫向較深的、較大轉(zhuǎn)化，形成縱橫貫通裂縫，被我們稱為有害裂縫。有些裂縫被認(rèn)為是無害裂縫，裂縫較淺也不貫通，在初期不滲水，不被注意引起的。但是這部分裂縫經(jīng)過混凝土徐變、堿骨料反應(yīng)、碳化會成為有害裂縫。

例如調(diào)查某些項(xiàng)目，在主體防水施工之前或竣工一段時(shí)間，看不出混凝土表面細(xì)微的裂縫，或者即使發(fā)現(xiàn)有細(xì)微裂縫，也沒有滲水現(xiàn)象，但過一定時(shí)間，雖然結(jié)構(gòu)外側(cè)已經(jīng)進(jìn)行防水施工，仍然有水開始從裂縫中滲出，而且裂縫的寬度還在不斷的拓寬、加長。

下面簡述幾種方法：

修補(bǔ)：主要是對孔洞、裂縫較大部位的混凝土鑿除，采用比原有混凝土高一個(gè)標(biāo)號的減石子混凝土或高標(biāo)號砂漿灌注修補(bǔ)部位，加以養(yǎng)護(hù)，使混凝土的密實(shí)度符合要求。

環(huán)氧樹脂注漿法：也屬于修補(bǔ)范圍，需要查明裂紋走向、深度、滲水嚴(yán)重程度、混凝土的標(biāo)號、混凝土環(huán)境要求，然后才能制定注漿方案。制定方案以及注漿施工時(shí)不得破壞受力鋼筋，壓力注漿及拆除注漿嘴都不得對混凝土造成新的破壞。

外加防水層：對于無害裂縫、淺表裂縫、滲水濕跡不嚴(yán)重的可以采用增加涂膜防水層或水泥砂漿防水層以達(dá)到防水效果。

滲水嚴(yán)重、孔洞較大難于治理或即便治理以后隱患較大的，局部混凝土必須返工重做。

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