地下混凝土工程渗漏防治
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摘要：随着混凝土工程技术不断发展，混凝土地下空间（主要是地下室、地下坑道）被大量开发利用。但是，由于各种原因，地下室、地下坑道各类渗漏问题较为普遍发生，严重影响建筑使用功能，已成为建筑通病。本文从实际出发，分析产生渗漏的原因，并提出针对性预防和整治措施。
关键词：地下工程渗漏，混凝土裂缝，防水构造、蜂窝麻面
中图分类号：E271文献标识码： A
（1）混凝土裂缝渗漏，包括较大的可见裂缝和不可见的细微裂缝。 地下室、地下坑道外墙较地下室底板更易出现裂缝渗漏； 大量混凝土地下室外墙存在混凝土收缩裂缝，裂缝位置是地下室渗漏的主要通道，尤其以墙角、墙底边缘、附墙柱附近、地下室阳角等结构截面变化部位较多发生；
（2）特殊部位的防水构造缺陷问题， 后浇带、施工缝、变形缝、预留套管、穿墙螺栓等位置是地下工程的防水薄弱环节，也经常出现渗漏情况；
（3）各类施工质量问题，特别是混凝土浇筑质量问题，混凝土浇筑不密实，有蜂窝麻面处也经常出现面积较大的渗漏情况；
2地下室、地下坑道渗漏成因分析
2.1混凝土裂缝
混凝土裂缝是地下工程渗漏的最常见的原因之一。实际情况是，随着计算机应用于工程结构计算后，地下钢筋混凝土工程很少会出现因结构设计计算错误而产生的裂缝，往往都是防水构造、施工措施等方面的问题引起混凝土裂缝。地下工程（主要是地下室、坑道）的裂缝，具有以下明显特点：
（1）地下室外墙混凝土具有较大的比表面。地下室外墙一般厚度比较小，高度、长度比较大，相对地下室底板等大体积混凝土，地下室外墙具有较大的比表面，混凝土表面水分散发较快，混凝土表面养护也比较困难，易造成混凝土墙板收缩和开裂。施工单位从模板周转和工程抢工的角度需较早（混凝土浇筑2~3天）拆除模板，造成混凝土湿度梯度快速增加，进一步增加了混凝土墙板收缩和开裂的可能。
（2）地下室外墙底部有较强约束。地下室底板一般先行施工，墙板施工时底板已具备一定混凝土强度，对墙板混凝土变形形成较强的约束，墙板在与底板交接处较易产生局部拉应力引起裂缝。地下室底板对于地下室墙板可以认为是一个固定端支座，完全限制了地下室墙板的自由变形。所以，地下室外墙混凝土硬化过程中实际上处于一种下部完全固定、上部自由变形的受力状态，进一步加大了混凝土裂缝的可能。
（3）混凝土中温度和湿度的变化。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。
（4）钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足,混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面,或由于氯化物介入,钢筋周围氯离子含量较高,均可引起钢筋表面氧化膜破坏,钢筋中铁离子与混凝土中的氧气和水份发生锈蚀反应，其锈蚀物体积比原来增长2～4倍,对混凝土产生膨胀应力,导致保护层开裂、剥离,沿钢筋纵向产生裂缝渗漏,并将诱发其它形式的裂缝,加剧钢筋锈蚀,形成恶性循环。
2.2防水构造问题
后浇带、施工缝、变形缝、预留套管、穿墙螺栓等，这些都是地下混凝土工程的防水薄弱环节，大量的地下室渗漏都是出现在这里。《地下工程防水技术规范》明确要求：地下工程的变形缝、施工缝、诱导缝、后浇带、穿墙管（盒）、预埋件、预留通道接头、桩头等细部构造，应加强防水措施。但从设计开始，往往容易忽视这些细部构造的防水措施，有的只是套用一些标准图集或者大概说明一下，有的根本不做交代；施工人员在没有细部防水构造图或不明确时，往往是根据经验应付了事。
实际上，对于这些细部构造的防水措施，都有明确的要求，包括设置位置、新老混凝土界面处理、浇筑时间、材料使用等。比如施工缝，它是因设计要求或施工需要分段浇筑，而在先、后浇筑的混凝土之间所形成的接缝，它并不是一种真实的缝，只是先浇的混凝土已过了初凝时间而后浇混凝土还不能连续浇筑而形成的新老混凝土结合面，由于这个结合面很容易产生裂缝，必须将它按缝来作防水处理。施工缝一般要求留置在受剪力、弯矩较小部位，如板在1/3跨度处；地下室、水池等施工缝一般要设置在底板上300以上处。施工缝要用设置止水带（橡胶止水带、钢板止水带）或浇凹凸混凝土接口的措施防水。浇新混凝土前，止水钢板要满焊，施工缝松散混凝土要清除，施工缝要冲洗干净，要用与混凝土相同配比、强度的砂浆铺底等，这些要求都必须认真做实，才能确保施工缝不渗漏。
其他防水薄弱环节，也都有相应的设计、施工要求，都必须认真做实，才能确保整个地下混凝土工程不渗漏。
2.3施工质量问题
各类施工质量问题，特别是混凝土浇筑质量问题，是渗漏发生的主要原因。具体原因有：
（1）混凝土浇筑不当，如钢筋密集、套管密集部位混凝土振捣不密实，局部漏振、少振等会造成混凝土质地疏松、蜂窝麻面的缺陷；
（2）后浇带处理不当。后浇带清理不干净，采用钢丝网隔离未清理，形成渗漏通道；
（3）施工缝处理不当。施工缝清理不干净，松散混凝土未清除，止水钢板未满焊等；
（4）拆模过早。拆模过早一方面造成混凝土表面大量失水形成干缩裂缝，另一方面，过早拆模扰动穿墙对拉螺栓，使得对拉螺栓周围混凝土松动造成渗漏；
（5）混凝土养护不当。没有按照大体积混凝土要求施工和养护，造成混凝土收缩、开裂；养护时间不够，往往刚浇完时比较注意养护，但之后就不太注意了，有的甚至不养护了，按规范要求至少要养护14天。
（6）钢筋保护层不够，局部钢筋或者扎丝接触模板形成渗漏通道；
（7）橡胶止水带固定不当，造成橡胶止水带脱落或撕裂；
（8）防水施工质量缺陷，如接缝处理、阴阳角处理、施工缝处理、后浇带加强等不能满足设计和规范要求；
（9）后期损坏，如土方回填时损坏防水及其保护层，机电安装时后开孔等。
3 地下室、地下坑道渗漏的预防措施
3.1为了防止混凝土裂缝，可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。
控制温度的措施如下：
（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；
（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；
（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；
（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；
（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；
（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；
改善约束条件的措施是：
（1）合理地分缝分块；
（2）避免基础过大起伏；
（3）合理安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；
此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。
在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如草包、泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。
为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，其主要作用为：
（1）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少约25％，从而减少混凝土收缩裂缝。
（2）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。
（3）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。
（4）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。
（5）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.
许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，这是在工程实践中值得大力进行实验和研究的领域。
混凝土的早期养护
实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成，寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。
混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。
3.2 地下工程的防水构造
应从地下工程的变形缝、施工缝、诱导缝、后浇带、穿墙管（盒）、预埋件、预留通道接头、桩头等细部构造的强防水设计着手，设计的防水做法要切实可行，防水效果好、操作方便、耐久可靠，设计图纸要有专门的工程细部防水大样图。建设单位、监理、施工单位应对地下工程施工图的防水设计方案评审，可提出合理化建议，并制定科学、合理、规范、可行的施工方案。
3.3施工、管理措施
在施工过程中，必须严格按照相关的国家或是行业规范以及技术标准进行，加强现场管理监督和质量控制，确保混凝土结构或构件符合设计要求。
在管理上作为建设单位，要把地下工程的防渗漏作为一项主要的工程质量目标进行管理，把防渗漏的措施目标落实到设计、监理、施工的合同中，制定相应的合同条款，落实防渗漏的各项措施。
4.地下混凝土工程的渗漏修补
百密一疏，地下混凝土工程是要经过从设计、监理、施工的多个阶段、多道工序现场浇筑才能完成，受影响的因素很多，难免会出现混凝土工程的渗漏问题。在地下混凝土工程的渗漏问题出现后，合理有效的堵漏维修就是一项十分重要的工作。
地下混凝土设施的渗漏维修方法很多，这里重点介绍目前使用较多、效果较好的“聚氨酯灌浆堵漏方法”。聚氨酯灌浆材料是一种高效防渗、堵漏材料，浆料遇水后立即发生化学反应，浆液粘度逐渐增加，最终生成不溶于水的凝胶体，同时产生二氧化碳气体。浆液在气体产生的膨胀力作用下，向四周扩散，把浆液压入孔（缝）隙，使孔、缝充填密实，达到堵漏防渗作用。聚氨酯灌浆堵漏适用于混凝土结构内部疏松、蜂窝、空洞及各种裂缝引起的渗漏。
参考文献：
【1】中华人民共和国国家标准GB50108-2008，地下工程防水技术规范；
【2】中华人民共和国国家标准GB50496-2009，大体积混凝土施工规范；
【3】陈肇元等.钢筋混凝土裂缝机理与控制措施[J].工程力学，2006，23（1）
【4】钟进章.混凝土裂缝成因及控制措施[J].混凝土，2004（10）
【5】薛立言，代悦，付雪松.混凝土裂缝的预防及处理[J].混凝土，2005（10）