摘要:近20年,在國家經濟政策的調整和支持下,我國建筑行業取得了蓬勃發展,建筑工程數量顯著增加,地下室規模越來越大。建筑工程地下室因自身特性及所處環境等原因,常出現地下室外墻混凝土開裂、漏水、滲水等現象,嚴重影響建筑物的使用功能,且后期滲漏水處理難度較大。基于此,本文以某工程地下室外墻混凝土裂縫防治為例,總結地下室外墻混凝土防裂的應對措施,最后對地下室外墻混凝土質量控制要求和相關注意事項進行闡述,為行業同仁在工作中遇到類似問題時提供參考。
關鍵詞:地下室外墻?混凝土施工?防裂措施?質量控制
隨著我國城市化建設發展速度的不斷加快,建筑工程地下室結構逐漸增多。地下室外墻混凝土的防裂防滲控制是保證建筑工程質量的重要環節,也是建筑工程質量通病防治的重點。地下室外墻混凝土裂縫貫通時,即產生地下室滲水或漏水現象,對建筑物的使用功能造成嚴重影響,嚴重時對地下室結構的安全性形成較大威脅。因此,施工單位需要對地下室外墻混凝土防裂措施進行更深入的研究、探討和分析,對地下室外墻混凝土施工技術要點進行嚴格控制,有效提高地下室外墻混凝土結構的抗裂和抗滲性能。
1地下室外墻混凝土開裂滲水主要原因分析
1.1結構設計方面
地下室外墻混凝土結構設計合理是保證地下室外墻混凝土工程質量的關鍵。地下室結構施工環境比較復雜,節點做法比較繁瑣,如果結構設計做法存在瑕疵,就會導致整個地下室工程質量受到不良影響,尤其對超深、越長的地下室結構,其影響更加嚴重。結構設計在地下室外墻配筋、后澆帶留設、伸縮縫留設、膨脹加強帶設置、混凝土強度等級、混凝土抗裂性能、混凝土抗滲性能和各節點的具體做法,應滿足結構受力計算要求、抗裂驗算要求、使用功能要求,且要便于施工。
1.2施工方法方面
地下室混凝土結構施工前,需根據設計圖紙和施工現場實際情況編制具備可行性和可操作性的專項施工方案,經各方審核后用于指導現場施工。建筑工程地下室混凝土施工過程中,部分項目的專項施工方案針對性不強,針對節點的施工構造處理措施不明確,細部構造的施工處理方法無節點詳圖,審核審批流程不夠仔細,造成專項施工方案指導性不強。分部分項工程施工前,施工技術交底不到位,導致現場施工管理人員和作業人員對地下室外墻混凝土各施工節點的具體做法不夠了解,盲目施工,造成諸多質量隱患或質量通病,導致后期地下室外墻出現開裂和滲漏水現象,嚴重影響地下室外墻混凝土的施工質量,降低抗滲防水效果。
1.3施工材料方面
地下室外墻混凝土一般采用抗滲混凝土,其強度等級、抗滲等級和摻合料應符合設計圖紙要求。現階段,商品混凝土市場出現了部分劣質混凝土,其強度等級或其他性能達不到設計要求,主要原因為商品混凝土原材料把關不嚴、使用部分不符合要求的原材料(砂、石、水泥等)、混凝土內摻合料(粉煤灰、礦渣、減水劑、引氣劑、泵送劑、膨脹劑、早強劑等)的比例沒有嚴格按照配合比執行、混凝土內抗裂纖維的摻量達不到設計要求的比例等。除了混凝土自身原因外,其他材料(模板、木方、止水鋼板、止水螺桿、止水帶等)的規格、型號、厚度、強度、剛度都會對地下室混凝土的施工造成嚴重影響。
1.4施工過程控制方面
地下室混凝土施工過程控制和管理是保證地下室外墻混凝土施工質量的重要環節。部分項目施工過程中,技術部門和質檢部門對地下室外墻各施工部位的檢查和驗收工作沒有全面落實,未嚴格按施工方案執行。現場施工存在鋼筋綁扎間距隨意性較大,鋼筋保護層厚度不足,模板支撐的強度、剛度和穩定性不足,止水鋼板焊接不嚴密或加固不牢,商品混凝土原材料供應不及時、隨意加水、振搗不密實,拆模過早,混凝土構件養護不到位,混凝土強度未達到要求時擾動外力過大,后澆帶兩側清鑿不到位,后澆帶混凝土未采用高一強度等級的具備補償收縮性能和微膨脹混凝土,后澆帶混凝土封閉時間過早,地下室外墻預埋防水套管安裝質量差等現象,造成地下室外墻混凝土結構施工質量差,導致地下室外墻出現開裂和滲漏水現象。
2示例項目工程概況
我國南方某地區一個高層住宅小區項目,該項目地下室占地面積約28000m,地下二層,地下室的外墻厚度為300~400㎜,地下室外墻總長度約500m。由于地下室占地面積較大、外墻較長,結構專業設計圖紙將整個地下室按縱向和橫向共設7條后澆帶。地下室外墻混凝土采用強度等級為C40、抗滲等級為P6的商品混凝土。地下室外墻混凝土采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土(膨脹劑摻量以廠家說明及商品混凝土廠家試配結果為準),不摻抗裂纖維。
3地下室外墻混凝土防裂施工工藝
3.1施工縫位置處理
本工程地下室外墻混凝土施工過程中,嚴格按設計圖紙要求進行施工。地下室外墻水平施工縫位置留設于底板標高以上500㎜位置,地下室頂板底標高以下500㎜位置增設一道水平施工縫。施工縫位置的止水鋼板安裝后,增設短鋼筋將止水鋼板與地下室外墻主筋焊接固定。施工過程中,止水鋼板安裝位置必須準確,搭接長度符合要求,焊接質量符合要求,地下室外墻混凝土澆搗標高控制到位(位于止水鋼板中間位置),以確保地下室外墻混凝土施工質量符合設計要求和抗滲要求。
3.2地下室外墻鋼筋優化和抗裂加固
本工程地下室外墻水平鋼筋設計為Φ14@150,經我部與建設單位、監理單位和設計單位進行溝通和協商后修改為Φ12@100,主要原因為細而密的鋼筋對地下室外墻混凝土具有更好的抗裂防滲效果。我部對本工程南側地下室外墻的迎水面增設Φ4@150雙向抗裂鋼筋網(作為試驗段)。通過設計優化后施工,現本工程已經進入裝飾施工階段,地下室已經回填,作為試驗段的南側地下室外墻沒有發生開裂和滲水現象,其他方向的地下室外墻僅4處出現地下室外墻開裂和微量滲水現象,說明地下室外墻鋼筋采用直徑略小而間距加密的配筋方式,可以更好地提升地下室外墻的抗裂效果。
3.3地下室外墻后澆帶設置
本工程地下室原設計為7條后澆帶,經我部與建設單位、監理單位和設計單位進行溝通和協商后,根據現場塔吊布置情況對原有后澆帶位置進行適當調整,局部增設后澆帶。后澆帶處的止水鋼板安裝和加固方法同本文第3.1條。后澆帶兩側安裝“快易收口網”作為后澆帶側模,采用和短鋼筋頭將“快易收口網”的骨架筋與地下室側墻鋼筋焊接,采用扎絲將“快易收口網”與地下室外墻鋼筋綁扎牢固。通過設置“快易收口網”,后澆帶兩側混凝土施工過程中,沒有出現混凝土破壞“快易收口網”的現象,混凝土沒有流入后澆帶內,后澆帶兩側后期清鑿工作量基本上沒有。后澆帶混凝土施工前,利用市政自來水沖洗兩側混凝土面后即可進行澆筑,既減少了后澆帶清鑿的工序,節約了施工成本,也保證了地下室外墻混凝土的施工質量,減少地下室后澆帶開裂滲水的質量隱患,取得了良好的效果。
3.4抗裂纖維的應用
本工程地下室結構施工前,根據設計圖紙要求,地下室混凝土構件(內墻和內框架柱除外)及屋面梁板建議采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土。為保證地下室的防滲效果,我部向建設單位、監理單位和設計單位建議增設抗裂纖維,并邀請3家單位負責人和相關工程師對我司已完工項目進行實地考察(該項目地下室外墻混凝土內摻入0.9kg/m3的抗裂纖維),考察完并經研討后,3家單位一致同意在商品混凝土內添加0.9kg/m3的抗裂纖維,以提高地下室外墻混凝土的抗滲效果。
抗裂纖維原材料為“聚丙烯纖維”,該材料具有三維無規則分布的功能特性,不僅可以有效提高混凝土材料的韌性效果,降低微裂縫的產生速率,同時還可以進一步控制混凝土的塑性收縮問題,將收縮能量合理分散到數千根具備高抗拉強度而低彈性模量的纖維結構當中。另外,無數纖維結構在混凝土材料當中會形成一種相對比較混亂的支撐體系,可以有效預防和避免商品混凝土產生離析現象,進一步提高商品混凝土的凝聚效果,防止商品混凝土出現干縮開裂現象。因此,添加抗裂纖維材料,可以有效控制商品混凝土構件中所產生的科微裂縫數量,進一步提高混凝土構件的抗滲性能。
3.5拆模和養護施工
通常情況下,水泥的水化熱在混凝土澆筑施工后3d內達到最大值。混凝土的導熱系數相對較低,內部的熱量不容易散發出去,混凝土構件澆筑完成后,其內外溫差較大。因此,溫度應力的影響會造成混凝土表面產生開裂現象。本工程地下室混凝土結構施工過程中,采用木模板支撐體系,因為木模板的導熱系數相對較低,混凝土在澆筑完成3d之后,施工單位可以進行后續的模板的拆除工作,此時混凝土構件內部的溫度相對較高,模板拆除之后,混凝土表面溫度會進一步下降,導致混凝土構件的內外溫差進一步加大,更容易產生溫度裂縫。我部將地下室外墻模板拆除工作推遲至第5天,混凝土澆筑后采用“循環水(減小溫差)”并提高濕水養護頻率,進一步控制混凝土構件的內外溫差,減少混凝土構件產生的溫度裂縫的數量,待混凝土強度達到一定強度后再拆模,取得了良好的效果。
4地下室外墻混凝土防裂施工質量控制措施
4.1加強設計環節控制
項目進場后,技術部門在熟悉設計圖紙的過程中,除了對設計圖紙的錯漏問題進行記錄外,還應當研討可能發生的質量通病問題和施工方案的便利性。針對地下室發生開裂滲水的質量隱患,可以與建設單位、監理單位和設計單位進行溝通,在合理的造價控制前提下,優化設計圖紙。現階段,EPC項目逐步增多,施工單位與設計單位組成的聯合體中標后,兩方的相關專業技術人員應當在滿足方案設計要求和造價控制的前提下,對施工圖設計的方向進行溝通和協調,針對地下室外墻開裂滲水及其他方面的質量通病隱患采用合理的設計方案和做法。另外,設計師在進行施工圖設計過程中,應當秉承嚴謹的工作作風,保障施工圖設計的質量。施工圖的校對和審核工作應當由經驗豐富的資深設計師進行,施工圖審查單位也應當對施工圖進行仔細地審核,保證出圖質量滿足施工要求,減少施工過程中的設計變更,為建設單位節約成本,為施工單位降低施工難度,以提升建筑工程的質量。
4.2科學制定施工方案
項目進場后,施工單位技術部門應當編制合理的施工方案,采用可靠性高、安全風險低和經濟效益好的施工方法可以有效地提高工程的實體質量,縮短建設工期,降低建筑施工企業的生產成本,提高項目的經濟效益和社會效益。另外,施工方案中需要對施工重難點、施工方法和工藝流程進行分析并明確,制定有效的控制措施。
編制施工方案前,需要對施工現場進行實地勘察,根據現場實際情況進行編制,技術部門需要從技術、組織、經濟、管理等方面進行分析和比較,以提升施工方案的合理性、科學性、可操作性。另外,建筑工程施工過程中,可能會遇到各類突發情況或異常情況,施工方案需要分析有可能影響施工質量的因素并且制定出相應的解決措施,以便生產部門在施工過程中及時消除質量隱患,交付質量優良的產品。
4.3選擇合適施工材料
工程材料是保證施工質量的關鍵,為了避免地下室外墻出現開裂滲水現象,需要加強對工程材料的管理工作。項目施工前,施工單位需要對原材料供應商(不限于商品混凝土生產廠家)進行考察,選擇符合設計要求、市場信譽良好的原材料供應商,尤其是與公司合作過的優質供應商,項目部應優先考慮。施工單位應當在材料采購合同內明確雙方的責任、權利和義務,加強與原材料供應商的溝通,堅持收發料原則,堅持抽樣送檢原則,確保不符合質量要求的材料不進入工地。
另外,對于商品混凝土原材料的配合比需要進行嚴格的控制,對商品混凝土摻和料和添加劑進行嚴格把關,現場抽樣、不定期抽查和派人監督等方式可以提升施工單位的材料管理水平。商品混凝土進場后,現場管理人員需要核驗隨車資料、確認商品混凝土的強度等級、抗滲等級等相關參數,現場測量坍落度,對于不滿足質量要求的原材料,堅決作退場處理。
施工單位需要加強對施工作業人員的質量意識教育,禁止出現向商品混凝土內加水的違章操作,進一步保證商品混凝土的質量。
4.4加強施工質量控制
地下室外墻混凝土施工時,項目部管理人員需要加強對施工作業全過程的管控。確保施工方法和技術交底到位,使施工作業人員掌握施工方法和操作要求。確保施工準備工作到位,使材料、機械設備和作業人員滿足當前生產作業要求。施工過程中,現場管理人員必須跟班作業,及時解決地下室外墻混凝土施工過程中可能出現的各種問題。制止施工作業員的違章作業行為,督促護模、護筋人員對現場出現的成品損壞情況進行加固,督促施工作業人員按施工工藝流程進行施工。確保標高和構件尺寸符合設計要求、混凝土振搗密實。檢查施工作業面安全防護設施的可靠性,防止發生安全生產事故。地下室外墻混凝土澆搗完成后,督促班組作業人員進行養護,達到拆模條件方可拆模。通過以上方式,加強地下室外墻混凝土施工過程的質量控制和安全控制保證建筑工程的質量,保障安全生產,降低地下室外墻混凝土開裂滲水隱患,交付質量優良的產品。
5結束語
綜上所述,地下室外墻混凝土開裂和滲水現象是建筑工程質量通病防治的重點和難點,本文對其發生的主要原因進行分析,根據從業經驗和防治效果進行交流,從設計、施工方法、工程材料和質量過程控制4個方面進行總結,供行業同仁參考。
參考文獻
[1]黃圳.建筑物地下室施工中混凝土抗裂防滲技術的應用分析[J].居舍,2020(32):39-40.
[2]薛峰,秦帆.地下室外墻穿墻套管防滲漏結構做法[J].建筑工人,2020,41(12):35.
[3]王勁中.建筑物防滲措施及補漏技術探討[J].科技資訊,2021,19(15):81-83.
[4]金世平.SBS改性瀝青防水卷材在地下室中的作用分析[J].居舍,2021(13):27-28.
[5]吳優. 施工期高填區對地下結構的影響研究[D].西安:長安大學,2021.
[6]武俊,張波,王華燕,章偉洋.BIM技術在深基坑內支撐拆除中的應用[J].施工技術(中英文),2021,50(22):84-87.
中圖分類號:TU94DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2203-5640-6065
作者簡介:熊瑞祥(1976—),男,本科,工程師,主要從事施工和技術管理工作。