崔澤,陳家緣,肖少鴻
(中國建筑第二工程局有限公司,廣東深圳 518107)
許多建筑物為了滿足使用者的要求,通常會設置地下室,方便車輛停放以及其他用途。建筑物地下室底板通常采用混凝土結構,由于混凝土會用到大量水泥,水泥在熟化過程中產生水化熱,導致混凝土內部溫度升高,內外溫度差異較大,在使用過程中容易產生裂縫,同時還有可能導致底板滲水問題,影響建筑物地下室的正常使用。因此,要采取切實可行的措施解決建筑物地下室底板裂縫滲水問題,需研究其產生的原因,從根本上防止裂縫出現,提高建筑物地下室混凝土結構的安全性與穩定性,使建筑物的使用功能更加健全,為建筑物使用者提供更安全、更可靠的保障。
建筑物地下室底板施工通常采用水泥用量較多的混凝土,可以有效增強地下室底板的結構強度。但是,水泥水化過程中會產生大量的熱量,據有關數據顯示,每克水泥在水化作用中釋放的熱量大約為501 J,混凝土內部溫度升高至大約80~90 ℃時,內部熱量不易散發,內部溫度遠高于外部溫度,兩者溫度差異變大,混凝土結構產生較大的溫度應力與溫度變形,如果溫度應力與變形值超出允許范圍,會導致混凝土結構出現裂縫。因此,建筑物地下室底板混凝土內部的溫度與混凝土采用的水泥類型、用量有直接聯系,當混凝土內部溫度與外部溫度相差較大時,溫度應力越大,出現裂縫的可能性就越高。
在澆筑建筑物地下室底板混凝土的過程中,容易受到外界氣溫變化的影響,這種影響通常呈現為外界氣溫越高,混凝土澆筑溫度越高;反之外界氣溫越低,混凝土澆筑的溫度也越低。當氣溫迅速下降時,外層混凝土內部溫度也會呈梯度式下降,從而形成溫度差異及溫度應力,導致地下室底板大體積混凝土產生裂縫。
由于在混凝土的硬化過程中會產生大量的水化熱,再加上地下室底板體積大、厚度厚,結構內部的熱量不易散熱。當混凝土內部溫度到達峰值后,水化熱逐漸減少,結構表面的溫度逐漸降低,但是結構內部的降溫速度比表面降溫速度慢很多,由此形成的溫度應力大于混凝土的抗拉強度時,會導致結構裂縫,并且裂縫會隨著溫度的變化擴張或合攏。
建筑物地下室底板發生裂縫滲水的處理方法通常有表面涂抹與貼補法、填充法、灌漿法以及結構補強法等。本文結合工程案例,具體探討地下室底板發生滲水裂縫的處理方法。
某建筑工程地面以上共25 層,地下2 層,地下室寬度與長度分別為200 m 與220 m,地下室負1 層采用空心板結構,頂板采用厚實心板結構,本項目地下室底板出現裂縫滲水的原因主要是溫度變化、混凝土收縮。對建筑地下室底板進行隨機鉆取芯樣,當芯樣鉆穿抗水板時,發現有地下水滲出板面,測得地下室底板板頂標高低于地下水位大約0.69 m。隨機鉆取芯樣的結果顯示,本工程地下室底板芯樣混凝土密實,芯樣鉆穿板厚,通過測量可得底板的厚度分別為0.39 m、0.37 m、0.38 m、0.47 m、0.51 m。根據前期測量與數據計算,針對不同程度的裂縫,本工程采用以下幾種方法對地下室底板裂縫進行處理。
在地下室底板裂縫的表面進行涂抹與貼補是一種常見的裂縫處理方法,主要適用于細且淺、不滲水、不伸縮、不擴大的裂縫。這類裂縫的開裂程度較小,裂縫寬度不超過0.2 mm,灌漿不易進入,采用表面涂抹法可以用修補材料抹涂裂縫表面,阻止裂縫繼續擴大。在涂抹過程中,先用鋼刷打毛表面,沖洗后等待表面干燥,再采用環氧樹脂填充表面氣孔,涂抹修補材料,修補材料可以采用環氧樹脂或者丙烯酸橡膠。表面貼補主要是采用土工膜或其他防水片在底板裂縫表面進行貼補,如果地下室底板出現大面積滲水,但是滲水程度較輕,難以確定滲水位置,可以采用這種方法。針對該工程中地下室底板裂縫寬度小于0.2 mm 的裂縫,采用這種方法進行處理。
填充法主要是采用修補材料直接填充裂縫,適用于裂縫寬度在0.2~0.3 mm 的裂縫。可以在裂縫頂部開成U 形槽或者V 形槽,然后將槽內清洗干凈,等待槽表面干燥之后,涂一層界面處理劑或者較低黏度的樹脂,增強填充物與原混凝土表面的黏結力。在填充過程中,從槽口直接向裂縫內部灌入不同黏度的樹脂,從而有效阻止裂縫滲水問題。針對該工程中底板裂縫寬度為0.2~0.3 mm 的裂縫,采用填充法進行裂縫處理。
灌漿法的應用范圍較廣,本工程中應用灌漿法修補裂縫寬度為0.3~0.5 mm 裂縫。
1)在注漿前,要先密封裂縫周邊,并把裂縫表面的灰塵與污垢清理干凈,然后根據裂縫走向預埋灌漿嘴(止水針頭)。采用結構輕巧的注漿器,從上到下,從水平縫一端到另一端,在裂縫腔內慢慢壓入注漿料,用注漿器在裂縫腔內注入黏度低、強度高、具有良好滲透性的裂縫修補膠液,將裂縫通道封閉,避免裂縫進一步擴大[1]。
2)針對本工程地下室底板后澆帶新舊混凝土交界地方產生的裂縫,工程采用板處理方案,具體如圖1 所示。在裂縫交接處中心采用抗浮鋼絲網片,左右各釘一顆鋼釘,并利用黏性聚合物改性瀝青防水卷材進行裂縫修補。

圖1 板處理方案(單位:mm)
3)針對本工程地下室底板面層滲水,采取開槽疏水的方法,將底板與面層之間的水引入附近的集水坑中,底板面層開鑿示意圖如圖2 所示。

圖2 底板面層開鑿示意圖(單位:mm)
結構補強法主要是針對因外部荷載造成的裂縫以及開裂時間較長卻沒有及時采取處理措施的裂縫,這類裂縫會對混凝土結構的強度造成影響,可以采取錨固補強法、預應力錨固法、置換混凝土法進行裂縫修補[2]。
本工程根據裂縫開裂程度,分別采用相應的處理方法進行防滲堵漏,確保地下室底板混凝土結構不受破壞,不影響建筑物的安全性與穩定性。
為了避免地下室底板出現裂縫,最核心的問題是控制混凝土內外部的溫度差異,降低混凝土的溫度應力與溫度變形。選擇水泥品種時,優先選擇水化熱較低的水泥,并適度減少水泥用量,可以采用礦渣硅酸鹽水泥。地下室底板混凝土澆筑應在室外溫度低于28 ℃時進行。在夏季高溫時,由于混凝土入模溫度較高,可在混凝土攪拌過程中添加冷水以及適量的粉煤灰降低混凝土溫度,還可以采用遮蓋布將骨料遮蓋起來,防止高溫暴曬。在地下室底板混凝土澆筑之后進行溫度測量,如果溫度過高,可以采用蓄水法或者人工降溫法進行降溫,將混凝土內外部的溫度差異控制在25 ℃以內。
地下室底板混凝土的干縮變形與水泥用量聯系密切,當水泥的用量達到350 kg/m3時,地下室底板產生裂縫的可能性較大。因此,為了控制地下室底板裂縫,要科學控制水泥用量,優化混凝土配合比,水泥與砂的配合比為1∶1,水灰比控制在最低0.4,最高0.5,防水劑用量為水泥用量的5%。在水泥水化過程中所用到的水量大約為水泥重量的25%,其余一部分水被離析出來,留在底板孔隙中,影響地下室底板混凝土干縮變形。為了避免單位用水量對混凝土干縮造成的影響,需要減少單位用水量,添加適量的減水劑,用于減少水泥用量以及單位用水量,降低混凝土收縮值,防止微裂縫的發展[3]。
在地下室底板施工過程中,要特別注重細節的裂縫預防處理。(1)在地下防水層與底板施工過程中,地下水位必須控制在基底以下大約5 m。(2)為控制底板裂縫,支撐樓板面層鋼筋的支架間距有一定要求,當采用φ6 mm 的分布筋時,支架間距不超過0.5 m;采用φ8 mm 的分布筋時,支架間距不超過0.8 m。同時,支架要與受支撐的鋼筋牢固地綁扎在一起,如果地下室底板厚度≤0.2m,支架可以采用φ10 mm 的鋼筋制作;如果底板厚度>0.2m 且<0.3m,支架采用φ12 mm 的鋼筋制作,預防地下室樓板面層開裂。(3)對于施工縫與后澆帶,在施工縫處繼續澆筑混凝土之前,要將混凝土表面的浮漿雜物、疏松石子清除干凈,采用灑水方法讓表面保持濕潤狀態,用刷子均勻地噴刷水灰比為0.6 的水泥漿,再鋪抹厚度為20~30 mm的水泥砂漿,及時澆灌混凝土。地下室后澆帶混凝土采用蓄水法進行養護,養護時間需多于28 d。地下室底板混凝土澆筑采取分層連續進行的方式,振搗密實,拆模后應及時覆蓋,養護時間不少于14 d。在混凝土表面可以用麻袋或草袋覆蓋起來,避免混凝土表面熱量擴散過快,控制溫差應力。(4)科學埋設濾水層與防水層,在建筑物地下室需要設置一定數量的明溝,盲溝兩邊用水泥砂漿建立坡道,找平和壓光底板表面,并在找平層上增加柔性防水層,做好防濾水處理。
建筑地下室底板滲水裂縫處理是一項系統性工程,在前期施工過程中要注意做好防水處理,從防水與堵漏兩方面進行,采取科學合理的處理方法,封堵滲漏裂縫,對裂縫表面進行封膠,合理控制熱脹冷縮反應引起的底板溫度裂縫,選擇恰當的解決方法與處理技術,切實解決我國建筑物地下室底板滲水裂縫問題,推動我國高層建筑的不斷發展。