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地下工程混凝土防渗技术分析

来源:杂志发表网时间:2021-12-18 所属栏目:建筑科学

  

  随着经济发展,人们对交通出行便捷的需求增多,交通工程建设数量、规模也随之扩大。而混凝土结构凭借可模性、耐久性好的优势,成为交通工程建设中最为理想的受力结构,应用价值较高。实践表明,混凝土结构质量好坏的意义重大,在决定工程质量的同时,也影响着工程的使用年限。现实中,混凝土结构因自重大,同时还伴随抗拉强度低的特征,在施工期间极易形成裂缝,从而诱发渗漏水。针对这种情况,需要在施工源头合理规避。

地下工程混凝土防渗技术分析

  1 某地区地铁1号线渗漏情况

  某地铁车站在建设期间,采用混凝土框架结构。实际上,在设计阶段为满足工程的使用性要求,混凝土框架结构若要发挥作用,则需满足防水性要求。针对地下工程渗漏水所产生的质量经常是以缺陷形态出现,这种现象在南方多雨地区非常多见。研究发现,工程渗漏的原因不仅与周边地质有关,还会受混凝土结构埋深、防水设计等影响,更与混凝土性能、工艺等因素息息相关。

  某轨道交通1号线在建设及运营期间,存在轻微渗漏水情况,渗漏主要发生在以下两个部位。一是结构性裂缝渗漏。研究发现,结构性裂缝渗漏的现象在车站结构底板等区域较为多发,此外,在其侧墙、顶板位置也经常会出现。顶板裂缝的形成,大多从两侧腋角处延伸,该部分裂缝在拆模后1~2个月出现的概率较高,并伴有渗漏水现象。二是盾构区间渗漏。管片结构渗漏主要由裂缝、螺栓孔渗漏导致,长度大多小于1.5m,不均匀分布特征鲜明,而且渗漏比例较大。

  2 渗漏原因分析

  2.1 材料方面

  2.1.1 混凝土质量

  在地下项目建设中,对混凝土进行防渗工作的意义重大。结合实际情况看,混凝土渗漏的发生由多种诱因造成,其中混凝土自身质量对施工效果较为关键。与混凝土质量相关的因素有三。一是原材料方面。实际施工中,水泥品种若选择不当,则材料易出现性能不过关、安定性较差等问题;或是没有精准控制水泥制品质量,最终导致质量不达标。此外,原材料中的骨料颗粒级配较差,也是混凝土质量产生问题的重要前提。在原材料选择上,一是选用质地不坚硬的材料,则有害杂质含量增多,易导致针片状含量程度低,最终压碎值不足;另外一种情况是混凝土外加剂性能不理想,使用前未进行试配,存在过期失效现象,因此需要对其掺量严格控制,提升混凝土外加剂应用性能。二是配合比方面。在实际应用中,如果配合比设计不够规范,则砂石无法在干燥环境中完成试配。由于气候变化,砂石材料会间接影响实际含水量,降低配合比准确性,导致混凝土施工效果被弱化,因此,使用砂石材料时,要综合考虑各项因素。三是混凝土运输方面。混凝土因其自身的特殊性质,在道路交通状况不佳时,极易产生离析,为保证其施工性能的稳定,要匀速、平稳地进行运输。另外,运输时间过长,将会增加坍落度,难以满足施工要求。

  2.1.2 防水材料的原因

  除了混凝土结构稳定性之外,防水材料的使用情况也会影响防渗效果。如果防水材料未经检验就直接进入施工现场,不合格产品易掺杂其中,影响建筑施工效果。另外,防水材料贮存也是影响防渗效果的关键因素,需引起重视。如果在贮存过程中出现材料损坏,将导致防水功能弱化,甚至失效,最终影响防水效果,从而达不到设计要求。

  2.2 施工方面

  2.2.1 防水层施工

  在防水层施工前,需按照标准处理好混凝土基面,从施工源头避免出现松动、起皮、起砂等问题。实践表明,如果基面存在杂物、明水、暴露的钢筋头等,将会弱化防水层施工效果,所以必须高度重视防水层施工前期清理。

  2.2.2 混凝土浇筑工艺

  混凝土浇筑过程十分重要,其浇筑质量非常关键。无论是浇筑方法还是对混凝土养护,都要按照规范施行。如果浇筑方法不恰当,过快或过慢,都会降低混凝土密实性,诱发后续结构裂缝。同时,浇筑完成后对混凝土的养护也十分关键。结合施工效果可知,当浇筑完成后,如果不及时对混凝土表面洒水养护,照样会产生裂缝。

  2.2.3 区间施工

  区间施工诱发渗漏,主要体现在两个方面。一是管片结构不理想。管片拼装完成后,如果在养护阶段耗费时间过长,将很容易诱发失水开裂,增加发生渗漏的可能性。二是管片止水条脱落。由于止水条的镶嵌都是在现场完成,如果止水条安装不理想,则会在实际的吊运过程中易出现不同程度破损,导致后续拼装断裂,防水圈失效,没有办法形成有效闭合。

  3 混凝土防渗技术应用

  3.1 合理规划施工顺序

  结合混凝土渗漏情况分析,想要持续强化防渗效果,需要合理规划施工顺序。一是确保大面积混凝土施工步骤合理,对墙、板分段分块等特殊位置的施工,要遵循工艺流程,在浇筑顺序合理的基础上,强化施工效果。二是对材料严格控制,确保混凝土配比合理,能够满足施工要求,科学使用添加剂,提高混凝土强度,保证其性能稳定,借此强化轨道交通地下工程施工效果。

  3.2 降低浇筑温度

  3.2.1 采取措施预冷原材料

  实践表明,降低浇筑温度,可以提高混凝土强度,避免其形成结构裂缝,从源头上降低渗漏的可能性,提升轨道项目施工品质。降低浇筑温度的措施有多种,其中预冷原材料是比较基础的程序,不容忽视[1].简单、有效的预冷原材料措施,包括在原材料上部搭凉棚、预先洒水等物理方法,可以降低混凝土的入模温度。另外,在高温季节施工时,采取液态氮降温也是不错的选择。

  3.2.2 采用低温拌合水拌制

  结合实际经验可知,夏季混凝土施工要提高警惕,尽可能降低混凝土内外温差,如果温度过高,当超过一定温度指标,就会形成混凝土裂缝。为了规避此类现象,需要在施工期间采取低温入模措施,在此前提下先控制混凝土内水化热,同时从源头控制混凝土裂缝大面积形成。此时,搅拌站配置的冷凝水设备,可在室外温度较高时发挥作用,确保混凝土入模温度始终控制在27℃左右。

  3.3 控制好混凝土浇筑、养护

  3.3.1 混凝土浇筑

  在整个防渗透工程中,混凝土浇筑发挥关键作用,其浇筑质量至关重要。在混凝土浇筑期间,为了强化防渗效果,需要采取以下措施:(1)拌合站在应用期间应采取封闭式,合理规划砂石料场,并在此基础上配备全自动喷淋装置,可以有效起到降温降尘作用。(2)在浇筑施工中,水泥设2~3个筒仓,这是不容忽视的重要前提,可以提升浇筑效率和质量。每个筒仓容量要精准,应大于250t,只有这样才能确保轮流使用,以此避免刚运到的水泥在高温入模下增加开裂的可能性[2].(3)夏季生产用水可以选择冷凝水,这样的效果相对理想。并且每天安排专人测量,以控制好混凝土出机、入模的温度。在实际施工中,一旦发现混凝土温度偏离理想数值,当超过30℃时则要及时采取措施,通过向水中投入冰块的物理方式降温,保证混凝土入模温度达标。(4)拌合站料斗、水池等重要设施,均应采取遮阳措施,并想方设法缩短运料时间。(5)结合实际工况需求,在晚上进行混凝土施工效果更加理想,因为晚间气温低,可确保温度低于30℃,入模温度会更加贴近设计要求。

  3.3.2 混凝土养护措施

  混凝土浇筑完成后,要尽可能做好全方位的混凝土养护。实践证明,养护阶段的质量控制不容忽视,其可以影响最终的成模效果。基于此,需要重视对混凝土的保湿养护。在混凝土初凝后,为了强化凝固效果,应及时洒水保湿养护,并在此基础上,合理落实养护措施。一是针对重要部位养护,结合实际情况采用保水理想的薄膜,或者用湿草袋和湿麻袋代替。二是在覆盖塑料薄膜的基础上,增加覆盖无纺布,这样可以提高养护质量。三是养护期间,对混凝土定期洒水,必要时借助喷涂养护剂的作用,提高混凝土强度。

  3.4 防水层施工

  防水层施工涉及内容较多,为了保证工程质量,施工前,需要按照标准完成混凝土基面预处理,将表面的杂物、明水处理干净,这样可以有效预防出现松动、起皮等现象。防水防渗施工,应该将重点集中在减少混凝土裂缝上,通过科学配比,提高混凝土强度,使混凝土具有理想的抗渗透能力,避免裂缝形成。针对现有的贯穿性缝隙,可以通过判断缝隙大小,选择适当的方法和材料处理,减少缝隙的数量,避免缝隙进一步扩大,从而增强防渗能力[3].与此同时,根据季节控制混凝土的坍落度,在浇筑过程中严格控制浇筑质量,及时覆盖薄膜进行养护,确保施工质量。

  3.5 区间施工

  盾构密封可以分为两部分:一部分是主轴承密封;另一部分是盾尾密封。盾构密封是实际施工中不可忽略的一项重要因素,在本次路段施工中尤为重要。由于此次工程处于松散层地段,主要以砂砾层为主,具有一定的承压水性,因此在实际施工阶段,要严格遵循施工原则,从根本上防止漏水现象发生。

  4 结论

  地下工程建设意义重大,在项目实施期间,防渗漏处理是地下工程的施工难点,需要考虑因素众多。通过实践证实,想要有效、科学地进行混凝土防渗,需要从源头降低裂缝产生的可能性,从材料、技术等层面,提高混凝土浇筑、养护能力,全方位保障混凝土性能,避免裂缝形成。与此同时,还要结合现实需求,建立基于最大许用应力的混凝土防裂预警机制,规避风险,强化地下工程施工效果,保障施工的社会效益与经济效益。

  参考文献

  [1]杨守峰。轨道交通地下工程混凝土防渗材料及技术应用分析[J]中国建材科技,2020,29(6): 161+49.

  [2]饶凯轨道交通地下工程混凝土防渗技术研究[D].上海华东交通大学,2020.

  《地下工程混凝土防渗技术分析》来源:《广西城镇建设》,作者:杨洋

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