浅谈对上海地铁车站结构渗漏的预防措施

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  摘要:处在高水位下的地铁车站结构要达到一级防水,必须从结构自防水、特殊部位防水、施工管理等多方面入手。确保混凝土密实度,提高自防水能力,是车站结构防渗漏的根本。做好“三缝”的防水构造措施,是控制车站结构渗漏的关键。切实认真地做好施工管理,是车站结构防渗漏的基础与保证。只有这样才能真正有效预防渗漏,为争创无渗漏车站创造良好的条件。
  关键词:渗漏;裂缝;预防措施
  
  引言
  地铁是重要的公共民用交通事业,车站又是地铁人流进出最频繁的部位,所以对于地铁车站的设计通常要求安全、方便、舒适又美观,如车站出现渗漏现象既影响正常使用又破坏了美观,所以车站防渗漏是必须保证的。根据目前规范和设计要求,上海地铁车站结构防水应达到一级防水等级,即“不允许渗水,结构表面无湿渍”,但在日常的施工过程中却很难做到这一点,往往在蜂窝麻面和施工缝处有渗漏,在墙身对拉螺杆和支撑垫座周边有渗水,在底板格构柱、降水井管及侧墙预留筋周边有渗渍。总体上说各类型缝的渗漏为最多,这些缝包括施工缝、诱导缝及变形缝,而较普遍且多见的是结构裂缝的渗漏。从部位上讲以底板的渗漏最严重,侧墙稍好,顶板渗漏为最少。而影响使用又不易处理好的却是顶板的渗漏。在竣工验收前,施工单位会对车站整体结构进行渗漏检查,对于出现渗漏的部位进行堵漏修补措施,但堵漏效果不佳。针对地铁车站渗漏这个顽症,广大建筑科技工作者不遗余力地在攻克,提出了“堵引结合、刚柔相济、多道防线、综合治理”的遵循原则,从设计、材料、施工和管理等提出结构防渗漏的措施。现针对地铁车站施工中出现的渗漏现象,浅谈几点控制车站结构渗漏的预防措施,与大家探讨。
  一、保混凝土密实度,提高自防水能力,是车站结构防渗漏的根本
  众所周知结构自防水,是指混凝土结构(包括混凝土墙、底板和顶棚等等)自身具有足够的防水抗渗能力,不需要另外设置防水层。就好比让地铁车站仅仅穿上了一件质量完美的“雨衣”,既满足了防水要求又降低了施工成本,但是要形成这样一件完美的“雨衣”,就必须从混凝土的配合比、振捣、养护三方面入手,精心施工,确保质量。
  (一)严控混凝土配合比
  混凝土是由水泥、砂、石、水按一定设计比例配合而成,受热胀冷缩和湿胀干缩规律的影响,收缩就会产生裂缝,但这些缝通常是细微的以表面为主的。因此严控混凝土的配合比,便成为混凝土抵御硬化过程中温度及湿度变化影响的最有效的措施,也为今后减少后期的结构变形和不均匀沉降打好了良好的基础。
  首先,在混凝土硬化过程中大量水分会被蒸发,形成微小气孔,从而影响了混凝土的密实性,因此控制水灰比,减少用水量,便成了提高混凝土密实度非常重要的手段。其次,根据混凝土结构耐久性设计文件,提出应减少水泥用量,适当掺入优质粉煤灰可降低水化热,又可提高混凝土密实度,因此掺入粉煤灰不失为提高混凝土自防水和耐久性的有效方法。
  (二)落实责任,规范振捣
  振捣工作是确保混凝土密实度的关键工序,振捣时间宜为10-30秒,以混凝土泛浆不冒气泡为准,如果混凝土振捣不到位,便会出现蜂窝麻面,局部疏松有气孔等现象,不但降低了结构的强度,而且难以抵挡早期的混凝土硬化产生的应力作用,最终在混凝土表面产生细微裂缝,这些细微裂缝会随着后期的结构变形或不均匀沉降,逐步变长、变宽最终造成贯穿漏水,严重影响结构的耐久性和使用性。
  所以在混凝土振捣时应注意不欠振、不漏振,不过振,振捣时间不宜过久,太久会出现砂与水泥浆分离,石子下沉,并在混凝土表面形成砂层,影响混凝土质量。振捣时振捣器应插入下层混凝土10cm,以加强上下层混凝土的结合,振捣插入前后间距一般为30—50cm,防止漏振。切不能因为担心跑模而“手下留情”,在模板附近振捣时,应同时用木锤轻击模板,在钢筋密集处和模板边角处,应配合使用铁钎捣实。
  (三)加强混凝土的保湿保温的养护
  车站顶板的上表面和下表面处于临空状态受气温及湿度影响大,但这块最后浇筑的顶板其渗漏却很少,原因是大多数顶板混凝土浇筑后采用了蓄水养护,即使不采取蓄水养护也会在表面盖上草袋或薄膜浇水养护,又因顶板拆除模板工作也常在混凝土强度满足拆模条件后进行。而侧墙模板大多在混凝土浇筑后1-2天就拆去,拆模后的后续养护工作往往做得不到位,使混凝土完全暴露于日常的施工环境之中,从而产生大量的竖向细而密的裂缝,为今后侧墙渗漏埋下了隐患。最先浇筑的底板又常常因为侧墙扎筋立模的需要,过早地在混凝土表面堆上钢筋、钢管、木材等材料,再加之频繁的人员走动和不注意日常浇水及覆盖薄膜养护,所以这就是造成底板容易产生裂缝从而渗水多的主要原因。
  总之抗渗混凝土保湿保温的养护十分重要,必须满足规范确定的不少于14天养护期的要求,尤其是头7天的早期养护,更需保湿保温盖上塑料薄膜,因此养护不好是产生有害裂缝的根源。
  可以说混凝土的密实度是确保车站结构强度和耐久性的保障,更是控制裂缝提高混凝土自防水能的第一要素,必须强化责任,抓好配料、振捣、养护三个环节,严格管理。
  二、做好“三缝”的防水构造措施,是控制车站结构渗漏的关键
  一个地铁车站,往往应因设计和施工需要,设计成了若干个结构施工段,便会出现竖向的施工缝或诱导缝,分层施工又会产生纵向的水平施工缝,车站主体与出入口或风道等连接处通常会设置变形缝,以上所说的施工缝、诱导缝及变形缝就是地铁车站的“三缝”。但是这“三缝”又是车站结构的薄弱处和渗漏水的多发处,所以有“十缝九漏”之说,下面分别介绍“三缝”产生渗漏的原因及预防措施。
  (一)施工缝渗漏原因分析及预防措施
  施工缝是混凝土结构不能一次施工成型所划分施工段而产生的缝隙。施工缝一般都设有止水材料,如钢板止水片、遇水膨胀止水条、橡胶钢边止水带。产生渗水往往是由于止水材料性能不能适应混凝土收缩而出现缝隙,或埋设工艺不当,止水材料的作用不能发挥而导致渗漏。
  所以根据上述原因,在施工缝作业过程中应尽量做到以下几点预防措施,减少后期的渗漏。
  (1)、施工缝混凝土表面应按规范要求凿毛,为今后新老混凝土的粘结打下扎实的基础。
  (2)、止水条(带)敷设要牢靠,在浇筑混凝土要及时观察其是否跑偏或产生变形。
  (3)、遇水膨胀胶条与基面应密实粘贴,在浇筑混凝土前应保持完好,不能受水浸泡先行膨胀。
  (4)、做好胶条接头处理,检查施工缝处模板是否留有缝隙。
  (二)变形缝渗漏原因分析及预防措施
  导致变形缝漏水的原因,主要是止水带(止水片)埋设不当。变形缝止水带(止水片)按其功能应是能够止水,而且有一定的变形能力可以适应结构缝变形的要求。但由于施工工艺不当,常见有止水带不能按设计要求埋设,偏离设计定位等现象,严重的甚至脱出,也有的因止水带周边混凝土振捣不足,混凝土不密实而渗漏。所以要想预防变形缝处发生渗漏就必须严格按设计要求进行埋设,止水带接头焊接一定要牢固,在端头应采用盒式模板固定止水带,保证振捣混凝土时不跑模,止水带能有可靠的固定性。
  三、诱导缝渗漏原因分析及预防措施
  所谓诱导缝即通过适当减少钢筋对混凝土的约束等方法在混凝土结构中设置的易开裂的部位,通俗点说就是当车站结构变形、内应力增大时诱导缝将首先开裂,即将结构开裂“诱导”到设置的诱导缝处张开,钢筋混凝土结构则因此而避免或减少开裂和渗水。地铁车站为一般为长条形结构,长宽比很大,在荷载作用下一般结构横向受力较大,而由于弯曲、温度、混凝土收缩等引起的结构纵向受力较小,然而准确的受力分析又比较复杂、困难,因此在设计时板内纵向钢筋一般仅按构造要求配置。如果构造措施不足或不当,往往导致在诱导缝处出现裂缝及渗漏现象。另外诱导缝一般使用止水带和密封胶来达到裂而不渗的效果,但如果施工不当会产生与施工缝同样的渗漏现象。
  因此要预防诱导缝出现开裂渗漏就应在施工过程中注意以下几点。
  (1)、严格按设计及施工规范要求,采用聚合物防水砂浆找平基面,阴角部位修成圆弧形倒角,使外贴式止水带紧贴于基面,一旦外侧基面不平整,会极大地削弱外贴式止水带的防水作用。各层板面及墙身诱导缝中的中埋式钢边止水带,应避免在定形钢筋安装后止水带与定形钢筋直接接触,并采取措施使止水带下的混凝土振捣密实。中埋式钢边止水带的闭口连接处,应让生产厂家派遣技术人员使用专门的黏合剂处理。
  (2)、在顶板诱导缝迎水面的浅沟槽处,必须保证沟槽的设计深度和宽度,使用聚氨酯或聚硫密封膏嵌缝,重点要检查其与突出顶板的外贴式止水带的质量,使之与外贴式止水带在诱导缝处形成一个独立封闭的外防水体系。
  (3)、顶板诱导缝下设置贯通的排水槽,把水引到站厅层的排水沟内。应检查板下梁、柱预留孔洞是否留设到位。
  (4)、检查站厅层排水沟内侧在诱导缝处是否留置凹槽,在结构沉降趋于稳定后,填充聚氨酯防水密封膏。其关键是控制基面干燥、清洁,使密封膏与混凝土接触面能牢固结合,防止排水沟内积水通过诱导缝渗出地面。
  四、切实认真地做好施工管理,是车站结构预防渗漏的基础与保证。
  一个地铁车站就是一个施工单位的作品,它不仅包含着众多建设者的辛勤劳动和汗水,也体现了一个优秀施工单位的管理理念和精湛的施工技术,所以一个优秀的施工管理团队一定是特别重视做好预防结构渗漏措施的,以下就一一介绍一下他们的防水施工理念。
  1.要重视内衬墙施工前对地下连续墙墙面的堵漏、凿毛、整平、清洁(尤其是接缝处)的处理,要随着基坑挖土,边挖边处理,当底板混凝土施工完成后再用高压水冲洗,洗净挖土时掉在墙身上和支撑上的淤泥,做到墙面无泥不渗,才可杜绝水源切断通道。所以处理好墙面,是保证内衬墙不渗漏的第一道防线,必须加以重视,认真处理。且即使内衬墙有裂缝,但是没有了水源也不会导致渗水了。此项措施用工不多,用料较少,但得到的回报是巨大的,
  2.车站施工现场排水要畅,但坑边四周不能设排水沟,如有了排水沟,沟内的水要流入地下连续墙变形后所形成的缝隙,给内衬墙防水增加了处理量。所以施工环形便道应筑成坑边高的0.2-0.3%单向坡道。
  3.加强对混凝土拌站的抽检,要配料准确,拌和充分,砂石料无泥无石粉并分类进棚堆放,送进拌机前要用水冲洗,供混凝土要连续,坍落度要稳定等。
  4.形成车站结构的底板、中板和顶板,是通过与地墙预埋的接驳器实现刚性连接的,所以在墙身凿毛时,不要凿坏接驳器,在连接时一定要纠直拧紧达到刚性连接,否则易变形,影响结构的安全性还不利与防水。
  5.顶板上的附加外防水层,是设计对车站防水的辅助措施,首选聚氨酯涂料为好。防水层关键是处理好基底和施工缝(包括诱导缝和地墙边的纵缝),基面一定要清洁无泥,含水率<9%,按图做好隔离层和保护层。
  6.当结构出现渗漏时,堵漏是一件很困难的事,常常是漏了堵,堵了又漏,反复多次费工费财,因为车站沉降一般要6个月才算稳定,这与气温变化、回填土及泄水孔的封堵及附属工程的施工影响有关,但关键因素还是在基坑施工中没组织好“快挖、快撑、快回筑”工作。坑底超挖积水,使结构变形大了,结构内应力的调整时间也要长,所以组织好“三快”是基坑工程非常重要的防裂措施。
  7.施工过程中一旦出现渗漏,一定要调查分析,必要时组织专题会议提出预防和堵漏措施,这项管理措施可以避免造成错误重犯,会今后施工留下宝贵的经验。
  8.各种防水材料产品质量要符合设计和规范的要求,进场的材料除有生产许可证和合格证外还应附有近期的检测单,如有必要再可做抽样复试。
  9.防水工程是项复杂且技术性极强的工作,堵漏要有专业施工单位从事。作业人员的素质是防水工程成败的关键,因此各单位要选用有责任心的专业检查人员和操作人员,经培训上岗。
  10.各项防水措施,必须严格按设计和规范要求及已批准的施工组织设计精心实施,每道隐蔽工序要严格按施工工艺要求,进行监督实施,并填写好隐蔽工作验收单。
  五、结束语
  地铁车站防渗抗漏是一项系统而漫长的工程,涉及建设、施工、设计、监理、材料供应等众多参建单位。而施工作为其中重要的一个环节,除首先自身需全面了解渗漏原因,提前采取预防措施并掌握抗渗堵漏的方法外,还应严格把好各道工序的质量关,落实到日常施工过程和施工管理中,并积极参与协调,使各方配合密切,共同创造出优质的地下车站工程来,为提升上海的轨道交通建设标准贡献出自己的力量。
  
  
  
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