刚性结构自防水施工技术质量控制措施

董璐，张兴刚，胡伟，张远，鲜奇瑞

（1.重庆市江北区公路工程质量安全监督站，重庆 400000；2.聊城市规划建筑设计院，聊城 252000；3.中海投资渭南有限公司， 陕西 714000；4.中建商品混凝土有限公司，成都 610000；5.四川华西混凝土，成都 610000）

刚性结构自防水施工技术质量控制措施

董璐1，张兴刚2，胡伟3，张远4，鲜奇瑞5

（1.重庆市江北区公路工程质量安全监督站，重庆 400000；2.聊城市规划建筑设计院，聊城 252000；3.中海投资渭南有限公司， 陕西 714000；4.中建商品混凝土有限公司，成都 610000；5.四川华西混凝土，成都 610000）

本文介绍了陈庄大学城 C 区地下车库刚性结构自防水施工技术质量控制措施，通过混凝土配合比设计、后浇带划分、防水节点处理以及精心的冬季施工，实现了预期的裂缝控制、渗漏控制以及刚性自防水目标活化剂，当其摩尔浓度为0.2mol/L 时，活化效果最好，使 CFB 粉煤灰水泥 28d 强度增加了 4.3MPa。

补偿收缩；裂渗控制；收缩；刚性自防水

0 前言

结构自防水[1]就是把承重结构（或围护结构）和防水结构合为一体的技术。历经德国最早提出的连续级配防水混凝土技术，冶金建筑科学研究总院在 60 年代提出的富砂浆防水混凝土技术，我国后来发展了外加剂防水混凝土，这些防水混凝土技术都忽视了水泥收缩的致命弱点，尽管混凝土很致密，但干缩和冷缩（温差收缩）会使混凝土开裂，从而破坏结构的防水封闭性。补偿收缩混凝土以混凝土的限制膨胀补偿限制收缩[2]，解决了混凝土的体积稳定性问题，可降低开裂风险。结构自防水是防水之本，其关键是抗裂[3]。它更是一项系统工程，它是靠原材料、设计和施工等各方面来控制的[4]。

1 工程概况

陈庄大学城 C 区地下车库工程。结构形式为框架结构；基础形式：独立柱基+防水板。屋盖采用柱支撑现浇密肋楼盖形式。本工程结构的设计使用年限为 50 年，地下室防水等级二级。本工程混凝土结构的环境类别：地下室底板、基础、地下室外墙外表面、有覆土的地下室顶板等与水土接触的混凝土构件为二（b）类；基础、防水底板、地下室外墙混凝土强度等级 C30，抗渗等级 P8。工程长 146.72m、宽 120.74m，属超长结构施工。大学城 C 区地下车库由山东金柱集团有限公司开发，聊城市规划建筑设计院设计。楼底与后浇带划分见图1。

图1 楼座与后浇带划分

2 设计要点

设计防水节点如图2、图3 所示，本工程未设置伸缩缝，为超长无缝钢筋混凝土结构，需采取以下措施防止由于结构超长引起的收缩和温度裂缝：（1）屋面采用保温、隔热屋面；（2）适当设置后浇带；（3）地下室顶板、外墙、屋面密肋梁板混凝土应采用掺加适量膨胀剂的补偿收缩混凝土；（4）应采用低水化热的水泥配制混凝土，严格控制水灰比，并适量掺加粉煤灰；（5）施工时应在混凝土终凝前进行二次抹压，并加强养护。

表1 补偿收缩混凝土技术指标

图2 挡土墙后浇带

图3 挡土墙施工缝

3 混凝土配合比

自防水的关键技术是如何解决混凝土的体积稳定性问题，合理的混凝土配合比设计，能够保证混凝土的膨胀性能与强度性能相匹配，减小结构收缩开裂风险，根据实际工程情况，我们提出了如表1 所示的补偿收缩混凝土技术指标，以该指标为依据，我们需要对水灰比、水泥用量、膨胀剂掺量以及缓凝时间进行试验，选择水灰比小，水泥用量、膨胀剂掺量以及缓凝时间适宜的配合比，最终选择配合比如表2所示。

表2 混凝土施工配合比

4 施工准备

施工期间为冬季，属于冬期施工，注意事项如下：

4.1 商品混凝土搅拌站控制指标

（1）聊城市区冬季温度一般不会低于 -15℃，泵送剂中的防冻剂掺量应以 -15℃ 设防，防冻组份的掺量随温度的变化由试验确定。采用氯盐类防冻剂时，掺量不得大于水泥用量的 1%，泵送剂中应当掺加引气组份，控制混凝土的含气量在 3%～5% 左右，此时混凝土有较好的抗冻融效果。每批次泵送剂进入搅拌站后应进行混凝土试配，合格后方可使用。

（2）冬期施工过程中应随时对混凝土出机及浇筑时温度进行监控，保证出机温度应高于 20℃，浇筑时混凝土入模温度能达到 15℃ 以上，冬期施工混凝土原材料拌制时宜采用加热水的方法，水的温度不得超过 60℃，如果加热水还不能满足出机温度要求，应当对砂石骨料进行加热，砂石骨料加热温度不得超过 40℃，水泥不得直接加热。砂石骨料存放最好有遮盖大棚，保证骨料中不含有冰、雪、冻结物等易冻裂物质。

（3）对罐车进行保温以减少运输过程中的热量损失，合理安排好罐车发车数量和频率，保证现场能连续浇筑混凝土即可，避免出现超发罐车在现场等待时间过长的现象。

（4）为了避免出现施工冷缝，造成渗漏隐患，要求混凝土的初凝时间不得小于 5h。

（5）当室外最低气温不低于 -15℃ 时，采用综合蓄热法施工的混凝土受冻临界强度应大于 4MPa；当室外最低气温不低于 -30℃ 时，不得小于 5.0MPa。任何情况下，混凝土受冻前的强度不得低于 5MPa。

（6）混凝土搅拌最短时间：搅拌前，最好用热水或蒸汽对搅拌设备进行冲洗，搅拌时间比常温搅拌时间延长 30s，保证混凝土拌合物搅拌均匀。

4.2 施工准备工作

（1）混凝土在浇筑前，清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，如采用地泵浇筑混凝土，应对泵管覆盖毛毡等，采取一定保温措施。

（2）采用综合蓄热的方法养护，即利用预加的热量和水泥的水化热量，延长混凝土正温养护时间，在结构混凝土降温前达到抗冻临界强度要求。

（3）冬期施工期间应在建筑物西北面加防寒围挡，以防出现大风和寒流天气使气温骤降。同时，浇筑顶板和外墙混凝土时应在内部生火或使用电热毯等对混凝土进行加热，保证混凝土始终在正温 5℃ 以上。

（4）现场设标准养护室，要求室温 (20±3)℃，湿度保持在 90% 以上，对试件进行标准养护。同条件试块在现场按混凝土实际状况进行保温，同时留检验拆模强度的同条件的试块。试块留置应严格按照规范要求，至少比常温多留两组同条件养护试块，用来测定混凝土受冻前的临界强度和做28d的强度测试。

（5）根据同条件试块的拆模强度结果来确定结构是否具备拆模条件。对于悬挑结构的墙板、梁等构件重点保温养护，待强度达到 100% 时方可拆模。如不影响后续施工，建议外墙部位保留模板到冬期施工结束，以防止大风寒潮引起气温骤降，在外墙中产生冷缩应力，破坏结构。

4.3 混凝土的养护

UEA-D 的膨胀需要与水发生反应才能进行，所以混凝土的养护是保证混凝土结构自防水质量的关键措施，能否养护到位，使膨胀剂发挥补偿收缩的作用，非常重要，一定要派专人对混凝土进行养护。冬期施工现场不能洒水和蓄水养护，需做好覆盖保温保湿工作。混凝土浇筑完收面后应立即覆盖塑料薄膜和毛毯，对混凝土进行保湿养护并防止混凝土受冻。另外，要保持毛毯干燥，毛毯浸湿后起不到良好的保温效果。对混凝土的施工面、边角部位等两面散热或三面散热的部位应多盖几层保温毛毯，以防止这些部位被冻坏，影响后期的接茬截面粘结强度。外墙部位容易因温度应力而产生开裂，应在未上冻结冰时，在模板顶部浇水对墙体混凝土进行养护，上冻结冰时，应带模养护 7d，模板拆除后，应涂刷混凝土养护剂养护，避免墙体直接暴露在空气中，受阳光直射，发生干燥收缩而产生开裂。养护不小于 14d。

4.4 拆模板

按 GB50204—2011《混凝土结构工程施工及验收规范》进行。模板和保温层在混凝土达到抗冻临界强度（设计强度标准值的 30%）并冷却到 5℃ 后方可拆除。拆模后应在混凝土表面立即覆盖保温毛毯等，使其缓慢降温。

5 施工管控预防措施及应急预案

为了防止在施工过程出现意外情况时无法应对，提前对有可能出现的情况都做了应急预案和应急准备。

5.1 混凝土供应中断

（1） 混凝土浇筑前 3d 应将浇筑计划通知商品混凝土搅拌站，商品混凝土搅拌站开始备料，组织人员及车辆。另外搅拌站应定期对搅拌机械、混凝土运输车辆进行检查和保养。

（2）混凝土浇筑前应对现场道路进行检查，保证泵车及罐车的正常通行。

（3）随时对砂石骨料含水率进行检测，控制好水灰比及外加剂用量。

（4）必须将混凝土在现场实际环境条件下的初凝时间控制在 4～6h 以上，以防止供应不及时、堵管等情况出现时，混凝土出现施工冷缝。

（5）如无后续车辆时，最后一车混凝土应均匀覆盖在混凝土茬面上，并振捣密实，覆盖薄膜保湿。

（6）混凝土供应中断期间，应每隔半小时或一小时启动一下泵车，防止堵管。

5.2 混凝土现场浇筑故障

（1）浇筑前对施工用水用电、汽车泵、拖泵、60t.m 塔吊工作状态进行检查。

（2）设备和易损配件要有备用，并及时维修和检修。

（3）预备多一台拖泵、一台混凝土运输车、三台振动棒以备使用，如机械出现故障立即组织检修人员在最短时间内抢修机械。

（4）塔吊操作手，两人换班，保持 24h 有人，紧急情况下，需要塔吊配合泵车浇筑混凝土或配合泵车进行泵管挪动。

（5）发生轻微堵管，首先应加大泵机泵送压力尝试，如加大压力无效果时，应立即组织人员排查堵管位置，快速疏通泵管；如果是混凝土发生离析堵管，应迅速通知搅拌站检查材料称量及搅拌机运行情况，另外应注意将拆卸管流出的混凝土用模板清理走，不得随意留在施工面上；严重堵管时立即启用备用拖泵。商品混凝土搅拌站应指派技术人员到场，对混凝土坍落度进行查看，一经发现坍落度不符合要求，应立即跟站里进行联系，调整施工配合比。

（6）发生停电：浇筑现场，应有一名电工值班，随时检查电路是否通畅，一旦发生停电，应立即进行检修，如短时间无法完成供电，应立即启用柴油发电机及备用电缆，保证混凝土振捣及照明等不受影响。

（7）跑模：浇筑现场木工应随时查验模板情况，如果发生跑模，应立即对模板进行加强支护，并总结原因，在后续施工中注意改进。

5.3 天气变化

（1）提前查看天气预报，了解混凝土浇筑期天气，尽量安排在天气适宜的时间浇筑。

（2）为预防在浇筑混凝土时天气发生变化，应准备足够多的彩条布。

6 工程效果

经过精心设计、仔细准备、认真施工，地下室基础筏板和外墙部位皆顺利浇筑完毕，经拆模观察，至今无有害裂缝出现。工程结果证明，该工程的混凝土限制膨胀率设计、后浇带规划、混凝土配合比设计是成功的，混凝土抗压强度和抗渗等级都达到设计要求。结构自防水质量的关键点在于裂缝控制和节点处理，通过采用补偿收缩混凝土实行超长无缝施工，裂缝控制效果良好，通过在施工过程中对节点部位的仔细处理，保证节点不渗不漏。减免了后浇带留设，提前了工期，保证了工程质量。

[1] 游宝坤，吴万春．UEA 补偿收缩混凝土结构自防水的理论与实践[J]．中国建材科技，1992.1∶37-42．

[2] 游宝坤，侯维红．地下空间建筑结构自防水新技术[J]．商品混凝土，2006(2)：22-26．

[3] 高树东．深圳地铁一期工程混凝土结构自防水措施研究[J].现代隧道技术，2002(2)：24-28．

[4] 韩全卫，邓建平，郭群，等．微膨胀剂在安钢东区花苑混凝土结构自防水中的应用[J]．混凝土与水泥制品，2006(6)：54-57．

［通讯地址］重庆市江北区公路工程质量安全监督站（400000）

董璐（1985—），男，助理工程师。