地铁车站后浇筑结构砼渗漏原因分析及抗裂防水措施

罗苗

深圳市地铁集团有限公司广东深圳518026

【摘要】随着城市基础建设的发展,地下工程建设项目在各大城市日趋增多,但混凝土结构的抗裂防水问题一直是困扰地下工程的难题之一。本文作者结合自己在地铁方面的工作经历,在参考以往有关文献的基础上,对地铁车站后浇筑结构砼渗漏的原因进行了分析,并提出了抗裂防水混凝土的质量控制措施,以保证混凝土结构达到抗裂防水要求，保证地铁的安全及稳定运营。

【关键词】地下结构；地铁车站；混凝土结构；后浇带；抗裂防水

前言

地下结构施工中经常遭遇的问题就是结构的渗漏问题，因为结构本身周边被地下水环境所包围，同时具备一定的承压性，一旦结构自身因在施工阶段砼振捣不均匀、大面积浇筑砼水化热引起的温差以及其它情况产生的裂缝、裂隙时，地下水就会通过这些细小的裂隙形成渗漏，对结构自身安全、耐久性以及地下工程的正常运营产生较大的隐患及影响。本文以深圳地铁7号线八卦岭站为工程背景，在分析以往类似工程渗漏水原因的基础上，提出混凝土抗裂防水措施并在工程施工中实施，取得较好的效果。

1．工程概况

八卦岭站位于深圳市福田区八卦三路与八卦五街交汇处，八卦三路下方。车站基坑全长279m，标准段宽度19.6m，深约为16.5m～19.4m，覆土厚度为2.2m～4.12m。本站为地下二层车站，车站总建筑面积为14975.3m2；共设2组风亭，4个出入口。本车站有效站台宽度为10.4m，有效站台长度为140m，采用岛式站台的形式。

车站主体结构为单柱双层双跨混凝土结构。车站中立柱为1100㎜×700㎜和1200㎜×800㎜两种，顶板厚90cm；中板厚40cm；底板厚100cm；侧墙厚60～80cm。车站防水采用全包防水，主体结构外侧设置全包高分子自粘防水卷材。

2．地质条件

八卦岭站范围内从上到下地层依次为素填土、粉质粘土、砾质黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、局部有中（微）风化花岗岩。地下水位埋深2.1~7.2m，地下水较丰富，施工期间采取降水措施，以利于基坑土方开挖。地下水的排泄途径主要时蒸发和径流，主要补给来源为大气降水。

3．施工情况的简介

八卦岭站主体砼总分为13段，平均长度约21.5m，最长24m，最短18m，由两端头向中间施工，其中第八块顶板及负一层侧墙砼为最后浇筑，于2014年6月9日浇筑完成。施工时两侧砼浇筑时间已超过14天且抗压同条件试块强度已大到设计强度的100%，为保证该块砼不会因面积浇筑砼收缩等原因引起裂缝加剧等现象，项目部技术部门对此块砼及东、西端左、右线共4个盾构井后期封堵洞口砼作为研究对象，进行地下结构工程尤其是后浇筑部位的砼抗裂控制分析。

4．历史漏水点成因分析

八卦岭站分块长度较长，单块浇筑砼方量一般在460～600m3之间，属于大面积、大体积砼。地下工程砼漏水是施工质量的通病，目前漏水产生的原因主要有砼温度和湿度的变化，砼的脆性和不均匀性，以及结构自身的不合理，天气骤冷、原材料不合格，模板变形或拆除过早，基础不均匀沉降、养护不及时或频率不够、施工中存在振捣不均匀不密实、砼浇筑时间过长产生冷缝等，同时后浇筑部位砼因为结构其余部位砼强度已基本达到设计要求，地下水无法流通，水流循环导致后浇筑部位水压力加大，新浇筑砼时极易因砼末硬化强度不够导致水汇聚某点冲蚀砼，导致出现大面积点渗，诱因比较复杂。

5．应对措施

5.1实施提高砼振捣措施及降低地下水压力方法

（1）为保证砼的振捣密实，项目部召开专题会，项目部生产领导及现场技术管理人员、作业队负责人及班组长参加，制定奖罚制度，明确施工责任人，保证针对措施能够顺利进行，同时由技术部门编制详细的技术交底，对所有砼班组人员进行交底，规范施工操作，保证振捣质量。

（2）捣固要适当，做到不漏振、不过振，以混凝土不再下沉、表面开始泛浆、不出现气泡为度；振动器移动间距不超过其作用半径的1.5倍（一般控制在30-40cm）。

（3）在规范振捣操作的同时，技术部门还在后浇筑部位的结构侧墙上预留直径为3cm带有止水片的引水管，穿过钢筋网及结构外防水层，直接与连续墙接触，另一端深处侧墙模板约5～10cm，在中板与负一层侧墙施工缝间水平布置，水平间距4m一条，等结构砼达到一定的强度时对引流管在结构砼硬化稳定后均有不同流量的水流出，达到了引流减压的效果。

5.2实施改善大面积砼浇筑水化热引起的裂缝措施

（1）因为水灰比及水泥用量是影响砼收缩的重要因素，使用高效减水剂减少砼用水量20%及15%的水泥用量，同时可以改善水泥浆的稠度，减少砼泌水，减少沉缩变形。提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的砼抗裂性能。所以技术部门要求商品砼搅拌站技术门在保证满足结构设计强度的前提下改善骨料级配，用干硬性砼，掺混合料，加引气剂或塑化剂措施以减少砼的水泥用量，降低砼水化热的反应程度。

（2）当出现高温天气时，要求砼搅拌站在拌和砼时用冷水冲洗碎石等骨料降低温度，同时通过加冰拌制混凝土等措施来降低砼的出仓温度，延缓砼的初凝时间和降低温度差异；

（3）减少砼分层浇筑厚度，利用浇筑层面散热，项目部原要求砼浇筑厚度以40～45mm以宜，但为加强砼的面层散热，技术部门要求工人在操作时分三层进行斜铺浇筑，与搅拌站沟通保证商品砼的供应及时，保证砼连续浇筑，防止出现砼断层，通过增大接触面积来降低砼温度，改善受外面气温等因影响的条件。

（4）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行保温，以免砼表面发生急剧的温度梯度以及因砼拆模时间过早引起砼掉角、粘皮的现象。

（5）进行规范的砼养护操作。对板结构混凝土裸露顶面覆盖土工布保湿养护,对于侧墙混凝土采取喷水或挂湿帘布养护。

5.3实施通过改善配合比，采用微膨胀砼措施

为了提高砼自身的抗渗性能，减少大体积浇筑砼时出现的裂缝，通过查阅相关资料及已有的施工经验决定采用补偿收缩砼，依靠膨胀剂本身的化学反应或与水泥其它成分反应，通过产生一定程度的预应力，去抵消砼因水化热产生的拉应力，起到在水化期产生一定的限制膨胀的作用，来补偿砼的收缩，以达到减少裂缝的目的。

技术部门通过查询规范及相关技术规程等资料，与搅拌站技术部门共同查询相类似工程条件下采用补偿收缩砼的实例，通过对成果的比较和进行多次不同掺量的砼膨胀率试验，同时为了防止因膨胀剂量过大导致砼强度降低起见没有采用目前应用比较多的10%～12%的膨胀剂掺量，在进行八卦岭站第八块顶板及负一层侧墙砼和盾构井封板浇筑时按照《DBJ01-61-2002砼外加剂应用技术规程》中建议采用了8%的低掺量，膨胀剂选用的是目前市场上较为广泛使用的HEA型膨胀剂，HEA型膨胀剂的工作原理是掺入砼中，形成膨胀结晶水化物-钙矾石，使砼产生适度膨胀，在钢筋和邻位块的约束下，在结构中建立0.2～0.7Mpa的预应力，这一压力可抵消砼在硬化过程中产生的收缩拉应力，同时钙矾石晶体不断填充砼内部间隙，从而达到缩补偿、抗裂防渗效果。其具有对钢筋无锈蚀，抗化学侵蚀，耐磨蚀性好，掺入后的砼抗碳化能力抗压强度高于普通砼的优点。通过查询相关资料用进行膨胀率、强度、抗渗试验得出每一立方米C35S8砼的最佳配合掺量：

同时为保证发挥微膨胀砼的效果，混凝土浇筑时技术部门采取了各项保障措施：

（1）要求砼拌合时间要比普通砼加以延长，以保证膨胀剂和水泥、减水拌合均匀，提高其匀质性；

（2）因膨胀砼要有充分湿养护才能更好的发挥其膨胀效应，要求操作人员规范养护；

（3）根据资料表明，带模养护的砼试件的限度强度比不带模养护的砼试件强度高10%～15%，要求侧墙模板拆模时间延长至养护期结束，防止早拆模板造成砼面散热快，增加了墙内外温差，易于出现温差裂缝。

经过以上措施，八卦岭站第八块顶板及侧墙砼以观察后发现表面裂缝大大减少，证明了微膨胀砼起到了作用，在进行盾构井洞口封堵时，技术部门决定对该块砼配合比进行进一步优化，并加大膨胀剂的掺量，采用10%膨胀剂掺量，效果较好。

5.4实施施工缝处理措施

针对施工缝漏水的通病，技术部门制定了针对性要求，对操作班组及施工员进行交底，要求施工中完成以下措施：

（1）已浇筑的砼部分，要求其抗压强度不应小于1.2Mpa，技术部门根据现场同条件养护试件抗压强度得知结果大于20Mpa，满足要求；

（2）在已硬化的砼表面上，应清除水泥薄膜、收口铝网、加固用钢筋和松动石子及软弱砼层，保证没有附着物例如钢筋、网片等材料贯穿结构厚度连接结构外防水层及结构内，防止形成渗水通道，对施工缝加以充分湿润和冲洗干净，且不得积水。即要做到：去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙。

（3）浇筑前，在施工缝均匀涂一道水泥基渗透结晶防水材料，并在水平施工缝宜先铺上30～50mm厚的等强度水泥浆一层，其配合比与砼内的砂浆成分相同。

（4）原设计要求在施工缝处设置钢边止水带，采取措施在施工期间妥善保护，不得损坏，如有损坏增加预水膨胀止水胶条，为施工缝防水添加“双保险”。

6．检查结果

经过一年的连续观察，与制定的目标进行对比，八卦岭站第八块顶板及负一层侧墙漏水位置总计3处，其中点渗2处，施工缝漏水1处，盾构井后期封堵洞口一直未发生漏水现象，基本达到了预期目的。

7．结语

综上所述，地铁车站后浇筑结构砼施工是一项十分至关重要的地下工程防水工序，对控制混凝土徐变和裂缝渗漏水起到重要作用，其中涉及到各个具体的施工环节，需要工程技术人员通过科学的计算分析和丰富的施工经验指导才能确保地下工程抗裂防水的顺利开展。

参考文献：

[1]GB50108-2008地下工程防水技术规范

[2]GB50157-2013地铁设计规范

[3]GB50119-2013砼外加剂应用技术规范

[4]GB50010-2010混凝土结构设计规范