【摘要】以唐山不锈钢1580热轧工程地下室外墙为基础,阐述超长地下室外墙防渗抗裂施工技术及措施,为类似地下室外墙工程提供借鉴。
【关键词】超长地下室外墙 施工缝 添加剂 防水灰浆 裂缝
1、工程概况
唐山不锈钢1580轧机是大型的工业建筑,地下室外墙厚度为600-800mm,地下室外墙总延长米近500m,混凝土等级为c35p10。考虑到地下室长度较大,因此设计在整个地下室外墙时留置了7条后浇带。根据施工进度安排,地下室外墙施工时间为2008年10月-11月,期间低温天气和昼夜温差大,地下室外墙防渗抗裂措施是需要重点考虑的因素。
2、地下室外墙防渗抗裂采用的综合技术措施
2.1施工缝防渗漏的技术措施
按照常规的施工方法,在底板浇筑时,施工缝处的外墙一次性浇筑到底板面以上300mm,然后设立钢板止水带。为了使施工缝结合处的墙内、外表面平整、顺直,我们采用了以下方法:在浇筑底板混凝土时,施工缝处的外墙只浇筑墙中部半墙厚的混凝土(高300mm),并设置钢板止水带。后浇带处外墙两侧各1/4部分墙体与地下室外墙整体立模、整体浇筑。
经过这样处理,不但整个外墙内、外面都是平整一致,而且在止水效果上相当于采用了企口与钢板止水带两种防水措施,客观上防水路径增加了600mm,在原钢板止水的基础上防渗效果大为提高,使外墙施工缝处的防渗漏要求与外墙表面的美观很好的结合起来(见图一)。
2.2外墙钢筋的调整与加强
设计采用的外墙板钢筋为:竖向外侧Φ20@100,内侧Φ18@100/Φ16@100,水平向钢筋Φ16@150/Φ14@150,水平向钢筋都位于竖向钢筋内侧。考虑外墙出现的裂缝多为竖向,并且危害最大的也是竖向贯通的裂缝。因此,争取设计单位同意,在满足受力的前提下,将部分地下室外墙板的水平筋由原Φ16@150改为Φ12@85,Φ14@150改为12@100,同时将水平钢筋与竖向钢筋交换位置,使水平钢筋位于竖向钢筋外侧,这样加密后的水平钢筋能更好的阻止混凝土产生竖向裂缝。
在此基础上,外墙迎水面新增Φ4@150双向抗裂钢筋网片,并且使水平钢筋位于外侧,这样通过多层次的钢筋调整,使裂缝的产生几率降到最低。经设计单位验算,上述钢筋修改对构件的受力无影响,从实施效果看,外墙板的抗渗抗裂控制也是很成功的。
2.3外墙后浇带的设置
本工程在外墙上设有7条后交带,根据外墙长度及控制外墙板抗渗、抗裂与防渗漏的需要,经与设计单位研究决定在原有7条后交带的基础上新增3条后浇带,以提高超长地下室外墙的整体抗渗抗裂性能。
2.4外加剂的选用
本工程地下室外墙采用商品混凝土,设计要求加入减水剂和HEA膨胀剂,以提高混凝土的抗渗性能。在混凝土中加入HEA膨胀剂,其养护时需要足够的水分,而一般外墙养护很难达到所需标准。因此,HEA膨胀剂加入地下室外墙混凝土中,若不能提供充分化学反应所需的水分,HEA膨胀剂的作用将适得其反,不仅不能提高混凝土的抗渗抗裂性能,反而会加速混凝土墙的开裂。鉴于HEA膨胀剂的这种特性,考虑到本工程地下室超长的特点,经与设计、监理等有关单位协商,决定在外墙混凝土中不添加HEA膨胀剂,而是掺入聚丙烯纤维。
加入混凝土的聚丙烯纤维呈三维无规则分布,它有助于削弱混凝土的塑性收缩,收缩的的能量被分散到每立方米数千条具有高抗拉强度和弹性模量相对较低的纤维单丝上,有效地增强混凝土的韧性,抑制微裂缝的产生和发展。同时无数的纤维在混凝土内部形成乱向支撑体系,可以有效地阻碍骨料的离析,使混凝土的粘聚性提高,从而阻止了由于混凝土干缩产生的裂缝。所以掺入聚丙烯纤维使混凝土内部有害裂缝(裂缝宽度大于5mm)的数量得到有效控制,使混凝土渗透性降低,不易碳化。
本工程地下室外墙混凝土浇筑时间处于11月份,最低温度达到零下一摄氏度左右,因此混凝土浇筑时根据气温状况,适当加入防冻早强剂,以减小低温对混凝土的不良影响。
2.5拆模及养护
一般而言,混凝土浇筑完毕后3d内水泥水化热产生的升温达到峰值,由于热量从表面散发,加之混凝土导热系数低,内部热量不易散发,使混凝土内部和表面之间产生温差,由此导致的温度应力可以使混凝土表面产生裂缝。本工程采用木模,而木模的导热系数较低,施工单位在混凝土浇筑完毕后3d才开始拆模,此时混凝土内部温度最高,模板拆除后表面温度迅速下降,混凝土内外产生较大温差,故会出现大量的温度裂缝。
2.5.1拆模时间控制
根据从业者多年的施工经验,在混凝土终凝后1d拆除内外墙模板,对于控制裂缝较为有利。此时混凝土中水泥水化产生的热量不断生成,但未达到最高值,通过覆盖草袋并浇水养护及时带走水化热,同时减少混凝土表面的热扩散,降低混凝土内部与表面的温度梯度,防止产生温度裂缝。使混凝土的平均温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度,防止产生贯穿裂缝。
2.5.2养护方法
拆模后对拉螺栓上挂麻袋浇水养护,并使麻袋紧贴墙板,不间断的浇水养护。针对墙板养护的特殊性,结合现场的可操作情况,在墙板顶部布置一根细塑料软管并间隔2-3米扎细孔,使其在通水情况下能有水沿墙板壁缓慢流出,达到自动养护墙板的目的。
2.6外墙防水浆料的选择
由于本地下室所处的土体含水量较大,因此外墙养护一段时间后,立即将两侧对拉螺栓杆割除,凿除两侧止水撑头处垫木,然后用膨胀水泥砂浆进行封堵。螺栓孔修补完成后应及时对外墙迎水面进行防水浆料施工。
根据本工程对防水程度的要求,我们采用香港产k11防水浆料。K11防水浆料有通用型和柔韧性两种。通用型防水浆料可以与底材融为一体,从而阻止从各个方向来的水通过;而柔韧型防水浆料可以在混凝土表面形成一层坚韧、富有弹性的防水膜,该膜对混凝土及灰浆有良好的黏附性,能与之形成紧密牢固的永久性结合,有效阻止水的渗透,对结构因应变产生的微裂缝可以起到保护作用。
因此,在外墙防水浆料的使用上,我们外墙迎水面全部刷两道通用型防水浆料,而对于底板面至底板面以上30cm的区间,由于处于墙根易渗水部位,则统一再多刷两道柔韧性防水浆料。除此之外,对外墙迎水面产生细微裂缝的部位也全部刷两道柔韧型防水浆料,并用无纺布覆盖裂缝,以期达到更好的防水效果。
2.7及时回填土
因为本工程地下室外墙长度相当长,而且温差效应在整个浇筑、养护过程中始终存在,如果让地下室长期暴露在外面,即使养护再好也可能产生后期裂缝。为此,我们在外墙迎水面防水浆料施工完成后,马上组织验收工作。验收完成后,马上组织土方回填,减少温差效应的影响,控制裂缝的产生。
3小结
通过对地下室外墙容易产生裂缝、渗漏情况的几个关键节点进行有效控制。本工程所采用的外墙裂缝控制和地下室抗渗、防漏技术措施达到了预期目标。从监测单位取得的数据来看,整个外墙只有极少数的竖向裂缝。由此可以看出,对于类似地下室超长外墙工程采用多种技术手段综合治理还是有必要的。