地铁堵漏公司关于地铁站渗漏原因总结
1.结构渗漏原因
1.1外包防水层失效
在混凝土的迎水面设置柔性防水层,因具有良好的防水性、抗拉强度和延展性,在混凝土结构变形范围内,防水层不但能够增强混凝土的抗渗能力,而且还能防止因混凝土产生裂缝或不密实而遭受有害介质的侵蚀和破坏。另外,防水层还能减少围护结构和主体结构间的相互约束与影响,起到控制墙体裂缝产生的作用。从理论上讲全外包防水可以做到滴水不漏,然而施工过程中往往难以达到,如防水卷材起皮、破损、老化失效、粘贴不紧密,特殊防水加强层未按要求施工等。外包防水层一旦被破坏,主体结构施工完毕后将无法进行防水层修复。
1)防水卷材失效。地铁堵漏公司分析一是防水卷材未封闭,卷材的搭、接未达到设计要求,在施工缝、诱导缝以及阴阳角处未按设计要求施工,如增设附加防水层、做成圆弧或折角等;二是顶、底板未施作细石混凝土保护层、侧墙未施作砂浆找平层或施工质量未达到要求,基面未达到平整干燥的要求;三是雨天施工,卷材自粘面层未与垫层或围护结构形成牢固粘接,立面卷材施工时未采取有效的防止下滑措施;四是防水层施工完毕后未做好保护工作,钢筋绑扎或焊接时极易扎破或烧熔防水层,而施工单位为了追求进度,对破坏部位仅象征性修补或不修补。
2)防水涂料失效。根据地铁堵漏公司大量案例显示,一是顶板基层表面未做到干燥,无气孔,存在凹凸不平、蜂窝麻面等现象;二是雨天、雾天、大风时或烈日暴晒的环境下施工,涂膜固化前遇降雨未做好已施工完毕的涂层保护工作;三是未按要求分层涂刷或喷涂,涂层不均匀,有漏刷、漏涂现象或接茬宽度不满足要求;四是防水涂料施工完毕后没有及时施做保护层或顶板回填不满足要求。
1.2结构自防水失效
混凝土结构自防水主要是解决混凝土的抗渗、抗裂性,其关键就是控制好混凝土的裂缝,但在实际工程中却存在诸多问题,主要是混凝土本身存在薄弱环节,加之由于地下水环境复杂,混凝土施工质量欠佳或特殊部位的处理措施不当,造成混凝土内部存在局部缺陷,破坏了结构自防水的能力。
1)裂缝种类。混凝土是一种脆性材料,其抗拉强度远低于抗压强度,混凝土结构受荷后产生裂缝的因素诸多,施工中和使用中都可能出现裂缝。普通钢筋混凝土构件在承受了30%~40%的设计荷载时,就可能出现裂缝,肉眼一般不能察觉,而构件的极限破坏荷载往往达到设计荷载的1.5倍以上。所以在一般情况下钢筋混凝土构件是允许带裂缝工作的。GB50010-2010《混凝土结构设计规范》及GB50157-2013《地铁设计规范》中规定地铁车站结构的裂缝宽度为0.2~0.3mm,对宽度超过规范规定的裂缝,则认为其有害,此处研究的裂缝均为有害裂缝。混凝土裂缝可分为受力裂缝和非受力裂缝两类。受力裂缝包括温度裂缝、塑性裂缝、超载裂缝、沉降裂缝等,受力裂缝主要发生在受拉应力较大的区域,当拉应力超过混凝土的受拉极限时,混凝土开裂。非受力裂缝主要包括收缩裂缝、膨胀裂缝、构造裂缝等,部分非受力裂缝是无法完全避免的,只能尽量控制裂缝的后续发展。
2)裂缝成因分析
(1)水泥水化热引起的温度应力和变形。大体积混凝土在凝结硬化过程中释放出大量的水化热,在热量不能及时散失掉的情况下,就会导致混凝土内外产生较大的温度梯度,有时竟达50℃以上,当这种巨大的内外温差引起的温度应力大于同期混凝土的抗拉强度时就会导致结构开裂,地铁堵漏公司发现随温度的变化,如果混凝土的体积膨胀受到约束的影响,也会在混凝土内部引起温度应力,一般与结构面垂直。
(2)内外约束条件的影响。地铁车站在施工时,先浇筑长达数百米的地下连续墙,在其温度变形及收缩变形已基本稳定的基础上再浇筑顶板、底板和侧墙,主体结构的变形受到地下连续墙的严重约束,车站板、墙一侧处于饱和粘土和地下水中,温差、收缩变形量都很小,另一侧表面处于地下空间,受温湿作用可能产生一些表面裂缝,采取一定措施后较容易解决。而顶板所处环境相互约束使顶板产生拉应力,这种裂缝一般表现为顶板与侧墙连接的斜裂缝。部分车站为了抢进度,模板架设不规范,出现模板略胀动或混凝土表面较厚泌水的情况,产生塑性沉降裂缝,这种裂缝一般较宽且深,对于沿着水平筋出现的纵向裂缝,是引起钢筋锈蚀的一个主要原因,对结构存在一定的安全隐患,需进行处理,此外在混凝土未达到强度时提前拆除模板,使结构构件提前受载,也会引起混凝土变形或裂缝。
(3)外界气温变化的影响。若混凝土拆模后突然遇到短期内温度大幅度降低或突降暴雨,未做好保护措施将会产生很大的温差,从而引起温度应力导致混凝土开裂。
(4)混凝土配合比的影响、混凝土的浇筑和养护、施工缝的设置。未作混凝土结构自防水、耐久性的技术性能试验,混凝土配合比不符合要求,和易性差,混凝土本身的碱一集料反应都易引起收缩和膨胀裂缝,施工过程中质量控制不严,振捣不均匀,形成蜂窝麻面等透水通道。混凝土养护和保湿措施不足,尤其是环境干燥、早晚温差大,混凝土养护时间不够,水分过早损失,导致混凝土产生干缩裂缝。地铁堵漏公司也发现,结构施工段划分过长,增大了混凝土浇筑时温度应力和收缩应力的影响,施工缝间距越大,收缩应力越大,也就越容易产生裂缝。
(5)混凝土的收缩变形。沉降收缩裂缝是由混凝土的塑性塌落引起的。这种裂缝主要出现在钢筋上方或预埋件周围、沉降深度不同处、邻近模板处。塑性收缩裂缝是在混凝土浇筑后数小时仍处于塑性状态时刻发生的,在炎热或大风天气,混凝土表面水分蒸发过快或混凝土水化热高时,都易产生这种裂缝。
(6)施工缝、诱导缝、变形缝节点处理不当。大体积混凝土的施工,因受施工条件的限制,人为地将混凝土结构划分为几个单元浇筑,而留下了较多的施工缝。此外,为适应混凝土结构自身伸缩变形需要,还设置了变形缝、诱导缝。这些人工缝的设置主要是体现“防”的防裂抗渗原则,实质上是为了尽量降低由温度、胀缩、不均匀沉降等因素产生的第二类荷载对大体积混凝土开裂的影响,然而这些特殊的结构缝一直是地铁防水的薄弱环节,其原因如下:一是施工缝基面未凿毛清洗,或是为了追求毛面效果,灌注施工缝附近混凝土时故意不振捣;二是浇筑前基面未按要求辅设净浆,导致新旧混凝土结合面粘接力下降,在凿毛的基面上直接安装止水带,造成止水带与基面无法密贴;三是止水带及止水条未按规范安装,固定不正确,导致移位、卷边,或安装后保护措施不足,导致其受损,影响止水效果。
(7)其他原因。混凝土钢筋绑扎太随意,钢筋间距不均匀,保护层厚度不满足要求或各种钢筋、绑扎铁丝等直接接触模板,导致拆模后铁件裸露在外,成为渗水通道,水沿铁件通过混凝土造成渗漏。地下水、雨水等淹没基坑和防水层,或防水层存在孔洞,影响防水混凝土性能。若混凝土在终凝前被水浸泡,将影响防水混凝土的正常硬化,增大了混凝土的水灰比,降低了混凝土的强度和抗渗性。墙体分批浇筑混凝土时,振捣深度不够,振捣器未插入前一层已振实的混凝土中,导致先后两次浇筑的混凝土界面结合不密实,形成施工缝或局部出现蜂窝、麻面、孔洞等缺陷,影响混凝土的密实性和整体性。
2.渗漏水类型分析
1)结构裂缝引发的渗漏水。地铁堵漏公司认为引发混凝土结构裂缝的原因是相当复杂的,主要原因是由于温度变化引发的温差裂缝,在结构施工阶段始终受大气温度的直接影响,热胀冷缩明显,这种收缩裂缝内衬墙主要以竖向形式分布,其次有围护结构不稳定变形导致内衬墙产生的竖向裂缝和水平裂缝,这类裂缝较少,但对结构危害也较大,内衬墙早期混凝土强度低时应特别注意,底板斜裂缝一般是底板不均匀受力所致,内衬墙也会出现斜裂缝,这往往与混凝土施工质量有关,当混凝土布料点间距过大,混凝土分层厚度过厚时,振捣时易形成砂浆斜坡带。造成混凝土结构局部薄弱,受内、外力作用时,此部位易开裂,当这些裂缝贯穿时,产生渗漏水。
2)施工缝渗漏水。一般施工缝在设计中均有防水设计,在正常情况下不会产生渗漏水的问题。施工缝的渗漏水,往往是施工不当造成的,一是施工缝处建筑垃圾清理不干净,特别是夹泥、夹砂、积水等;二是施工缝处的止水钢板或橡胶止水带受人破坏,部分已失去防水、止水的效果;三是施工缝处混凝土漏浆或混凝土浇筑前水泥浆不够,次浇筑的混凝土面水泥砂浆过厚或混凝土不密实未进行认真处理,均会在施工缝处形成渗水,严重的则会出现漏水。
3)诱导缝渗漏水。此处渗漏水主要是混凝土浇筑不密实导致,也有诱导缝后浇段的橡胶止水带表面在混凝土浇筑前未处理干净,影响橡胶止水带与混凝土的粘接力有关,人工施工时温度变化较大,混凝土热胀冷缩时,在已浇混凝土强度降低时,也会使像胶止水带与混凝土结合面拉裂、产生微小的缝隙,造成渗漏水。
4)混凝土振捣不密实引发的结构渗漏水。主要由欠振、漏振和过振引起,纯属施工原因,封堵较难。
5)模板对拉螺杆的漏水。一是对拉螺杆的钢板止水片焊接质量有问题,二是如拆模时间过早,混凝土强度过低,由于对拉螺杆的扰动,造成对拉螺杆与混凝土脱离,产生缝隙,导致渗水。
6)格构柱及泄水孔渗漏水。主要由于结构钢筋与格构柱及泄水孔节点处理不佳,并且格构柱和泄水孔相对暴露时间过长与坑内积水接触形成锈蚀,无法保证与混凝土良好的密实性。
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