地下混凝土工程大面積滲漏治理

地下混凝土工程大面積滲漏治理案例摘要：正確地選擇防水施工方案是治理地下防水混凝土大面積滲漏問題的關(guān)鍵。對(duì)“***原有地下室滲漏的治理，采用水性聚氨酯注漿堵漏和“賽柏斯”（XYPEX）大面積涂刷的綜合方案比較理想。其施工工藝簡(jiǎn)便，防水效果可靠，且綜合費(fèi)用較低。關(guān)鍵詞：防水混凝土；滲漏治理；注漿堵漏；水性聚氨酯；水泥基滲透結(jié)晶型防水材料；“賽柏斯”（XYPEX）ProjectofundergroundconcretetocontrollargeleakageAbstract：Inordertoprotecttheundergroundwaterproofconcretefromlargeleakage,thekeypointistochoosetherightwaterproofconstructionproject.Thecombinationmethodsofgroutingandleakage-preventingwithwater-solublepolyurethane,andbrushinglargelywithXYPEXwereusedinthebasementofJiang-NanMansion.Theresultsshowthatitiseasy,dependabilityandthetotalexpensesislow.Keywords：waterproofconcrete；leakagemanage；groutingandleakage-preventing；water-solublepolyurethane；cementitiouscappillinecrystallinewaterproofingmaterials；XYPEX.0前言目前，在我國(guó)地下自防水混凝土因設(shè)計(jì)、施工或材料使用不當(dāng)所引起的滲漏問題時(shí)有發(fā)生，有些工程的滲漏問題還相當(dāng)嚴(yán)重。對(duì)已發(fā)生滲漏的地下混凝土工程，正確地選擇和設(shè)計(jì)治理方案是十分重要的，這對(duì)于滲漏的治理效果、以及今后工程的維護(hù)費(fèi)用和使用壽命都是非常關(guān)鍵的。本文是以續(xù)建工程“****”原有地下室混凝土大面積滲漏的治理工程為案例。該工程的治理方案打破了傳統(tǒng)“以柔為主，以剛為輔”的防水理念，大膽選用與混凝土結(jié)合力好、又能長(zhǎng)期提高混凝土綜合性能的水泥基滲透結(jié)晶型防水材料作底板和外墻的背水面主防水涂層，輔以水性聚氨酯對(duì)少量裂縫進(jìn)行灌漿堵漏的綜合治理方案，取得了非常好的滲漏治理效果。這套方案施工方法簡(jiǎn)便易行，防滲漏效果明顯，且綜合費(fèi)用較低。不僅確保了自防水混凝土工程的滲漏治理質(zhì)量，而且還能滿足工程今后使用的耐久性要求。1工程概況“****”續(xù)建工程為兩座22層塔樓組成，由原停建工程的九層裙樓續(xù)建而成，建筑面積共104644㎡，其中地下室共三層15000㎡。地下室及裙樓的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已施工完成約七年的時(shí)間，其它作業(yè)均未施工。當(dāng)年混凝土結(jié)構(gòu)底板和外墻體只作了自防水混凝土，未做任何外防水。由于本工程基地離海岸較近，地下水位較高，水量相當(dāng)豐富。施工進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，原地下室已存滿水，水位已至地下一層中間。將地下室內(nèi)水抽出后，現(xiàn)狀為：地下三層結(jié)構(gòu)底板存有大量淤泥，并有多處滲水水流涌出；混凝土外墻有多處滲漏點(diǎn)，成網(wǎng)狀分布；原預(yù)留預(yù)埋線管、線盒均已銹蝕嚴(yán)重；原支設(shè)模板用預(yù)埋鋼筋、鋼管均未割除，并遍布底板及墻體表面。該工程墻地面嚴(yán)重滲漏，滲水點(diǎn)多、滲水壓力高和預(yù)埋金屬物件的處理等問題成為該工程滲漏治理的難點(diǎn)。2滲漏治理方案設(shè)計(jì)及防水材料的選擇2.1滲漏原因分析由于本工程緊靠海岸，加之已施工的混凝土結(jié)構(gòu)工程年久無人管理，地下水和污水等多成分水質(zhì)匯集于地下室內(nèi)，水中又含有對(duì)混凝土有害的氯化物和硫化物等多種腐蝕性介質(zhì)。又因當(dāng)年地下室施工用的自防水混凝土是采用膨脹劑組分配制的，雖然設(shè)計(jì)者的初衷是想提高混凝土的密實(shí)度，增強(qiáng)其防水功能，但由于混凝土中的膨脹組分“鈣礬石”不耐上述條件下的軟水和其它腐蝕性介質(zhì)的侵蝕。因此，該工程地下防水混凝土的實(shí)際應(yīng)用效果卻適得其反，從而導(dǎo)致了混凝土底板和墻面的大面積嚴(yán)重滲漏。根據(jù)自防水混凝土近幾年的研究成果[1]分析，上述設(shè)計(jì)方·99·案的防水理念存在一定的片面性，至少在有些地區(qū)是不適用的。本工程所面臨的現(xiàn)實(shí)即是證明。因?yàn)榕蛎浕炷猎诹鲃?dòng)的地下軟水作用下，由于混凝土中Ca(OH)2的不斷溶出而導(dǎo)致混凝土膨脹組分鈣礬石的結(jié)晶水發(fā)生蛻變[1]，甚至是被溶出。所以膨脹組分在這種條件下不但起不到密實(shí)防水的作用，反而因結(jié)晶水蛻變和鈣礬石溶出加速了混凝土內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)透水通道的形成和擴(kuò)展，所以引起了混凝土地面和墻面的嚴(yán)重滲漏。這種溶出性侵蝕對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)度影響較大，使混凝土的強(qiáng)度和耐久性都受到了很大損害，因此導(dǎo)致該地下室混凝土底板及墻體多處都形成了大面積的網(wǎng)狀滲漏區(qū)域。2.2止水理論分析及方案選擇⑴由于地下室混凝土結(jié)構(gòu)已施工完畢并回填，在迎水面作外防水的傳統(tǒng)做法已不可能實(shí)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)底板更是如此。因此，必須采用內(nèi)防水（即背水面）的治理方案。⑵根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)滲水和水壓情況分析，內(nèi)防水施工如采用卷材等傳統(tǒng)柔性防水做法則相當(dāng)復(fù)雜，既不便于施工及結(jié)點(diǎn)的處理，其防水功能的可靠性也受到質(zhì)疑，更談不上對(duì)原有混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)，因此采用卷材的柔性防水的治理方案在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的可行性被否定。⑶如果選用聚合物水泥（乳液）防水涂料，雖然該涂料與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度較高，耐久性好，背水面防水效果也較理想，并有成功的先例[2]。但對(duì)于該工程已經(jīng)被侵蝕的混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻無任何修復(fù)和保護(hù)作用。因此，對(duì)于該工程混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性幫助并不大。⑷鑒于上述情況，我們分析了混凝土內(nèi)部形成網(wǎng)狀破壞的特征及漏水特性，又通過座談研究聽取了混凝土防水專家的建議，決定選擇既能修復(fù)混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)又能起到防水作用的剛性防水方案，即選用已列入地下防水設(shè)計(jì)和施工驗(yàn)收規(guī)范[3][4]的水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。以期達(dá)到其與混凝土結(jié)合后，能有效封閉混凝土的毛細(xì)孔和微孔結(jié)構(gòu)，形成更為密實(shí)的結(jié)構(gòu)整體，既能止水防滲，又能提高地下室既有混凝土的強(qiáng)度和耐久性的雙重目的。2.3治理方案的設(shè)計(jì)該工程的防水施工選擇先降水堵漏，再做整體防水的設(shè)計(jì)方案。對(duì)少量宏觀裂縫引起的主漏（涌）水處，先用水性聚氨酯液體堵漏劑進(jìn)行注漿封閉堵漏，再對(duì)混凝土底板和墻面的微裂縫和毛細(xì)孔所引起的大面積網(wǎng)狀滲漏面，采用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行整體的堵漏和防水涂刷處理。2.4防水材料的選擇2.4.1混凝土整體剛性防水材料的選擇根據(jù)實(shí)際情況，通過考察國(guó)內(nèi)外各種剛性防水材料，選擇了對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有可靠修復(fù)作用的進(jìn)口水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，即加拿大的“賽柏斯”（XYPEX）。它是我國(guó)近幾年引進(jìn)并成功應(yīng)用、建設(shè)部已下文推廣[5]并已列入規(guī)范的新型混凝土功能性材料，其特點(diǎn)及工作原理如下：⑴“賽柏斯”（XYPEX）的特點(diǎn)賽柏斯（XYPEX）是引進(jìn)加拿大專有技術(shù)而生產(chǎn)的含有特殊活性化學(xué)物質(zhì)，以滲透結(jié)晶方式為主的無機(jī)防水材料。其防水性能優(yōu)越，是一種無毒無公害環(huán)保型混凝土功能性材料。賽柏斯（XYPEX）與混凝土結(jié)合后，在水的引導(dǎo)下，可向混·100·凝土內(nèi)部滲透，在混凝土中形成不溶于水的微結(jié)晶體，填塞毛細(xì)孔道，從而使混凝土內(nèi)部變得更加致密、防水。經(jīng)賽柏斯(XYPEX)處理過的混凝土多年后如再遇水，材料中的活性物質(zhì)還能被重新激活，與混凝土中未完全水化的水泥成分再發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生結(jié)晶，封閉后期形成的微裂縫；它屬無機(jī)物，不老化，線膨脹系數(shù)與混凝土基本一致，防水年限基本與混凝土結(jié)構(gòu)的壽命相同，并且具有增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和耐久性，延緩混凝土的碳化過程，防止鋼筋銹蝕的特殊功能性作用；同時(shí)賽柏斯(XYPEX)防水還有施工工藝簡(jiǎn)便，無明火作業(yè)，無毒，無刺激性氣味，與基層混凝土共同工作，可承受1.5MPa～1.9MPa的強(qiáng)水壓，并能直接在潮濕的基面上施工等優(yōu)點(diǎn)。⑵“賽柏斯”（XYPEX）的工作原理：賽柏斯（XYPEX）是由波特蘭水泥、硅砂和多種特殊活性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)組成的灰色粉末狀材料，其防水工作原理是賽柏斯（XYPEX）材料中特有的活性化學(xué)物質(zhì)以水為載體.利用混凝土本身的化學(xué)特性和多孔性,借助水的滲透作用,在混凝土微孔及毛細(xì)管中滲透、充盈、催化混凝土中水泥顆粒中未完全水化的成份，使水泥再次發(fā)生特殊的水化作用，形成不溶于水的支蔓狀微結(jié)晶體，并與混凝土凝結(jié)成密實(shí)的整體，從而提高混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度，起到堵漏、防水和耐侵蝕的效果，達(dá)到永久性的防滲、防水、防腐蝕和保護(hù)鋼筋的效果，并能夠增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)本身的整體強(qiáng)度?；炷亮芽p堵漏材料的選擇對(duì)地下室混凝土的宏觀裂縫引起的滲漏處，選用單組份高彈性水性聚氨酯發(fā)泡劑（以下簡(jiǎn)稱“E－108”）進(jìn)行高壓注漿堵漏，E－108的特點(diǎn)及工作原理如下：⑴E－108的特點(diǎn)：E－108為淡黃色透明液體，屬單液型、親水性聚氨酯堵漏材料。其與水反應(yīng)時(shí)間快慢視其液體與水混合之比例不同而不同。在通常情況下，樹脂的密度愈高反應(yīng)速度愈快，固化時(shí)間愈短，硬化后的材料抗拉強(qiáng)度愈高，伸長(zhǎng)率愈長(zhǎng)，韌性愈好；環(huán)境溫度高也會(huì)加快其反應(yīng)和固化速度。固化后的樹脂與混凝土基材粘著力強(qiáng)，且抗化學(xué)性好（可抗軟水、海水、廢水、稀釋之酸堿性化學(xué)品）；與飲用水接觸之區(qū)域亦可使用，也不會(huì)對(duì)地球臭氧層造成破壞；施工時(shí)適用于單劑式注射機(jī)具。⑵E－108的工作原理：E－108需運(yùn)用壓力足夠的高壓注漿機(jī)具搭配高壓橡膠埋管，將其注入于滲水裂縫處。E－108與裂縫中的水一接觸，就立刻起化學(xué)反應(yīng)而迅速膨脹，形成的高彈性發(fā)泡體堵塞混凝土的裂縫及透水通道，從而達(dá)到堵漏止水的目的。3防水堵漏施工機(jī)具F512型高壓注漿機(jī)、高壓橡膠管、手用鋼絲刷、高壓水槍、噴霧器具、鑿子、錘子、專用尼龍刷、半硬棕刷、計(jì)量水和料的器具、拌料器具、抹布、膠皮手套。4施工工藝流程降水清淤→混凝土基層處理→高壓注漿（裂縫堵漏）→涂刷賽柏斯（混凝土基面防水）→養(yǎng)護(hù)5防水堵漏施工方法及要點(diǎn)5.1降水清淤降水在地下三層車道入口原預(yù)留洞口處預(yù)存的集水坑設(shè)置Ф100水泵兩臺(tái)（無此條件的采用機(jī)械打井方法降水），將地下水位降至混凝土底板標(biāo)高左右。清淤將地下室存有的淤泥全部清理完畢，用高壓水槍對(duì)整個(gè)地下室混凝土基面進(jìn)行沖洗，將水排至原有集水坑內(nèi)并抽出。5.2基層處理混凝土基層處理為整個(gè)防水施工的最重要環(huán)節(jié)之一，只有做好基層的處理才能發(fā)揮兩種材料的作用。由于原混凝土基面已形成各種物質(zhì)的附著狀態(tài)，必須清理至原混凝土基層才能使得賽柏斯(XYPEX)防水材料滲透入墻體和底板里，發(fā)揮賽柏斯(XYPEX)防水材料與混凝土內(nèi)部成分充分結(jié)合以達(dá)到防水作用，處理方法如下：⑴將墻面及底板混凝土面層上附著的固體物，包括非一次性形成的混凝土或砂漿附著體用鑿子清除，清理至原一次性澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)體。⑵將整個(gè)混凝土面噴灑濃度為5%鹽酸溶液，用鋼絲刷對(duì)整個(gè)墻面進(jìn)行細(xì)致的清理，并充分進(jìn)行洗刷，清除被水長(zhǎng)期浸泡的墻面出現(xiàn)的嚴(yán)重病害、污染物及CaCO3沉積的現(xiàn)象，再用高壓水槍對(duì)混凝土基面進(jìn)行清洗，充分清除墻面的附著物。⑶將混凝土結(jié)構(gòu)面暴露的預(yù)埋鋼筋和鋼管的根部鑿除30㎜深的混凝土，以氣焊將鋼筋頭及鋼管沿鑿去的混凝土表面割平，有線盒處將線盒鑿除，再分別用鑿子及鋼絲刷將松動(dòng)的混凝土除去，用高壓水槍等進(jìn)行清理，最后用賽柏斯(XYPEX)濃縮劑料團(tuán)填補(bǔ)壓平后，再用賽柏斯(XYPEX)濃縮劑涂刷表面。5.3高壓注漿對(duì)地下室底板混凝土結(jié)構(gòu)層面及整個(gè)地下三層的外墻內(nèi)側(cè)面進(jìn)行細(xì)致的檢查，對(duì)裂縫處、滲漏處進(jìn)行標(biāo)記和統(tǒng)計(jì)。鑿槽將裂縫處用鑿子沿縫鑿出30㎜深、30㎜寬的槽，鑿出后用鋼絲刷進(jìn)行清理，再用高壓水槍進(jìn)行清洗。埋管準(zhǔn)備300㎜長(zhǎng)、內(nèi)徑為5㎜的高壓橡膠管，以供埋入鑿出的槽內(nèi)使用。用調(diào)和好的賽柏斯(XYPEX)濃縮劑料團(tuán)，將高壓橡膠管埋入槽內(nèi)，沿縫方向邊埋邊將高壓管逐步抽出，使內(nèi)部形成管道，直至將整條縫以邊埋邊抽管的方式進(jìn)行封堵，并在內(nèi)部形成一條圓形管道，當(dāng)埋至縫端時(shí)，將高壓管留入槽內(nèi)。注漿將高壓灌注機(jī)與高壓管連接，將E－108材料輕輕倒入灌注機(jī)容器中，以高壓向預(yù)埋好的高壓橡膠管內(nèi)注入E－108的液料，直至注滿至管端為止，并將高壓橡膠管頭煨180度后用繩子系好。注漿后，水性聚氨酯必須養(yǎng)護(hù)達(dá)到5小時(shí)后再進(jìn)行預(yù)埋管頭割除。5.4濕潤(rùn)基層用水充分濕潤(rùn)待施工的混凝土基面，并保證混凝土表面潤(rùn)濕、潤(rùn)透，但不宜有明水。5.5涂刷賽柏斯（XYPEX）制漿用賽柏斯(XYPEX)粉料與干凈的水調(diào)和(水要求無鹽分和有害成分)，調(diào)和比例按照容積比為2份料：1份水，將計(jì)量過的粉料與水倒入容器內(nèi)，用攪拌器充分?jǐn)嚢?～5分鐘，使料拌合均勻；一次調(diào)料不宜過多（調(diào)成后不準(zhǔn)再加水及粉料，一次成型），并應(yīng)在20分鐘內(nèi)用完。涂刷賽柏斯(XYPEX)涂刷時(shí)要用專用半硬的尼龍刷，涂刷時(shí)要注意來回用力，確保凹凸處滿涂，并厚薄均勻。在平面或臺(tái)階處進(jìn)行施工時(shí)必須注意將賽柏斯(XYPEX)涂刷均勻，陰陽角處要涂刷到位，且不能有過厚的沉積，防止該處出現(xiàn)開裂。涂層厚薄應(yīng)滿足規(guī)范[4]要求(≥0.8mm)，不允許漏涂或露底，不符合要求的應(yīng)重刷。賽柏斯(XYPEX)漿料的調(diào)制使用量應(yīng)符合規(guī)定要求(≥1.5kg/㎡),并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用完，涉及另有要求時(shí)按設(shè)計(jì)說明施工。5.6養(yǎng)護(hù)待賽柏斯(XYPEX)終凝后3～4h，或根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫濕度，采用噴霧式撒水養(yǎng)護(hù)，每天噴水養(yǎng)護(hù)3～5次，連續(xù)3～7d，養(yǎng)護(hù)期間不得碰撞破壞已形成的防水涂層，否則需進(jìn)行修補(bǔ)。6防水效果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析⑴在注漿堵漏與防水施工均完成后，按照養(yǎng)護(hù)要求充分進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并達(dá)到規(guī)定的養(yǎng)護(hù)期為止。此時(shí)將降水水泵停止，使地下室周邊的地下水位恢復(fù)至正常水位，通過對(duì)地下室所有混凝土墻體、底板進(jìn)行了一周時(shí)間的實(shí)際觀察，未發(fā)現(xiàn)有任何滲漏現(xiàn)象，防水施工的效果明顯，一次到位，非常成功，建設(shè)方十分滿意。目前該工程已投入使用。⑵通過本工程的實(shí)踐，我們認(rèn)為：對(duì)治理原有混凝土地下室大面積滲漏問題，采用賽柏斯(XYPEX)作混凝土基層剛性內(nèi)防水的方案，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是非常合理、可行的方案。其與柔性外防水方案比較主要優(yōu)勢(shì)有如下三點(diǎn)：a.施工方法簡(jiǎn)便易行，工期短、費(fèi)用較低。避免了外防水方案復(fù)雜的施工方法、過高的施工費(fèi)用和較長(zhǎng)的工期（具體分析見表1）表1采用內(nèi)、外防水方案比較的經(jīng)濟(jì)效