1、復(fù)合式地鐵車站滲漏防治MPFC法摘要:造成復(fù)合式地鐵車站開裂滲漏的原因主要有環(huán)境條件、約束作用、誘導(dǎo)縫等處理不當(dāng)及部分應(yīng)力集中四個方面。施工中可采用pf防治法,即對復(fù)合式地鐵車站可從材料技術(shù)、預(yù)應(yīng)力技術(shù)、纖維混凝土技術(shù)及施工保障系統(tǒng)出發(fā)進展全面防治。關(guān)鍵詞:復(fù)合式;地鐵車站;防滲;pf法目前地鐵車站側(cè)墻構(gòu)造形式主要有復(fù)合式構(gòu)造(圖1)、別離式構(gòu)造和單墻構(gòu)造三種,后兩種形式僅在個別車站試用,復(fù)合式墻體構(gòu)造地鐵車站是目前主要的構(gòu)造形式。鑒于復(fù)合式墻體構(gòu)造地鐵車站目前的重要地位,本文就其滲漏原因和防治措施進展重點討論。1復(fù)合式地鐵車站滲漏特點復(fù)合式地鐵車站開裂滲漏具有以下三個特點1,2:(1)開裂滲

2、漏現(xiàn)象主要集中在頂板、中板與內(nèi)襯墻面,且大都靠近頂板、中板與側(cè)墻相交的部位(圖2、圖33),而底板滲漏最少或幾乎沒有滲漏;(2)“三縫即變形縫、施工縫和誘導(dǎo)縫處的滲漏現(xiàn)象較為突出;(3)在某些特殊部位,如側(cè)墻的支撐頭或穿墻管附近會出現(xiàn)宏觀裂縫或孔洞而引起滲漏。2復(fù)合式地鐵車站滲漏分析2.1環(huán)境條件及化學(xué)反響的影響環(huán)境條件對地鐵混凝土開裂滲漏的影響主要表達在三個方面:環(huán)境溫度嘗濕度場的變化和差異、地基的不均勻沉降。其中溫度場及濕度場的變化和差異在所有影響因素中是最為突出的兩個。地鐵混凝土構(gòu)造采用的是大體積混凝土,在凝結(jié)和硬化過程中,會釋放出大量的熱。在外界的溫度、濕度場的差異與混凝土自身產(chǎn)生的熱

3、量場的共同作用下,混凝土將發(fā)生收縮變形,出現(xiàn)裂縫。裂縫寬度到達一定程度時,滲漏現(xiàn)象就會出現(xiàn)。另一方面,地鐵構(gòu)造屬于超靜定構(gòu)造,在根底為軟土地基時,它會因根底的不均勻沉降而使構(gòu)造受到強迫變形,最終使構(gòu)造開裂滲漏。2.2約束的作用復(fù)合式地鐵車站頂板與內(nèi)襯墻所受約束直接影響裂縫的寬度與分布狀況,而其所受約束又受到施工順序的影響。內(nèi)襯墻混凝土的澆筑晚于連續(xù)墻混凝土,頂板及中板混凝土的澆筑晚于內(nèi)襯墻混凝土。由于先澆筑的混凝土在后接工序施工時,收縮變形已根本完成,這樣后面工序澆筑的混凝土在收縮變形時會受到先期澆筑混凝土的約束,在它們的接觸面上形成面分布剪力,導(dǎo)致在內(nèi)襯墻中產(chǎn)生偏心拉應(yīng)力而使其開裂滲漏。2.

4、3“三縫的設(shè)置對滲漏的影響2.3.1變形縫對車站滲漏的影響變形縫只設(shè)在車站和出入口的相接處,是為了防止不均勻沉降和溫度應(yīng)力造成的構(gòu)造破壞。但主體構(gòu)造與出入口往往不是同時施工,先期施工所埋入的橡膠止水帶很容易在后期施工過程中遭到損壞,故多數(shù)變形縫是滲漏的。鑒于此,國內(nèi)外的地下工程有減少甚至不設(shè)變形縫的要求和大量實例。2.3.2施工縫對車站滲漏的影響車站施工縫分為構(gòu)造段間與段間的豎向施工縫和構(gòu)造段內(nèi)襯墻與頂板間的程度施工縫。施工縫的設(shè)置,使?jié)B漏的概率增加。分析原因主要有以下幾點:(1)施工縫混凝土外表鑿毛不標(biāo)準(zhǔn),造成新老混凝土的粘結(jié)不好;(2)止水條(帶)敷設(shè)不牢靠,澆筑混凝土?xí)r跑偏、變形;(3)

5、遇水膨脹膠條與基面不密貼或在澆筑混凝土前受水浸泡先行膨脹;(4)膠條接頭處理不當(dāng)或施工縫處模板縫隙處理不好,混凝土跑漿。2.3.3誘導(dǎo)縫對車站滲漏的影響當(dāng)構(gòu)造變形、內(nèi)應(yīng)力增大時,誘導(dǎo)縫將首先開裂,即將構(gòu)造開裂“誘導(dǎo)到設(shè)置的誘導(dǎo)縫處張開,鋼筋混凝土構(gòu)造那么因此而防止或減少開裂和滲水。地鐵車站為長條形構(gòu)造,長寬比很大,在荷載作用下一般按橫向受力的框架進展計算。而由車站的縱向彎曲、溫度、混凝土收縮等引起的構(gòu)造縱向受力較小,準(zhǔn)確的受力分析又比擬復(fù)雜、困難,主要采取構(gòu)造措施,板內(nèi)縱向鋼筋一般僅按構(gòu)造要求配置。假如構(gòu)造措施缺乏或不當(dāng),往往導(dǎo)致構(gòu)造在使用過程中產(chǎn)生橫向開裂,且由于裂縫沿縱向過于分散,易出現(xiàn)滲

6、漏現(xiàn)象。另外誘導(dǎo)縫一般使用止水帶和密封膠來到達裂而不滲的效果,但假如施工不當(dāng)會產(chǎn)生與施工縫同樣的滲漏現(xiàn)象。2.4應(yīng)力集中及其他原因引起的滲漏在復(fù)式構(gòu)造地鐵的內(nèi)襯墻上,一些穿墻構(gòu)件在施工完畢后,由于連續(xù)墻與內(nèi)襯墻收縮變形不同步,出現(xiàn)部分應(yīng)力集中現(xiàn)象而導(dǎo)致滲漏孔洞的出現(xiàn)。在側(cè)墻上,支撐頭預(yù)埋件周圍也是發(fā)生滲漏的常見部位。主要原因是該部位的混凝土難澆筑,不易密實;預(yù)埋件有銹蝕層或受振后松動致使混凝土產(chǎn)生裂縫。此外,施工不當(dāng)也會使地下連續(xù)墻鋼筋接駁器處發(fā)生滲漏。3pf防治法針對復(fù)合式墻體構(gòu)造地鐵車站滲漏的特點,筆者建議應(yīng)從三方面進展防滲,即材料、設(shè)計和施工,并可將其歸納為pf防治法。詳細地講,代表材料

7、技術(shù)(aterialtehnique),p是指預(yù)應(yīng)力技術(shù)(prestressedtehnique),f指纖維混凝土技術(shù)(fibernreteteh-nique),而代表施工技術(shù)(nstrutintehnique)。pf法(圖4)詳述如下。3.1材料技術(shù)在材料方面,防滲措施主要包括混凝土材料性能參數(shù)的挑選及柔性防水材料的選擇?；炷敛牧蠀?shù)的挑選是遵循剛性防水的原那么,而選擇柔性防水材料那么是為彌補剛性防水的缺乏,遵循了柔性防水的原那么。剛性材料方面,主要包括水泥、砂石、外加劑和摻合料的性能參數(shù)的選擇。水泥選材環(huán)節(jié)主要包括水泥品種的選擇、水泥用量確實定以及水泥技術(shù)指標(biāo)的要求等方面4。選用砂石應(yīng)著

8、重粒徑和含泥量兩方面的要求。目前較常采用的抗裂防滲外加劑為膨脹劑,它可在水化和硬化階段產(chǎn)生膨脹,以補償混凝土硬化的體積收縮,同時改善了混凝土的孔構(gòu)造,使之更加密實。目前在抗裂方面最為常用的摻合料是粉煤灰。由于粉煤灰的顆粒呈圓球狀,參加到混凝土中后,能起到光滑作用,可顯著改善混凝土的和易性,同時在滿足強度要求下可代替部分水泥,以降低水化熱,減小混凝土的溫度應(yīng)力,從而增加地鐵混凝土的抗裂防滲性能。3.2預(yù)應(yīng)力技術(shù)復(fù)合式地鐵車站混凝土開裂滲漏的因素很多,但主要因素可歸結(jié)為溫度場的變化和混凝土自身的收縮兩方面。由于混凝土的收縮對裂縫的影響可轉(zhuǎn)化為等效的當(dāng)量變化溫度,所以只要能模擬或計算出地鐵車站在等效

9、溫度場作用下的應(yīng)力場,即可對地鐵車站進展經(jīng)濟有效的抗裂防滲設(shè)計(圖5、6)。在對地鐵車站應(yīng)力場的準(zhǔn)確描繪或模擬的根底上,采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以解決由環(huán)境條件變化、約束作用和“三縫設(shè)置等三個因素所造成的地鐵混凝土開裂滲漏問題。因為前兩個因素都是使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力,而預(yù)應(yīng)力技術(shù)是解決混凝土抗拉問題最為成熟的技術(shù),采用這一技術(shù)可以發(fā)揮成熟理論的優(yōu)勢。而且,由于表達于地鐵頂板與內(nèi)襯墻的“三縫問題主要表達在對誘導(dǎo)縫的設(shè)計上,盡量少設(shè)誘導(dǎo)縫是減少地鐵滲漏的有效方法,因此確定適宜的誘導(dǎo)縫間距就成為值得進一步討論研究的問題。預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝在地鐵車站環(huán)境下的進一步研究可以擴大誘導(dǎo)縫的設(shè)置間距,從而更好地解

10、決由“三縫引起的地鐵滲漏現(xiàn)象。3.3纖維混凝土技術(shù)纖維混凝土是當(dāng)代迅速開展的新型復(fù)合建筑材料,尤其以鋼纖維混凝土及合成纖維混凝土開展最快。鋼纖維對混凝土具有顯著的阻裂、增強和增韌的作用,合成纖維也可有效防止混凝土早期收縮裂縫5。在地鐵車站工程中,部分應(yīng)力集中是造成開裂滲漏的主要原因之一,而在應(yīng)力集中區(qū)域摻加一定量的鋼纖維或合成纖維,一方面可進步應(yīng)力集中區(qū)混凝土的密實性和柔韌性,另一方面還可改善應(yīng)力場分布,從而降低應(yīng)力集中帶來的不利影響(圖7)。雖然國內(nèi)外均對纖維混凝土作了大量研究6-9,但對于不同種類或直徑的纖維對不同尺度裂紋擴展的限制機理研究較少,由于理論上的一些空白,導(dǎo)致在工程實際應(yīng)用中只

11、憑經(jīng)歷摻加纖維的現(xiàn)象時有發(fā)生,故需有進一步的試驗和理論研究對工程定量設(shè)計提供指導(dǎo)與參考。國內(nèi)也有不少工程利用鋼絲網(wǎng)來解決部分應(yīng)力集中問題,雖然可獲得一定的抗裂效果,但相對于日益開展的纖維混凝土技術(shù)而言,具有施工技術(shù)復(fù)雜、工程造價較高等不利因素。3.4施工保障系統(tǒng)從目前研究理論的現(xiàn)狀來看,在施工保障系統(tǒng)方面影響混凝土開裂的環(huán)節(jié)主要有施工隊伍的素質(zhì)和技能、包括防水咨詢和監(jiān)理在內(nèi)的監(jiān)理系統(tǒng)以及系統(tǒng)施工技術(shù)的應(yīng)用。由素質(zhì)較高的專業(yè)施工隊伍負責(zé)防水施工,建立并完善包括防水咨詢和監(jiān)理在內(nèi)的監(jiān)理系統(tǒng),同時注意對配套施工技術(shù)的合理應(yīng)用是保證設(shè)計防水效果、進步施工質(zhì)量的后期必備環(huán)節(jié)。在配套施工技術(shù)方面,包括混凝

12、土的拌制、振搗、運輸、澆筑、養(yǎng)護,還有對施工縫、變形縫、誘導(dǎo)縫的細部處理,以及泄壓裝置的處理等方面。一套可靠而有效的施工保障系統(tǒng)是對材料技術(shù)、預(yù)應(yīng)力技術(shù)和纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用保障,同樣不容無視。pf抗裂防滲法是針對復(fù)合式墻體構(gòu)造的滲漏特點提出的,但對于其他類似工程亦有一定的參考價值。其詳細內(nèi)容可由圖4說明。4結(jié)語工程理論證明,地鐵車站以構(gòu)造自防水為根本,堅持“以防為主,綜合治理的原那么是正確的。鑒于復(fù)合式墻體構(gòu)造地鐵車站的滲漏特點和主要影響因素的分析,本文提出pf地鐵車站滲漏防治法。其詳細施行內(nèi)容包括:通過前期對剛性和柔性防水材料性能參數(shù)的選擇優(yōu)化,同時應(yīng)用較為成熟的預(yù)應(yīng)力技術(shù)和新型的纖維混凝

13、土技術(shù),并需裝備一套完善的施工保障系統(tǒng)。參考文獻1梁雙成,等.深圳地鐵某區(qū)間鋼筋混凝土管片消費中出現(xiàn)裂紋的分析與控制j.混凝土,2022(7).2陳明.地鐵科學(xué)館站頂板混凝土裂縫簡析j.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2022(3).3劉國彬,等.上海地鐵車站的防水現(xiàn)狀及改良措施j.建筑技術(shù),2022,34(7).4張雪松,等.上海地鐵車站構(gòu)造防水措施評述j.土木工程學(xué)報,2000(5).5徐至鈞.纖維混凝土技術(shù)及應(yīng)用.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2022.6趙國藩,等.鋼纖維混凝土構(gòu)造.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.7balagurupn.fiber-reinfredeentpsites.gra-hillin,1992.8kraaipp.aprpsaltestt