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提高人防工程結構自防水質量的探討論文
摘 要：本文分析了影響人防工程結構自防水質量的因素，探討了提高結構自防水質量的控制措施，在結語部分歸納總結了提高人防工程結構自防水質量的“一個理念、一個重點、四項手段”的解決方案。
關鍵詞：人防工程； 結構自防水； 質量
1前言
21世紀是地下空間作為重要資源開發的世紀，人防工程不僅在戰爭時期是國家防御體系的重要組成部分，在和平時期的經濟建設中同樣有著十分重要的地位，但是長久以來地下建筑工程的滲漏已是建設者們傷透腦筋的大事，由于地下室不同程度的滲漏水限制了已建人防工程的開發利用，每年不得不投入大量人力、物力、財力進行維修，所以提高防水效果是當前人防工程建設中需解決的重點問題之一。2001年新修訂的《地下工程防水技術規范》（GB50108－2001）把結構自防水明確規定為“應選”，而不是舊規范的“宜選”，體現了以結構自防水為主的思想，結構自防水是人防工程防水的治本措施，提高結構自防水質量是提高人防工程最終防水效果的關鍵。根據自己親自參與人防工程設計、質監及施工的實踐，談談提高人防工程結構自防水中應注重的幾個問題。想對當前人防建設起到拋磚引玉的作用。
2影響人防工程結構自防水質量的主要因素
2.1工程地質方面。工程地質對基礎的均勻沉降有重要影響，是影響人防工程防水效果的關鍵因素之一。湖南有些城區地質狀況較復雜，巖溶和土洞均有不同程度的分布，屬地質災害發育的場地，如果工程地質狀況未掌握清楚，地質鉆探深度不到位或抄襲相鄰的地質報告，工程地質報告未正確反映土層性質、地下水和土工試驗情況，則會造成結構設計方案欠佳，施工措施不到位，可能導致基礎不均勻沉降，出現人防地下室滲水現象。
2.2 設計方面。在認識上，未真正樹立以混凝土結構自防水為防水之本的設計理念，在實際工作中往往重防水材料，輕防水混凝土。在設計時，強調防水混凝土的強度等級，而對混凝土抗裂性能未引起足夠重視。細部結構和配筋不合理，防水設計與工程結構設計未很好結合，結構形式設計過于復雜。同時，人防專業設計單位缺乏，非專業設計單位的設計人員掌握的人防工程設計知識參差不齊，造成人防工程設計問題較多，使工程質量受到影響。
2.3施工方面。原材料質量控制不良，坍落度控制不好，施工縫等細部結構處理不當，混凝土澆注后未按照施工規范要求進行養護。混凝土結構自防水施工是個精細過程，必須合理地選用配合比、水灰比、坍落度等參數，把好混凝土澆筑、振搗關，注意養護時間和條件，否則將導致混凝土內部出現空隙，結構表面出現裂縫。
2.4監督管理方面。對防水工程質量監督檢查不嚴，未嚴格按有關規定進行工程全過程監督檢查。圖紙設計不夠規范，設計審查不嚴。施工前未認真進行圖紙技術交底，承包人未掌握防水施工要點，不少人防工程在建設的關鍵環節和關鍵部位上，現場監督沒有完全到位。對監理公司的監督管理不嚴，素質和技術管理水平不高，甚至存在無專項資格的監理。
3提高人防工程結構自防水質量的措施
3.1選用合理的結構形式。結構自防水是利用結構本身的密實性、憎水性以及剛度，提高結構本身的抗滲性能，它要求結構本身必須具備一定的剛度，而合理的結構形式是提高結構整體剛度的關鍵。因此，在結構選型方面，應根據防護要求、平時和戰時使用功能、工程地質和水文地質條件等因素綜合確定，避免結構平面突變或斷面剛度突變，盡量使結構平面選型規整，借以提升結構的整體剛度。
3.2科學設計防止混凝土開裂方案。提高混凝土結構自防水性能關鍵是控制鋼筋混凝土裂縫的產生，在地下工程防水設計中，應特別注重防止混凝土開裂的設計方案，從混凝土強度設計及材料選用、鋼筋及拉結筋布置、防止不均勻沉降等方面減少和控制混凝土開裂。
3.2.1選擇適宜的主體結構材料強度。提到防水混凝土質量，人們自然想到如何提高強度和抗滲等級，混凝土設計強度、抗滲等級越高，單位水泥用量也就越多，水泥水化產生的熱量也高，收縮變形加大，結果導致混凝土結構開裂。因此，要根據使用功能、防水等級、工程埋深等，考慮適宜的人防地下室工程主體結構材料強度，混凝土強度等級不宜低于C30，但也不應過高，抗滲等級應根據工程埋置深度在S6～S12范圍內選用。
3.2.2合理選擇混凝土原材料及配合比。一是正確選擇水泥品種和用量。一般選用水化熱較低的水泥，在保證混凝土強度和其他性能的前提下，通過優選砼配合比，盡量減少水泥用量。二是嚴格骨料質量，特別應重視粗骨料的選擇，宜選用表面粗糙、質地堅硬、級配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是摻用符合國家標準要求的粉煤灰替代混凝土中的部分水泥制成粉煤灰混凝土，降低水化熱，增加密實性，增強砼后期強度，提高砼的抗摻性和抗裂性。四是摻入適量的膨脹劑，配制成補償收縮混凝土。補償收縮防水混凝土不但可以減少混凝土在各齡期的收縮值，而且使混凝土在硬化過程中推遲了收縮的產生時間，提高了混凝土抵抗收縮應力的能力，從而減少了收縮裂縫的數量。
3.2.3鋼筋布置的設計。一是適當增加墻體水平構造筋。墻體受力鋼筋過多，水平構造筋過少是墻體容易開裂原因之一。為了防止這些裂縫的產生，可以采用螺紋鋼筋，并適當減少水平構造筋的間距，增加墻體水平構造筋，以提高混凝土極限拉伸強度。二是合理設計拉結筋結構。在設置拉結筋時，采用“梅花型”布置，盡量少而精。雙面配筋采用統一的模數確定鋼筋間距，保證雙面鋼筋交叉點連線垂直于鋼筋網。在拉結筋中間焊接止水環，或將拉結筋與模板拉桿二者結合起來，合設一個止水環。
3.2.4防止基礎不均勻沉降。在開始設計前，要取得全面、準確的工程地質情況資料。在設計時應注意上部結構的均衡布置，以減少上部荷載不均導致沉降差，地基基礎設計以控制變形值為主，設計單位必須進行基礎最終沉降量和偏心距離的驗算。巖溶和土洞有不同程度分布的人防工程，應對持力層范圍內的巖溶、土洞進行相應處理，在地基土的壓縮性有顯著不同處或在地基處理方法不同處設置沉降縫。
3.3提高防水混凝土的施工質量
3.3.1控制好原材料的質量。混凝土的原材料必須符合現行國家標準、施工及驗收規范和設計的有關規定。在施工前進場材料必須現場抽樣檢驗，達不到要求不得使用，重點控制好水泥的用量、強度，砂石含泥量及級配，要通過增加優質粉煤灰等來減少水泥用量，避免混凝土實際強度超過設計強度，提高抗裂性能。
3.3.2把好混凝土澆筑、振搗關。混凝土應分層澆筑、分層振搗，相鄰兩層澆筑時間應根據氣溫情況合理確定，以確保上、下層混凝土在初凝之前的牢固結合。混凝土泵送入模時，應使其水平均勻入模，并控制其自由傾落的高度。混凝土振搗前應先根據具體的結構物設計振搗點，振搗時間一般為10～30ｓ，以混凝土開始出漿和不冒氣泡為準,避免漏振、欠振和超振。
3.3.3選擇合理的混凝土坍落度。實踐證明，在同等條件下，混凝土坍落度越小，混凝土早期收縮越小，施工后主體結構出現的裂縫越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度應控制在120±20ｍｍ，目前，人防地下室普遍采用混凝土泵送施工方法，為控制坍落度同時又保證可泵性，應選擇質量好的混凝土輸送泵，最好選用進口混凝土輸送泵。
3.3.4設置、處理好細部構造。混凝土應盡量做到連續澆筑，不留或少留施工縫。施工縫的設置，主要考慮一次混凝土澆筑強度和有效控制混凝土的收縮裂紋，在施工縫處繼續澆筑混凝土前，對接縫表面應進行鑿毛處理,粘貼遇水膨脹止水條或中埋式止水帶。因工程設計需要設置后澆帶的地方應提高施工質量，采用補償收縮混凝土，其配合比應經試驗確定，施工前，應將接縫面用鋼絲刷認真清理，鑿去表面砂漿層，完全露出新鮮混凝土后再澆筑。
3.3.5重視混凝土拆模及養護工作。抗裂防水混凝土由于摻加了大量礦物摻合料，早期強度增長一般較為緩慢，后期強度有較高的持續增長，因此拆模時間和養護制度與普通混凝土不同，混凝土側模的拆除時間一般比普通混凝土晚2ｄ，嚴禁過早拆模。混凝土終凝后應進行養護，養護時間不少于14ｄ，以防止在硬化期間產生干裂。
3.4加強質量監督管理，把好設計審查、施工監督、竣工驗收關
3.4.1堅持標準，嚴把設計審查關。要選擇有資質的設計單位，提高設計質量。抓好施工圖設計審查，對不符合人防工程建設設計規范、強制性條文及行業標準的施工圖，提出審查修改意見，由設計單位進行修改，經審核批準后方可施工。進行設計交底和圖紙會審，使施工單位熟悉設計圖紙，了解工程特點和設計意圖以及人防工程施工的質量要求等。
3.4.2跟蹤到位，嚴把施工監督關。人防工程質監部門要對建設、勘查設計、施工、監理單位在工程建設中作出的具體質量行為合法性進行監督檢查，對每一項報監工程制定質量監督計劃，對關鍵工序、關鍵部位、關鍵環節實行跟蹤監督檢查，采取法律、經濟、行政手段及時糾正問題，嚴防不合格的工序質量形成或進入下一道工序。建設、施工單位要建立健全質量管理制度，設置工序控制點，把好工程材料進場關，加強施工過程質量控制，杜絕隨意變更設計和不按審查批準的設計圖紙施工現象的發生，確保設計、施工方案和質量保證措施在實際工作的落實。
3.4.3規范管理，嚴把竣工驗收關。利用人防工程竣工驗收備案這一強制手段，強化監督管理，檢查設計、施工等環節的工作成效，對存在的問題要求及時整改，使得不合格的工程不能備案，更不能投入使用。
4工程實踐
某綜合樓地上十二層，地下二層，建筑高度約56m，總建筑面積約10.41萬m2，該工程地下一、二層為汽車庫及配套設備用房，其中，主樓地下二層設有部分人防地下室，防水等級為一級。近年來，由于結構裂縫影響人防工程地下室正常使用的問題越來越突出，該工程一開始就對結構自防水問題認真對待，確定“綜合治理，以混凝土結構自防水為主”的防水原則，重點對結構自防水采取了以下措施：
4.1強化地質狀況調查，采用合理的主體結構形式。根據該工程所在地的地質情況，對持力層范圍內的巖溶、土洞進行了相應處理，設人防地下室的主樓基礎形式通過采用復合地基和調整樁基的樁長、樁數、樁徑等來調整各部分的沉降量。地下室布置規整，為現澆鋼筋混凝土結構，從結構選型方面提高了結構整體剛度。
4.2優化配合比設計。混凝土配合比經與混凝土廠家反復試配后慎重決定。如C45、S8剪力墻1m3混凝土各種材料用量分別為：水泥340 kg、河砂649 kg、碎石1058 kg、粉煤灰73 kg、礦碴73 kg、緩凝高效減水劑7.29 kg、水180 kg，即配合比為1：1.909:3.112:0.215:0.215:0.021:0.529。本配合比最大特點是通過摻入優質粉煤灰和礦碴(每m3混凝土摻入量達146 kg)，減少了水泥用量，降低了混凝土最高絕對溫升，同時節約了成本。
4.3嚴格施工工藝和方法。嚴格控制混凝土坍落度，當坍落損失后不能滿足施工要求時，加入原水灰比的水泥漿或二次摻加減水劑進行攪拌，嚴禁直接加水。嚴格控制混凝土入模溫度，避免在高溫時段灌注混凝土。主體結構施工時，采用合理振搗方法，拆模時間不宜過早，混凝土養護及時到位，采用混凝土養護自動噴淋系統。
4.4加強工程質量的監督。對設計中存在的問題提出了審查修改意見，經再次審核批準后施工。制定了該項目質量監督方案，對關鍵工序進行重點監督抽查驗收。
該人防工程地下室建成近一年來，工程質量完好，未出現滲漏水現象，取得了良好的效果。
5結語
以上是多年來自己從理論到實踐從事人防工程設計、施工、質監工作中的點滴體會，是對人防工程結構自防水問題的研究和探討，總的來說可以歸納總結出提高人防工程結構自防水質量的“一個理念、一個重點、四項手段”的解決方案。即樹立“混凝土結構自防水為主，防排結合”的理念；以防止混凝土開裂為重點，提高人防工程防水耐久性；采取“四項手段”：一是選擇規整的結構平面形式，二是從混凝土強度選擇、優化配合比、鋼筋及拉結筋布置、防止不均勻沉降等方面科學設計防止混凝土開裂的方案，特別是針對龍巖優質粉煤灰較多情況，在保證混凝土強度的前提下，減少混凝土中水泥用量，增加粉煤灰用量，三是提高防水混凝土施工質量，特別是在許可的范圍內盡可能降低混凝土坍落度，把好混凝土澆筑、振搗、養護關，四是加強質量監督管理，做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全過程質量監督管理。希望能對提高人防工程結構自防水有所幫助，不當之外，請批語指正。
參考文獻：
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