深圳地铁防水经验.docx

深圳地铁防水经验.docx

《深圳地铁防水经验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《深圳地铁防水经验.docx（5页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

深圳地铁防水经验

深圳地铁防水经验

摘要地铁结构防水作为世界难题一直困扰着全世界的地铁工程建设，为此，一代又一代的专家学者在地铁结构防水系统工程上进行了一次又一次的探索、实践和总结。

深圳地铁则在吸取了国内外地铁科研、设计、施工的经验教训基础上，闯出了自己的路子，实践证明，它为地铁结构防水作出了重要贡献。

关键词深圳地铁混凝土自防水抗裂水泥用量坍落度

1前言

深圳地铁针对腐蚀性地下水，从方案设计开始，就十分重视结构防水系统设计。

曾组织了不同学派、不同观点的专家云集深圳，各抒己见，献计献策。

其中有治标的、治本的、也有纯理论方案。

我们还搜集和整理了国内外近50年来地铁及地下工程结构的各种不同防水方案，其中：

有主张全包柔性防水层、有倾向半包柔性防水层、有潜心研究防水材料、有专门攻克防水工艺、有擅长防水混凝土的各派专家的各种方案。

我们也曾走过了一段弯路，把注意力集中在防水材料上，对全国目前使用的防水材料进行了普查，从低档到高档、从国产到进口的、价格从20元／m2到70元／m2；有刚性防水材料、柔性防水材料、卷材、涂料等，对众多材料进行了认真研究，为此也耗费了大量的人力、物力、财力。

然而，解决了材料的质量而解决不了施工工艺，即优良环境下的高级材料实验、恶劣环境下的低级质量施工；理想完善的防水方案、现实缺陷的防水效果，总是无法实现设计意图，达不到较理想的防水效果。

为此我们组织了以清华大学为科技支撑，港创建材有限公司为基地，深圳地铁工程为依托的科研课题，在抗渗、抗裂高性能混凝土方面进行了深入研究。

2地铁结构防水根本在于“混凝土结构自防水”

地铁结构防水须从源头抓起，从设计理念做起。

防水设计原则是地铁结构设计的基本出发点。

各地的防水设计原则为：

上海地铁“以防为主，多道设防，因地制宜，综合治理，防排结合”；广州地铁“以防为主，防排结合，多道设防，刚柔并进”；深圳地铁“以防为主，防排结合，刚柔相济，多道防线，因地制宜，综合治理”；香港地铁：

“以混凝土自防水为主，防排结合”。

从中

越容易开裂。

在C30S8防水混凝土施工中，经常出现“指标”达标，但防水效果却不达标的现象。

由于重视“强度指标”、“抗渗指标”而无抗裂检测标准和手段，以及设计单位片面追求高强度和高抗渗，应考虑混凝土的抗裂强度。

因此，正确的概念应当是如何提高防水混凝土的抗裂性。

大量实践证明，要解决地下结构防水、防腐，必须彻底解决裂缝问题。

否则一旦开裂，结构的抗渗、防腐、耐久性都成为空话。

混凝土实际强度偏高是造成地下结构防水混凝土出现规律性开裂的主要原因，在深圳地铁部分出现开裂的车站中，对主体结构C30S8防水混凝土实际强度的不完全统计发现：

试块强度代表值介于54．8--60．0MPa之间，达到设计标准强度的183％～200％。

C30S8混凝土的实际平均强度为标准强度的190％，严重超强，详见表1。

表1部分出现开裂的车站主体结构混凝土强度统计表

由于车站主体结构C30S8防水混凝土的实际强度大大超出设计强度，对混凝土抗裂性能非常不利，随着混凝土龄期增长，以及各种环境因素的变化，造成地下结构普遍出现规律性开裂。

4水泥用量和坍落度是影响混凝土开裂的两个主要因素

根据大量混凝土自防水技术措施和施工工艺的调研，并通过对混凝土实际强度偏高的众多因数进行的对比实验，发现水泥的用量和坍落度是混凝土产生裂缝最敏感的两个因素。

4．1混凝土最小水泥用量

《岩土工程勘察规范》（GB50021－94）第13．4．1条规定：

“水对混凝土结构腐蚀的防护措施，宜符合下表2的规定”。

表2混凝土结构腐蚀防护措施要求表

众所周知，水泥用量越多、强度越高，抗裂性越差。

因此，深圳地铁将人、财、物集中在防止混凝土开裂的科技攻关，经过深入研究发现：

大幅度降低水泥用量而同时增加优质粉煤灰用量是最有效的防渗、抗裂措施之一（见表3）；与此同时，主体结构设计强度不宜超过C30，设计抗渗指标不宜超过S8，因为实践证明：

抗渗标号越高，越容易开裂。

表3某车站裂缝实测记录表

4．2混凝土坍落度

通常为了施工方便等原因承包商会将混凝土坍落度提高，我们通过现场调研发现：

降低混凝土坍落度是解决裂缝的另一个有效的途径。

在同等条件下，混凝土坍落度越小，混凝土早期收缩越小，施工后主体结构出现的裂缝越少，详见表4的现场实验抽样表。

表4不同坍落度各龄期收缩表

现场实例：

在深圳地铁某车站主体结构施工时，混凝土坍落度控制在150mm以内，发现其车站主体结构l00m的内墙就出现裂缝4．5条。

而在同等条件下，当特别要求其混凝土坍落度控制在120mm以内时，该车站主体结构104．4m的内墙仅出现裂缝2条，这就是说裂缝减少了50％。

5系统解决方案

清华大学在高性能混凝土方面的研究给了我们很大的启发，也使我们减少水泥用量、增加粉煤灰的比例有了强有力的技术支持。

根据前述的研究分析，对地铁结构防水制定了系统解决方案，首先将深圳地铁一期工程防水原则“以防为主”修改为“以混凝土结构自防水为主”，并提出以下具体措施：

5．1严格控制主体结构的实际强度在满足荷载条件的前提下，尽可能选用中等标号的混凝土，主体结构防水混凝土的设计标号不得超过C30S8。

5．2优化配合比设计减少水泥用量，增加优质粉煤灰，或增加其他水硬性胶凝材料如磨细矿渣比例，明确规定水泥用量不超过280kg／m3，优质粉煤灰不低于胶凝材料的30％。

5．3严格控制混凝土的坍落度同时注意在降低坍落度时必须配置相应的施工设备，明确坍落度的最高限值，即车站控制在l00mm以内；区间控制在120mm以内。

为达到此目标，目前国产混凝土输送泵的质量是降低坍落度的最大障碍，故建议采用进口混凝土输送泵。

5．4由于地铁结构抗裂是地铁工程质量的关键，确保每一个施工环节优质可靠，在主体结构的施工中应做出以下规定：

5．4．1主体结构施工，缩短施工缝间距很重要，其分段长度宜控制在16m以内，底板、边墙、中板、顶板应分别灌注。

5．4．2严格控制混凝土的人模温度，一般应不高于30℃，特殊情况不高于32℃，应尽可能避免在高温时段灌注混凝土。

5．4．3对采用排桩复合式结构的围护结构，其桩柱间用喷射混凝士找平，并堵漏修补，同时必须在围护结构无渗漏条件下施作内衬，以确保二次混凝土灌注质量。

5．4．4主体结构施工时应采取多项防止混凝土开裂的有效措施，主要的有：

拆模时间不宜过早；混凝土的养护要及时到位；全面推广混凝土养护自动水喷淋系统等。

5．4．5混凝土按相同标号的普通商品混凝土计价，并由商品混凝土供应商提供优质、高效的混凝土输送泵，可使混凝土的坍落度大幅降低。

6结论

通过对深圳地铁车站结构防水的研究以及几年来的实践，对地铁结构防水问题归纳总结出了“一个理念、一个重点、两个手段”的系统解决方案。

“一个理念”就是结构防水设计中要以“混凝土结构自防水为主，防排结合”作为原则；“一个重点”是防止混凝土开裂为重点；“两个手段”一是减少混凝土中水泥用量增加优质粉煤灰，二是降低混凝土的坍落度。

正是由于综合运用了上述系统解决方案，深圳地铁已竣工的车站及区间主体结构，在今年雨季（一段时间雨量很大）经受住了考验，取得了可喜的成果。

注：

深圳港创混凝土公司进行了全程跟踪实验，并提供了大量可靠的科学实验数据，为技术决策起了重大作用，借此表示感谢!