愛(ài)華網(wǎng)補(bǔ)償收縮混凝土（膨脹混凝土）的一個(gè)失敗案例
博主按：工程實(shí)踐一般成功者居多，有時(shí)也難免遭遇失敗，成功的謂之“經(jīng)驗(yàn)”，失敗者乃“教訓(xùn)”是也。土力學(xué)的奠基人太沙基講過(guò): "A well documented case history should be givenas much weight as ten ingenious theories"(一個(gè)記錄完善的工程實(shí)錄等價(jià)于十個(gè)有創(chuàng)造性的理論，出自1949年Geotechnique雜志第1期的前言)。失敗的案例往往比成功的案例更加寶貴，因?yàn)樵谄渲型芸偨Y(jié)出值得吸取的教訓(xùn)。
下面根據(jù)手頭留存的資料，總結(jié)2007年底調(diào)查分析某地下室底板漏水事故，供參考借鑒。
一、工程概況
廣州市某創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園由3棟8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的辦公樓組成，依山勢(shì)而建（見(jiàn)圖1）。3棟樓均設(shè)置1層地下室。
2007年底該園1#樓已結(jié)構(gòu)封頂，2#樓已開(kāi)挖完基坑，3#樓尚未動(dòng)工。期間建設(shè)單位聯(lián)系本人，邀請(qǐng)對(duì)該園1#樓地下室漏水進(jìn)行咨詢(xún)。
圖1 總平面圖
二、1#樓地下室漏水情況及原因分析
（一）踏勘現(xiàn)場(chǎng)
由建設(shè)單位人員陪同，進(jìn)入了1#樓地下室，全面查看了滲漏的情況。當(dāng)時(shí)該地下室的地面已用砂漿找平。據(jù)介紹，找平層為200mm厚耐磨砂漿，以滿(mǎn)足停車(chē)庫(kù)車(chē)輛行走的要求。
滲漏的點(diǎn)比較多，其中最嚴(yán)重的2個(gè)點(diǎn)找平層砂漿已拱起約100mm，肉眼可明顯分辨；另有1個(gè)點(diǎn)，上面的找平層砂漿已被鑿去，形成1個(gè)500X500的小水坑，里面的水冰涼清澈，據(jù)介紹，把這個(gè)坑的水抽干后2~3小時(shí)就又滲滿(mǎn)了，可見(jiàn)地下水量不算小。
（二）設(shè)計(jì)資料
該工程地下室深6.8m，主樓采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)+防水板，純地下室采用防水板+抗拔錨桿。持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，fak=600kPa，見(jiàn)圖2，3。超長(zhǎng)地下室底板、頂板和側(cè)壁采用膨脹混凝土，作為應(yīng)對(duì)混凝土收縮開(kāi)裂的技術(shù)措施，膨脹混凝土設(shè)計(jì)要求見(jiàn)圖4。
圖2 地下室底板和基礎(chǔ)平面（1#樓）
圖3 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明（1#樓）
圖4 地下室底板膨脹混凝土設(shè)計(jì)說(shuō)明（1#樓）
（三）現(xiàn)場(chǎng)查詢(xún)施工的情況
從設(shè)計(jì)資料來(lái)看問(wèn)題不大，所以繼續(xù)從外部天氣和施工等環(huán)節(jié)調(diào)查原因，查看現(xiàn)場(chǎng)的施工及監(jiān)理日記等資料，并向施工管理人員查詢(xún)相關(guān)情況。
建設(shè)單位人員比較擔(dān)心可能是由于塔樓與純地下室之間的沉降差過(guò)大而導(dǎo)致地下室底板開(kāi)裂滲水。經(jīng)踏勘現(xiàn)場(chǎng)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地下室頂板在對(duì)應(yīng)部位有明顯的開(kāi)裂和漏水現(xiàn)象；再查閱沉降觀測(cè)資料，沉降量不大，均在10mm以?xún)?nèi)?？梢耘袛啵皇浅两挡钸^(guò)大引起地下室底板開(kāi)裂漏水。
據(jù)施工管理人員介紹，滲漏現(xiàn)象是在砂漿找平層完成后1~2個(gè)月內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)，而且越發(fā)嚴(yán)重；在施工砂漿找平層前曾做基層檢查驗(yàn)收，當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)在5~7軸、10~11軸和E~F軸處各有2條平行的、通長(zhǎng)的水印，但尚無(wú)明顯滲水。對(duì)照?qǐng)D2可知，這些部位正是膨脹加強(qiáng)帶的位置，而且現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的2個(gè)找平層明顯拱起的點(diǎn)，正是縱向和橫向膨脹加強(qiáng)帶的交叉點(diǎn)。這引起了本人極大的關(guān)注，因此進(jìn)一步查詢(xún)膨脹混凝土的施工情況。
施工管理人員反映，實(shí)際施工其實(shí)沒(méi)有按設(shè)計(jì)要求連續(xù)澆搗膨脹混凝土，而是采用類(lèi)似后澆帶的做法：先澆搗膨脹加強(qiáng)帶以外的膨脹混凝土，隔數(shù)天后再澆搗膨脹加強(qiáng)帶，沒(méi)有在兩者之間的施工縫加止水鋼板。至此，漏水原因昭然若揭。
（四）原因分析
膨脹劑發(fā)生膨脹作用主要在1~7d，通過(guò)其膨脹作用對(duì)樓蓋平面內(nèi)施加一定的預(yù)壓應(yīng)力，用以補(bǔ)償混凝土早期干縮和中期水化熱引起溫差收縮，避免開(kāi)裂的概率。膨脹加強(qiáng)帶通常設(shè)置在收縮應(yīng)力最大的部位，相應(yīng)該處添加更多的膨脹劑。
混凝土的膨脹只有在限制條件下才能產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。本工程沒(méi)有連續(xù)澆搗混凝土。先澆搗的大面積樓蓋砼，由于缺少了相鄰單元的約束而在一定程度上可以自由膨脹，預(yù)壓應(yīng)力的效果大打折扣，而且留下了施工縫；后澆膨脹加強(qiáng)帶時(shí)，又麻痹大意、馬虎處理，沒(méi)有按后澆帶的做法設(shè)置止水鋼板，終于留下了滲漏的后患。
事故的直接原因是施工方?jīng)]執(zhí)行設(shè)計(jì)要求，間接原因是設(shè)計(jì)人沒(méi)有對(duì)施工方進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)交底。從深層次分析，本工程是建設(shè)單位自己開(kāi)發(fā)、自己施工，連監(jiān)理人員其實(shí)也是建設(shè)單位工程部的員工，其意圖十分明顯：只掛靠施工和監(jiān)理單位，用自己的人，既節(jié)省費(fèi)用又可避免外人對(duì)工程開(kāi)展的制約?；浾Z(yǔ)有句老話(huà)：“針無(wú)兩頭利”（一顆針只有一端是鋒利的，另一端為了穿線(xiàn)也為免刺傷自己是不鋒利的），意即“凡事有利必有弊”。工程開(kāi)展過(guò)程中一旦出現(xiàn)失誤，這樣的組織架構(gòu)就缺乏了獨(dú)立的第三方來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，失去了糾錯(cuò)的機(jī)會(huì)，結(jié)果自然是撿了芝麻，丟了西瓜，為膨脹混凝土而多花30多萬(wàn)打了水漂不說(shuō)，還得再花錢(qián)進(jìn)行補(bǔ)漏處理。
（五）進(jìn)一步檢查和處理
鑒于以上分析，建議鑿開(kāi)膨脹加強(qiáng)帶上面的砂漿找平層，全面清查滲漏的部位，然后聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)補(bǔ)漏單位進(jìn)行灌漿處理。
三、2#樓膨脹混凝土的取消
2#樓地下室的規(guī)模、技術(shù)措施與1#樓基本相同。1#樓捅了這樣的大婁子后，建設(shè)單位對(duì)即將施工的2#樓地下室膨脹混凝土重視了許多，向本人提供了他們備選的2種膨脹劑，希望本人提出參考意見(jiàn)。一種是WG-CMA型復(fù)合膨脹劑，綜合性能較好，其價(jià)格為1600元/噸；另一種是SY-G型傳統(tǒng)的硫鋁酸鈣類(lèi)膨脹劑，許多工程的實(shí)踐證明這類(lèi)膨脹劑在合理使用的情況下也可達(dá)到防滲抗裂的效果，其價(jià)格為1300元/噸。
在查閱設(shè)計(jì)圖紙、產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)等資料后，本人的建議為：應(yīng)以限制膨脹率為控制目標(biāo)，設(shè)計(jì)圖紙和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)的膨脹劑摻入量?jī)H可作為參考，必須按工地實(shí)際使用的水泥等原材料進(jìn)行試配，在滿(mǎn)足混凝土坍落度、強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)和設(shè)計(jì)要求的限制膨脹率的前提下，確定實(shí)際的摻入量；施工階段的監(jiān)控是膨脹劑能否發(fā)揮作用的關(guān)鍵，甚至比膨脹劑的具體類(lèi)型更重要，膨脹劑應(yīng)符合《混凝土膨脹劑》（JC476-2001）才能入庫(kù)使用，膨脹混凝土應(yīng)充分養(yǎng)護(hù)、不小于14d，具體施工要求按《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2003）第8.5節(jié)。
建設(shè)單位最后用了單價(jià)較低的SY-G型膨脹劑進(jìn)行試配，結(jié)果在發(fā)現(xiàn)完全沒(méi)有膨脹效果后，臨時(shí)決定取消2#樓地下室的膨脹混凝土，改用設(shè)置后澆帶來(lái)處理地下室超長(zhǎng)的問(wèn)題。
四、幾點(diǎn)感悟與總結(jié)
（一）設(shè)計(jì)應(yīng)該提出膨脹劑摻入量還是限制膨脹率？
本工程2#樓地下室的案例充分說(shuō)明了，應(yīng)該是后者。
（二）1#樓地下室用了膨脹砼卻嚴(yán)重漏水，應(yīng)該吸取什么教訓(xùn)？
1、任何先進(jìn)的技術(shù)都要配合正確的施工方法，才能獲得成功；
2、工程建設(shè)中，有關(guān)各方之間有效的交流溝通是十分重要的；
3、開(kāi)挖時(shí)基坑沒(méi)有水，并不等于沒(méi)有抗浮、抗?jié)B問(wèn)題：本人作為專(zhuān)家組成員參加了本工程2#樓基坑支護(hù)評(píng)審，此前曾踏勘過(guò)2#樓的基坑開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)。從當(dāng)時(shí)情況來(lái)看，2#樓基坑里基本沒(méi)有發(fā)現(xiàn)什么地下水，可相隔不遠(yuǎn)的1#樓地下室在2~3個(gè)月后就發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重漏水問(wèn)題。這說(shuō)明地下水實(shí)際壓力不小，工程活動(dòng)會(huì)改變地下水的儲(chǔ)存、滲流狀況。在花崗巖地基中開(kāi)挖基坑，恰似作成一個(gè)不漏水的容器，不斷積聚地表和周邊滲透過(guò)來(lái)的水，該容器內(nèi)水位或快或慢、逐漸升高，對(duì)地下室產(chǎn)生浮力作用，不能因?yàn)榛娱_(kāi)挖沒(méi)發(fā)現(xiàn)地下水而忽略了地下室的抗浮、抗?jié)B問(wèn)題。
（三）后澆帶PK膨脹砼
1、經(jīng)濟(jì)性：C25普通砼約230元每立方（2007年廣州地區(qū)價(jià)格，下同），膨脹砼每立方增加約40~50元；
2、施工難易程度：（1）后澆帶容易積聚垃圾、難以清理；需要在封閉前不停抽走在地下室底板、側(cè)壁后澆帶流進(jìn)來(lái)的水；頂板后澆帶的支撐系統(tǒng)在回澆混凝土前不能拆除。（2）膨脹混凝土需要連續(xù)澆注，對(duì)縱橫尺寸都比較大的地下室而言難度不小，需要統(tǒng)籌安排混凝土供應(yīng)、澆注順序，以避免澆注時(shí)間超過(guò)混凝土初凝時(shí)間而形成施工縫。
3、防滲防裂效果：工程實(shí)踐表明，只要能按要求正常施工，兩者均能減少滲水開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，同等條件下膨脹砼效果更好。
參考資料：
《膨脹劑及其補(bǔ)償收縮混凝土》（游寶坤、李乃珍，中國(guó)建材工業(yè)出版社，2005年）
《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119-2003）第8章
《混凝土膨脹劑》（JC476-2001）
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