補償收縮混凝土（膨脹混凝土）的一個失敗案例

    工程實踐一般成功者居多，有時也難免遭遇失敗，成功的謂之“經(jīng)驗”，失敗者乃“教訓(xùn)”是也。土力學(xué)的奠基人太沙基講過: "A well documented case history should be given as much weight as ten ingenious theories" (一個記錄完善的工程實錄等價于十個有創(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，因為在其中往往能總結(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，依山勢而建（見圖1）。3棟樓均設(shè)置1層地下室。    園1#樓已結(jié)構(gòu)封頂，2#樓已開挖完基坑，3#樓尚未動工。期間建設(shè)單位對該園1#樓地下室漏水進行咨詢。

二、1#樓地下室漏水情況及原因分析

（一）踏勘現(xiàn)場

    由建設(shè)單位人員陪同，進入了1#樓地下室，全面查看了滲漏的情況。當(dāng)時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，以滿足停車庫車輛行走的要求。    滲漏的點比較多，其中最嚴(yán)重的2個點找平層砂漿已拱起約100mm，肉眼可明顯分辨；另有1個點，上面的找平層砂漿已被鑿去，形成1個500X500的小水坑，里面的水冰涼清澈，據(jù)介紹，把這個坑的水抽干后2~3小時就又滲滿了，可見地下水量不算小。

（二）設(shè)計資料

    該工程地下室深6.8m，主樓采用柱下獨立基礎(chǔ)+防水板，純地下室采用防水板+抗拔錨桿。持力層為強風(fēng)化花崗巖，fak=600kPa，見圖2，3。超長地下室底板、頂板和側(cè)壁采用膨脹混凝土，作為應(yīng)對混凝土收縮開裂的技術(shù)措施，膨脹混凝土設(shè)計要求見圖4。

圖2 地下室底板和基礎(chǔ)平面（1#樓）

圖3  基礎(chǔ)設(shè)計說明（1#樓）

圖4 地下室底板膨脹混凝土設(shè)計說明（1#樓）

（三）現(xiàn)場查詢施工的情況從設(shè)計資料來看問題不大，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)場的施工及監(jiān)理日記等資料，并向施工管理人員查詢相關(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大而導(dǎo)致地下室底板開裂滲水。經(jīng)踏勘現(xiàn)場，沒有發(fā)現(xiàn)地下室頂板在對應(yīng)部位有明顯的開裂和漏水現(xiàn)象；再查閱沉降觀測資料，沉降量不大，均在10mm以內(nèi)�？梢耘袛�，不是沉降差過大引起地下室底板開裂漏水。

    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收，當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)在5~7軸、10~11軸和E~F軸處各有2條平行的、通長的水印，但尚無明顯滲水。對照圖2可知，這些部位正是膨脹加強帶的位置，而且現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的2個找平層明顯拱起的點，正是縱向和橫向膨脹加強帶的交叉點。這引起了本人極大的關(guān)注，因此進一步查詢膨脹混凝土的施工情況。施工管理人員反映，實際施工其實沒有按設(shè)計要求連續(xù)澆搗膨脹混凝土，而是采用類似后澆帶的做法：先澆搗膨脹加強帶以外的膨脹混凝土，隔數(shù)天后再澆搗膨脹加強帶，沒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，通過其膨脹作用對樓蓋平面內(nèi)施加一定的預(yù)壓應(yīng)力，用以補償混凝土早期干縮和中期水化熱引起溫差收縮，避免開裂的概率。膨脹加強帶通常設(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�；炷�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；后澆膨脹加強帶時，又麻痹大意、馬虎處理，沒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)計要求，間接原因是設(shè)計人沒有對施工方進行有效的設(shè)計交底。

    從深層次分析，本工程是建設(shè)單位自己開發(fā)、自己施工，連監(jiān)理人員其實也是建設(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)省費用又可避免外人對工程開展的制約。“凡事有利必有弊”。工程開展過程中一旦出現(xiàn)失誤，這樣的組織架構(gòu)就缺乏了獨立的第三方來發(fā)現(xiàn)問題，失去了糾錯的機會，結(jié)果自然是撿了芝麻，丟了西瓜，為膨脹混凝土而多花30多萬打了水漂不說，還得再花錢進行補漏處理。

（五）進一步檢查和處理鑒于以上分析，建議鑿開膨脹加強帶上面的砂漿找平層，全面清查滲漏的部位，然后聘請專業(yè)補漏單位進行灌漿處理。

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。一種是WG-CMA型復(fù)合膨脹劑，綜合性能較好，其價格為1600元/噸；另一種是SY-G型傳統(tǒng)的硫鋁酸鈣類膨脹劑，許多工程的實踐證明這類膨脹劑在合理使用的情況下也可達(dá)到防滲抗裂的效果，其價格為1300元/噸。       在查閱設(shè)計圖紙、產(chǎn)品說明書等資料后，建議為：應(yīng)以限制膨脹率為控制目標(biāo)，設(shè)計圖紙和產(chǎn)品說明書的膨脹劑摻入量僅可作為參考，必須按工地實際使用的水泥等原材料進行試配，在滿足混凝土坍落度、強度、抗?jié)B等級和設(shè)計要求的限制膨脹率的前提下，確定實際的摻入量；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型更重要，膨脹劑應(yīng)符合《混凝土膨脹劑》（JC476-2001）才能入庫使用，膨脹混凝土應(yīng)充分養(yǎng)護、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)單位最后用了單價較低的SY-G型膨脹劑進行試配，結(jié)果在發(fā)現(xiàn)完全沒有膨脹效果后，臨時決定取消2#樓地下室的膨脹混凝土，改用設(shè)置后澆帶來處理地下室超長的問題。

四、幾點感悟與總結(jié)

    （一）設(shè)計應(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、開挖時基坑沒有水，并不等于沒有抗浮、抗?jié)B問題：作為專家組成員參加了本工程2#樓基坑支護評審，此前曾踏勘過2#樓的基坑開挖現(xiàn)場。從當(dāng)時情況來看，2#樓基坑里基本沒有發(fā)現(xiàn)什么地下水，可相隔不遠(yuǎn)的1#樓地下室在2~3個月后就發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重漏水問題。這說明地下水實際壓力不小，工程活動會改變地下水的儲存、滲流狀況。在花崗巖地基中開挖基坑，恰似作成一個不漏水的容器，不斷積聚地表和周邊滲透過來的水，該容器內(nèi)水位或快或慢、逐漸升高，對地下室產(chǎn)生浮力作用，不能因為基坑開挖沒發(fā)現(xiàn)地下水而忽略了地下室的抗浮、抗?jié)B問題。

    （三）后澆帶PK膨脹砼1、經(jīng)濟性：C25普通砼約230元每立方（2007年廣州地區(qū)價格，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)壁后澆帶流進來的水；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，以避免澆注時間超過混凝土初凝時間而形成施工縫。3、防滲防裂效果：工程實踐表明，只要能按要求正常施工，兩者均能減少滲水開裂的風(fēng)險，同等條件下膨脹砼效果更好。