水池施工缝质量通病的防治

水池施工缝质量通病的防治

1 前言

在目前的施工技术条件下，较大的现浇钢筋砼水池是不可能将砼一次浇筑完成的，必须设置水平施工缝，分阶段进行施工。如果施工缝处理得不好，将很容易引起水池表面凹凸不平，有麻面、上下池壁错开及渗漏水等现象， 严重时将影响使用。而这些毛病完全可以在设计、施工中通过采取一些适当的方法加以避免。

2 施工缝位置及接缝形式的确定

现行的砼工程施工规范规定，施工缝的位置宜留在结构受剪力较小且便于施工的部位。对于水池池壁的施工缝，宜留在高出底板表面200㎜~500㎜的竖壁上，接缝形式有多种，如凸凹缝、高低缝、平缝、设止水带缝等，根据以往的施工经验，发现目前常用的几种接缝方式均存在着渗漏水的隐患。如采用“凹凸”型施工缝，其最大弊端在于施工难度大，且很难保证质量，施工缝处砼凿毛时，极易将“凸”楞碰掉一部分，由此减少和缩短了水的爬行坡度和距离，从而产生渗漏水现象；另外凹槽中的水泥砂浆粉未难以清理干净，使在浇筑新砼后，在凹槽处形成一条夹渣层，影响新老砼的粘结质量，留下渗漏水的隐患。而采用橡胶止水带防水，因止水带是呈柔性的，安装时难于固定，且易在浇注砼时受挤压变形移位，从而容易造成局部渗漏水，而且橡胶止水带易老化失效，也不利于水池的长久使用。

根据很多水池施工经验，发现采用400㎜宽、2㎜厚的钢板作为施工缝处的止水带，其防水效果均很好。一是施工方便：将钢板止水带按要求加工成一定的长度，在施工现场安装就位后进行搭接焊即可；二是不易变形且便于固定，止水板下部可支承在对拉螺栓上，上部用钢筋点焊夹住固定在池壁两侧板支撑系统上；三是施工缝上下止水板均有200㎜高，爬水坡度陡，高度也较大，具有较好的防渗漏效果。

3 施工缝久模板的安装

水池施工缝处模板安装质量的好坏，将直接影响到施工缝处砼浇筑的质量。如何避免池壁模板支撑不牢、垂直度控制不好以及上下模板接触不严密呢？现介绍一 水池施工中取得较好效果的模板支撑方法。

3.1 施工缝以下模板的安装

首先在C10素砼垫层上安设固定三排60㎜×60㎜×8㎜的钢板，间距为1000㎜，一排设在池壁外侧边缘处，用20㎜长45㎜×45㎜×5㎜的角钢与其相焊，这个角钢的作用是限制池壁外侧模板向内侧移动。另二排设在池壁内侧边缘处，用来安装固定角钢支架，同样用20㎜长45㎜×45㎜×5㎜的角钢与其相焊，这样池壁内侧吊模有了支撑点，且又能固定内侧模板而不致外移。对拉螺栓的横向间距一般为700㎜，纵向间距一般为600㎜，这样便于控制池壁的截面尺寸。施工缝以下第一排对拉螺栓的横向间距为350㎜，且应间隔使用，余下的一半用于施工缝以上模板的固定。角钢可以用螺栓固定在模板上，它的作用是可以将施工缝处砼标高抬40㎜左右。这是因为砼的坍落度较大，经振捣棒振捣后，砼分层明显，水泥砂浆和多余的水分被挤上升，容易形成几厘米厚的砂浆层浮在池壁上面；而这层水泥砂浆将在施工缝处表面砼凿毛时一并凿去，这样能较容易凿出砼中的粗骨料。如不设置角钢，刚极

有可能凿毛砼表面时，凿不出粗骨料，且表面很难毛糙，影响新老砼的结合，凿深了又将影响止水带的安装质量，所以设置角钢是十分必要的。

3.2 施工缝以上模板的安装

主要是应加强模板的稳定性，可在施工缝上通过对拉螺栓的设置间距与施工缝下部对拉螺栓错开350㎜，使上部模板支撑系统的钢管下延到施工缝以下模板支撑系统第一排预留对拉螺栓处，以达到将施工缝处上部模板支撑系统与下部模板系统联成一体的目的，保证上部模板的稳定性。

4 施工缝加强新老砼结合的措施

4.1 砼表面的凿毛处理

一般来说，如果砼尚未达到一定的强度，就过早的凿毛，将易影响池壁钢筋、钢板止水带与砼的粘接握裹，对结构受力及防渗漏水不利。但如果凿毛过晚，砼已达到较高的强度，则凿毛施工困难，凿毛效果也不好，而影响新老砼的结合强度。凿毛时间应根据砼强度等级和气温情况综合考虑决定。从“温度、龄期对砼强度影响参考曲线”可知，当砼强度达到设计强度的10%左右时，即可开始凿毛作业。夏季通常是在浇筑砼以后过24h，冬季则可在浇筑砼以后的2~3d之后进行，应凿出砼中的碎石来，且应将凿毛后的表面清洗干净。

4.2 施工缝上下设置钢筋网片

在施工缝下面砼的浇筑时，由于砼的离析和分离，接近施工缝处的水泥砂浆偏多，而骨料偏少，使施工缝上下相接处存在一层新老水泥砂浆层相接的素砼薄弱层。由于砼的收缩远小于砂浆层，而砼中的粗骨料对水泥砂浆的收缩有约束作用，致使这层素砼薄弱层内产生裂缝。通常可以在施工缝处设置钢筋网片来防止这种裂缝的产生。即在施工缝平面上下各50㎜处分别设置直径14㎜的二级螺纹钢筋网片于止水带的两侧，沿水池池壁长度方向置于两排池壁主筋之间的素砼薄弱层中，这种钢筋网片可以有效抑制水泥砂浆的收缩，减少裂缝的产生。通过几个水池施工的实践，尤其是在池壁较薄的较大水池中使用钢筋网片，对抗渗漏很有利。施工缝以上砼的浇筑也应按规范要求严格控制砼一次浇筑的高度以及砼振捣棒的插入位置和振捣时间，以免产生对模板过大的侧压力而使对拉螺栓断裂。

5 结束语

水池施工缝处渗漏水是常见的工程弊病，但如能采用较好的接缝形式，科学合理地进行池壁模板的安装，严格按规范要求施工，是可以避免的。

混凝土原材料与施工缝处理

（中国三峡总公司，湖北宜昌 443002）

摘要：选用水泥应根据混凝土设计要求而定；掺加Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰，可以改善混凝土性能、节约水泥和减少水泥水化热；混凝土中必须掺加适量外加剂，同样可以改善混凝土性能和减少用水量等；对水泥、骨料、掺合剂和外加剂都必须控制含碱量，可以提高混凝土的耐久性和防裂能力。为简化混凝土施工程序和适应大型施工机械化的需要，研究和采用混凝土施工缝不打砂浆，取而代之的是施工缝面第一层浇筑二级配混凝土或三级配富浆混凝土。从国内外试验和工程实践看，不打砂浆在技术上是可行的，但必须精心组织和精心施工。 混凝土施工缝面的处理标准是：去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙。用25~50MPa高压水冲毛的施工缝面质量可靠并可取得明显的经济效益。

关键词：水工混凝土施工； 混凝土原材料； 施工缝处理

中图分类号：TV 544 文献标识码：B

在混凝土坝枢纽工程中，用于混凝土工程施工的各种费用约占整个工程总投资的60%~70%，这充分表明混凝土工程关系到整个工程建设的质量、工期、投资和效益。

现就DL/T 5144-2001《水工混凝土施工规范》（简称《规范》）涉及到的混凝土原材料和施工缝处理，进行综述。

1 混凝土原材料

近代科学技术的进步使筑坝技术对混凝土工程有新的更高的要求，如水工混凝土应满足抗压、抗拉、抗渗、抗冻、抗裂、抗冲耐磨和抗侵蚀等要求。

《规范》中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。

1.1 水泥

水工混凝土选择水泥品种的原则主要是根据工程部位、技术要求和环境条件。对水位变化区外部混凝土、有抗冲耐磨和抗冻要求的混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，也可选用普通硅酸盐水泥。选用中热硅酸盐水泥，既可满足混凝土各项性能要求，又可降低混凝土发热量，减少温度裂缝。内部混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥，也可选用低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥...等。环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀时，应选择抗硫酸硅酸盐水泥。为防止碱活性骨料膨胀，水泥碱含量≤0.6%，熟料碱含量≤0.5%。

熟料中氧化镁含量不超过5%，宜在3.5%~5%范围。抗硫酸盐水泥中SO3含量不得超过2.5%，矿渣硅酸盐水泥中SO3含量为4%~7%，其他水泥品种中SO3含量不得超过3.5%。

特别强调每一个工程所用水泥品种以1~2种为宜，并应固定供应厂家。

《规范》中还强调应优先使用散装水泥。散装水 泥的运输可以用散装水泥罐、散装水泥车、集装箱等。规定水泥进入工地的储罐温度不宜超过65℃，特殊情况下，允许放宽到70℃。

1.2 骨料

水工混凝土可选用天然骨料、人工骨料，或两者互相补充。选用人工骨料时，有条件的地方宜选用石灰岩质的料源。

特别强调如骨料供应发生变化时，应按照现行建筑材料规程进行详细的补充勘察和碱活性成分含量试验，未经专门论证，不得使用碱活性骨料。有潜在的碱骨料反应时，限制水泥、外加剂、掺合料中的碱含量是防止碱骨料反应的主要措施。

细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好；人工砂的细度模数宜控制在2.4~2.8范围内。有条件时，细骨料可分两级使用。细骨料应采取脱水、排水、遮盖和加强管理等综合措施，保持含水率稳定，人工砂饱和面干的含水率不宜超过6%。细骨料的含水率稳定，仍然是控制水胶比和混凝土出机口坍落度稳定的重要措施之一。

1.3 掺合料

目前混凝土掺合料有粉煤灰、硅粉、凝灰岩粉、磷渣粉加凝灰岩粉等。

我国的Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰，特别是Ⅰ级灰，具有明显的减水增强和显著改善混凝土多种性能的效果，并可降低混凝土水化热温升。《规范》提出宜优先选用Ⅰ级和Ⅱ级粉煤灰。三峡二期工程全部使用了Ⅰ级粉煤灰。

1.4 外加剂

水工混凝土常用的外加剂有：引气剂、普通减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝剂、泵送剂等。

一个工程掺用同种类外加剂的品种宜选用1~2种，并由专门生产厂家供应，以保证混凝土质量。

混凝土掺入适量引气剂，能产生分布均匀的细微气泡，含气量控制在4.5%~5.5%范围内，可以改善混凝土和易性，显著提高硬化混凝土抗冻性。

三峡工程设计时选取花岗岩人工骨料，但试验表明：花岗岩人工骨料粒形较差，颗粒表面粗糙，需水量增加，相应增加水泥用量和水泥水化热，对混凝土耐久性和干缩等不利。通过试验研究，原材料方面采取优化配比等综合措施，采用了减水率大于18%的缓凝高效减水剂，掺用需水量比为90%左右的Ⅰ级粉煤灰和优质引气剂，使减水率达到30%以上。

1.5 混凝土总含碱量控制

为了提高混凝土的耐久性和使用年限，必须提高混凝土密实程度和抗冻、抗渗及抗侵蚀的能力，为此，除了优化混凝土配比以外，还应控制混凝土组成材料的总含碱量。国内外对混凝土总含碱量的规定可供参考：美国≤3.3 kg/m3,英、日≤3.0 kg/m3，澳大利亚≤2 kg/m3，三峡工程人工骨料没有潜在的碱活性成分，为了确保工程安全，规定人工骨料混凝土碱总含量≤2.5 kg/m 3，这是非常严格的，也是可靠的。

2 施工缝处理

大坝混凝土分层分块浇筑产生的水平施工缝，缝面一般有水泥浮浆所形成的乳皮，严重影响了层间结合，降低抗剪和抗拉强度，采取措施处理好施工缝面是确保大坝混凝土施工质量的关键问题之一。

2.1施工缝面处理标准

混凝土缝面处理标准：“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”。为此，需在浇筑前清扫缝面上的污物和灰尘并排除积水。

2.2 施工缝面处理方法

①人工凿毛：劳动强度大，工效低；

②高压水冲毛：冲毛水压力达25~50 MPa，效率高，间歇期超过2周，冲毛效果差；

③低压水冲毛：在混凝土终凝后，用0.3~0.6 MPa的水压冲毛，可能会冲掉2~3 cm厚的表层混凝土；

④利用风砂枪冲毛：对龄期长的混凝土冲毛有效，但费工费时费料，施工干扰大； ⑤钢丝刷机械刷毛：工效高、效果好、费用大；

⑥喷洒缓凝剂：可促使混凝土表面缓凝，延长冲毛时间。

以上6种方法，采用高压水冲毛较为经济合理。

2.3 施工缝铺设砂浆问题

混凝土施工缝面处理的常规方法是铺设2~3 cm厚砂浆。但从仔细观察和分析中可以看出，铺设砂浆并不很理想，譬如打砂浆增加了拌和和运输的很多环节，特别是铺设砂浆后会因间歇时间过长而晒干，反而影响施工缝面的结合。为了加快施工速度和简化施工程序，多年来就盼望在保证质量的前提下，找到能取代打砂浆的方法和措施。

2.4 施工缝处理的试验和应用

2.4.1 德沃夏克坝施工缝处理试验

美国陆军工程兵团在德沃夏克坝专门做了铺砂浆和不铺砂浆的对比试验。试验仓面面积186 m2，浇筑块厚1.5 m，施工缝用28 MPa水压冲毛。骨料最大粒径152 mm，水灰比0.66，水泥含量104 kg/m3 ，粉煤灰45 kg/m3，砂率21.5%，含气量6%，平均坍落度5 cm。砂浆水灰比0.66，砂浆水泥含量288 kg/m3，粉煤灰125 kg/m3，砂1680 kg/m3。混凝土养护后，钻取了直径240 mm、总长55延米的垂直与水平的混凝土芯样，作了直观检查和弯曲、剪切、渗透等试验，直观检查很难分辨出接缝是否铺设砂浆。试验后，他们认为这两种接缝的效果都是好的。因此，大坝后期施工就不再铺设水泥砂浆。水平施工缝处理方法对比试验成果表，见表1。

2.4.2 乌江渡工程施工缝处理试验

我国乌江渡工程对施工缝的各种处理方法也作了对比试验，施工缝不同处理方法的抗剪强度见表2。

从试验成果看，高压水冲毛的接缝胶结强度最高。使用高压水冲毛，仅要求缝面露出砂子不露出石子，冲毛深度很浅，平均深度约1~3 mm，混凝土损耗率少，经济效益明显。

乌江渡工程从1976年起，对坝体混凝土水平施工缝已不再铺设砂浆（坝体迎水面5~7 m范围除外）。接缝混凝土一般厚50 cm，增加砂率2%~3%，坍落度增加1~2 cm，根据振捣条件，总的混凝土坍落度不宜小于5 cm。

上述施工方法，是在室内和现场试验的基础上取得的。从现场的钻孔取样得知，不铺砂浆的混凝土施工缝面，肉眼已不易分辨。实测87 d龄期的抗弯强度为60.6 kg/cm2,不低于整体混凝土的抗弯强度，其抗压、劈裂抗拉、抗剪强度分别为：265 kg/cm2、16.4 kg/cm2、51.9 kg/cm2，均不低于整体混凝土。抗渗标号大于B12，亦不低于整体混凝土。

2.4.3 葛洲坝工程施工缝面处理试验

①室内试验 室内试验项目为：抗压、劈裂抗拉、抗弯及抗渗。混凝土标号为R28200号，一级配，水泥用量249 kg/m3，砂率，木钙掺量为水泥用量的0.25%，水灰比0.55，水泥品种：荆门矿渣大坝水泥425号。试验成果见表3。

从室内试验成果看，水平施工缝铺不铺砂浆的抗压强度均能满足设计要求，两者的指标尤其是后期（90 d）相差甚微；抗弯强度指标，不铺砂浆优于铺砂浆；但两者劈裂抗拉强度相差较大，不铺砂浆28 d劈拉强度仅13.4×105 Pa，达不到设计要求，90 d龄期强度有所增加，但仍偏低，为前者的65%。

②现场试验 现场试验结合生产进行，混凝土200号，三级或四级配。每个试验仓半边仓铺砂浆，另半边不铺砂浆，浇筑28 d后，用直径219 mm钻头取样，室内锯切加工进行力学性能试验。芯样的接缝用肉眼很难辨认。

芯样力学性能试验成果见表4。

表4所示，缝面不铺砂浆的力学强度较铺砂浆的偏低。室内试验和现场取样试验资料都表明：整体混凝土优于有缝面的混凝土；相同施工条件下，缝面铺砂浆优于不铺砂浆。

③从现场混凝土芯样获取率看施工缝处理这次现场钻孔取样，共有120个接缝面，48个缝面在取芯样过程中断裂，占缝面总数的40%，其中铺砂浆的断裂22个，未铺砂浆的断裂26个，分别占各自接缝面60个的36.7%和43.3%。

总起来看，断裂数少的情况有以下几种：缝面坑洼不平、石子外露者，缝面用风砂枪冲毛者，混凝土为三级配者，这与一般的概念相同，说明缝面断裂数与缝面处理质量和混凝土浇筑质量密切相关。混凝土骨料粒径越大，水泥用量越少，对上下层结合不利，铺砂浆或增加砂率的必要性越大。二级配混凝土仓位，特别是高标号二级配混凝土，可以不铺砂浆。

2.4.4 三峡工程对施工缝不铺砂浆的试验和措施

三峡工程泄洪坝段使用塔带机浇筑混凝土，施工缝面铺砂浆存在较大困难，为了？ 繁＝街?质量又要方便施工，1998年11月-1999年1月，进行了水平施工缝铺砂浆与富浆混凝土对比试

验。试验块长39 m，宽21 m，试验层浇筑后，暂不上升，待混凝土达到28 d龄期以后，进行原位抗剪试验。试验条件为：混凝土200号，二级配、三级配、四级配，坍落度为5~7？。二级配混凝土采用原设计配合比，三级配和四级配混凝土分铺砂浆和不铺砂浆浇筑，铺砂浆采用原设计配合比，不铺砂浆混凝土分两种形式：一种采用原配合比，另一种增加3%砂率和6 kg/m？3的用水量（保持坍落度及水胶比不变）。试验取得大量成果，仅以抗剪强度为例，详见表5。

试验成果表明：施工缝面铺不铺砂浆其抗剪强度均大于1 MPa，可以满足层面结合质量要求；不铺砂浆的层面结合质量，只要施工正常，是可以达到与铺砂浆的层面相近效果，而采用富浆混凝土也可以改善不铺砂浆的层面结合质量；采用二级配混凝土比采用其他层面处理方法的结合质量较好。

根据国内外关于施工缝试验和处理措施，三峡工程决定施工缝采用迎水面6~7 m范围浇筑20 cm厚的同标号二级配混凝土，其余施工缝面浇筑40~50 cm厚的三级配富浆混凝土。从大量钻取的混凝土芯样观察，肉眼很难看出不打砂浆的混凝土施工缝缺陷，说明施工缝不打砂浆而采取替代措施是有效和成功的，值得推广应用。很重要的一点，好的施工方法，还要靠精心组织和精心施工来保证，在平仓振捣上狠下功夫，确保混凝土施工缝面的质量。□ （编辑：陆一芳）

收稿日期：2002-08-15

作者简介：陈福厚，中国三峡总公司咨询，教授级高级工程师。

采用金属板止水带，可改变水的渗透路径，延长水的渗透路线。在渗漏水可能含有腐蚀成分的施工环境中，金属板止水带能起到一定的抗腐蚀作用。在防护工程中，采用金属板止水带可确保工程的防护效果。金属板止水带也常用于抗渗要求较高、且面积较小的工程。 =============================================================================

橡胶止水带是利用橡胶的高弹性和压缩变形性的特点，在各种载荷下产生弹性变形，从而起到有效紧固密封，防止建筑构造的漏水、渗水及减震缓冲作用。在一般较大工程的建筑设计中，由于不能连续浇注，或由于地基的变形，或由于温度的变化引起的混凝土构件热胀冷缩等原因，需留有施工缝、沉降缝、变形缝，在这些缝处必须安装止水带来防止水的渗漏问题。

水带主要用于混凝土现浇时设在施工缝及变形缝内与混凝土结构成为一体的基础工程，如地下设施、隧道涵洞、输水渡槽、拦水坝、贮液构筑物 。

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对比一下，个人认为就成本及施工难度来看，橡胶止水带性价比可能要略为好一点。

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一、BW—96型遇水膨胀止水条

由高分子吸水膨胀材料和橡胶混练而成，是一种新型建筑止防水材料，遇水后能吸水膨胀，挤密新老混凝土之间的缝隙，形成不透水的可塑性胶体，为解决混凝土施工缝的渗漏问题，填补了止防水材料的一项空白。

二、BW—96型遇水膨胀止水条具有以下显著特点：

a、选用耐老化、耐水性极佳的氯化丁基橡胶作为主体材料，辅以其特定的材料，具有

可靠的耐久性；

b、具有自粘性，可依靠自身的粘接力进行搭接；

c、采用特殊加工工艺使无机及有机吸水剂与其他材料紧密结合；

d、具有极好的可塑性，可按用户要求提供产品；

e、材料无毒，不含有任何重金属盐类及有毒物质，不污染环境；

f、膨胀倍率可根据用户要求进行调整。

三、BW—96型遇水膨胀止水条具有显著特点：

a、遇水膨胀性能。当有水渗入已埋设了该止水条的缝隙时，它便膨胀，堵塞渗水缝隙，截断渗水通道，阻止渗漏，抗渗效果好。

b、整体膨胀性好，不解体，抗冲刷，压缩反弹性好，膨胀速度缓慢，膨胀潜力大，抗水压能力强，阻抗可≥2．5Mpa。

c、能用于施工水丰富的工程和雨季施工的工程，主体材料为无机矿物材料，所以耐老化，抗腐蚀，抗渗能力不受温度交替变化的影响，具有可靠的耐久性。

d、不粘性，安装使用简便，价格适中。

四、适用范围及条件：BW-96遇水膨胀止水条适用于混凝土施工缝、后浇缝的界面上，二次浇筑混凝土，能遇水膨胀彻底阻塞缝隙渗水，替代传统钢板止水带和橡胶止水带。广泛应用于贮水池、沉淀池、地下室、地下车库、地铁、隧道、涵洞防洪堤等各种地下建筑工程和水利工程。该止水条必须在大致封闭的约束条件下才能发挥堵水抗渗的作用。

五。使用方法；

a、现浇混凝土施工缝：将已施工的混凝土基面凿毛，将止水条剥离纸去掉，放入沿施工缝纵向宽度的中部，并给予压力使之紧密结合，每隔50cm用粘结剂粘搭接口处上下重叠并压紧，用水泥钉钉住。

b、混凝土裂缝：将裂缝凿成宽度各4cm的槽，将止水条嵌入缝内，压紧在槽底占槽深1／3处，将槽其余部分用水泥砂浆抹平，再用聚合物水泥涂料两遍。

六、注意事项：

a、粘贴界面应保持干燥。止水条应用于缝隙内部不得外露。

b、止水条与施工缝界面粘贴要紧密，沿施工缝伸展方向不得留断，不能被浮渣尘土等覆盖。

c、止水条要充分被混凝土包裹，包裹厚度>5cm。

d、止水条固定后至浇筑下道混凝土前，应避免被雨水或施工用水浸泡。

e、止水条存放及运输时，应避免潮湿和挤压，叠放不宜超过四层。

f、混凝土振捣时，应避免振捣棒触及止水条。