人防工程結(jié)構(gòu)分析論文

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摘要：本文分析了影響人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的因素，探討了提高結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的控制措施，在結(jié)語部分歸納總結(jié)了提高人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的“一個(gè)理念、一個(gè)重點(diǎn)、四項(xiàng)手段”的解決方案。

關(guān)鍵詞：人防工程；結(jié)構(gòu)自防水；質(zhì)量

1前言

21世紀(jì)是地下空間作為重要資源開發(fā)的世紀(jì)，人防工程不僅在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期是國(guó)家防御體系的重要組成部分，在和平時(shí)期的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中同樣有著十分重要的地位，但是長(zhǎng)久以來地下建筑工程的滲漏已是建設(shè)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(fā)利用，每年不得不投入大量人力、物力、財(cái)力進(jìn)行維修，所以提高防水效果是當(dāng)前人防工程建設(shè)中需解決的重點(diǎn)問題之一。2001年新修訂的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108－2001）把結(jié)構(gòu)自防水明確規(guī)定為“應(yīng)選”，而不是舊規(guī)范的“宜選”，體現(xiàn)了以結(jié)構(gòu)自防水為主的思想，結(jié)構(gòu)自防水是人防工程防水的治本措施，提高結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量是提高人防工程最終防水效果的關(guān)鍵。根據(jù)自己親自參與人防工程設(shè)計(jì)、質(zhì)監(jiān)及施工的實(shí)踐，談?wù)勌岣呷朔拦こ探Y(jié)構(gòu)自防水中應(yīng)注重的幾個(gè)問題。想對(duì)當(dāng)前人防建設(shè)起到拋磚引玉的作用。

2影響人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的主要因素

2.1工程地質(zhì)方面。工程地質(zhì)對(duì)基礎(chǔ)的均勻沉降有重要影響，是影響人防工程防水效果的關(guān)鍵因素之一。湖南有些城區(qū)地質(zhì)狀況較復(fù)雜，巖溶和土洞均有不同程度的分布，屬地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的場(chǎng)地，如果工程地質(zhì)狀況未掌握清楚，地質(zhì)鉆探深度不到位或抄襲相鄰的地質(zhì)報(bào)告，工程地質(zhì)報(bào)告未正確反映土層性質(zhì)、地下水和土工試驗(yàn)情況，則會(huì)造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案欠佳，施工措施不到位，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)不均勻沉降，出現(xiàn)人防地下室滲水現(xiàn)象。

2.2設(shè)計(jì)方面。在認(rèn)識(shí)上，未真正樹立以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為防水之本的設(shè)計(jì)理念，在實(shí)際工作中往往重防水材料，輕防水混凝土。在設(shè)計(jì)時(shí)，強(qiáng)調(diào)防水混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，而對(duì)混凝土抗裂性能未引起足夠重視。細(xì)部結(jié)構(gòu)和配筋不合理，防水設(shè)計(jì)與工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未很好結(jié)合，結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)過于復(fù)雜。同時(shí)，人防專業(yè)設(shè)計(jì)單位缺乏，非專業(yè)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)人員掌握的人防工程設(shè)計(jì)知識(shí)參差不齊，造成人防工程設(shè)計(jì)問題較多，使工程質(zhì)量受到影響。

2.3施工方面。原材料質(zhì)量控制不良，坍落度控制不好，施工縫等細(xì)部結(jié)構(gòu)處理不當(dāng)，混凝土澆注后未按照施工規(guī)范要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。混凝土結(jié)構(gòu)自防水施工是個(gè)精細(xì)過程，必須合理地選用配合比、水灰比、坍落度等參數(shù)，把好混凝土澆筑、振搗關(guān)，注意養(yǎng)護(hù)時(shí)間和條件，否則將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)空隙，結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫。

2.4監(jiān)督管理方面。對(duì)防水工程質(zhì)量監(jiān)督檢查不嚴(yán)，未嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行工程全過程監(jiān)督檢查。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不夠規(guī)范，設(shè)計(jì)審查不嚴(yán)。施工前未認(rèn)真進(jìn)行圖紙技術(shù)交底，承包人未掌握防水施工要點(diǎn)，不少人防工程在建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵部位上，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督?jīng)]有完全到位。對(duì)監(jiān)理公司的監(jiān)督管理不嚴(yán)，素質(zhì)和技術(shù)管理水平不高，甚至存在無專項(xiàng)資格的監(jiān)理。

3提高人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的措施

3.1選用合理的結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)自防水是利用結(jié)構(gòu)本身的密實(shí)性、憎水性以及剛度，提高結(jié)構(gòu)本身的抗?jié)B性能，它要求結(jié)構(gòu)本身必須具備一定的剛度，而合理的結(jié)構(gòu)形式是提高結(jié)構(gòu)整體剛度的關(guān)鍵。因此，在結(jié)構(gòu)選型方面，應(yīng)根據(jù)防護(hù)要求、平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)使用功能、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件等因素綜合確定，避免結(jié)構(gòu)平面突變或斷面剛度突變，盡量使結(jié)構(gòu)平面選型規(guī)整，借以提升結(jié)構(gòu)的整體剛度。

3.2科學(xué)設(shè)計(jì)防止混凝土開裂方案。提高混凝土結(jié)構(gòu)自防水性能關(guān)鍵是控制鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生，在地下工程防水設(shè)計(jì)中，應(yīng)特別注重防止混凝土開裂的設(shè)計(jì)方案，從混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)及材料選用、鋼筋及拉結(jié)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(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度。提到防水混凝土質(zhì)量，人們自然想到如何提高強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)越高，單位水泥用量也就越多，水泥水化產(chǎn)生的熱量也高，收縮變形加大，結(jié)果導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂。因此，要根據(jù)使用功能、防水等級(jí)、工程埋深等，考慮適宜的人防地下室工程主體結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30，但也不應(yīng)過高，抗?jié)B等級(jí)應(yīng)根據(jù)工程埋置深度在S6～S12范圍內(nèi)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(qiáng)度和其他性能的前提下，通過優(yōu)選砼配合比，盡量減少水泥用量。二是嚴(yán)格骨料質(zhì)量，特別應(yīng)重視粗骨料的選擇，宜選用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好、空隙率和含砂率小的石料。三是摻用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shí)性，增強(qiáng)砼后期強(qiáng)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(bǔ)償收縮混凝土。補(bǔ)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(chǎn)生時(shí)間，提高了混凝土抵抗收縮應(yīng)力的能力，從而減少了收縮裂縫的數(shù)量。

3.2.3鋼筋布置的設(shè)計(jì)。一是適當(dāng)增加墻體水平構(gòu)造筋。墻體受力鋼筋過多，水平構(gòu)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(chǎn)生，可以采用螺紋鋼筋，并適當(dāng)減少水平構(gòu)造筋的間距，增加墻體水平構(gòu)造筋，以提高混凝土極限拉伸強(qiáng)度。二是合理設(shè)計(jì)拉結(jié)筋結(jié)構(gòu)。在設(shè)置拉結(jié)筋時(shí)，采用“梅花型”布置，盡量少而精。雙面配筋采用統(tǒng)一的模數(shù)確定鋼筋間距，保證雙面鋼筋交叉點(diǎn)連線垂直于鋼筋網(wǎng)。在拉結(jié)筋中間焊接止水環(huán)，或?qū)⒗Y(jié)筋與模板拉桿二者結(jié)合起來，合設(shè)一個(gè)止水環(huán)。

3.2.4防止基礎(chǔ)不均勻沉降。在開始設(shè)計(jì)前，要取得全面、準(zhǔn)確的工程地質(zhì)情況資料。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意上部結(jié)構(gòu)的均衡布置，以減少上部荷載不均導(dǎo)致沉降差，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以控制變形值為主，設(shè)計(jì)單位必須進(jìn)行基礎(chǔ)最終沉降量和偏心距離的驗(yàn)算。巖溶和土洞有不同程度分布的人防工程，應(yīng)對(duì)持力層范圍內(nèi)的巖溶、土洞進(jìn)行相應(yīng)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(shè)置沉降縫。

3.3提高防水混凝土的施工質(zhì)量

3.3.1控制好原材料的質(zhì)量。混凝土的原材料必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、施工及驗(yàn)收規(guī)范和設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定。在施工前進(jìn)場(chǎng)材料必須現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢驗(yàn)，達(dá)不到要求不得使用，重點(diǎn)控制好水泥的用量、強(qiáng)度，砂石含泥量及級(jí)配，要通過增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰等來減少水泥用量，避免混凝土實(shí)際強(qiáng)度超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度，提高抗裂性能。

3.3.2把好混凝土澆筑、振搗關(guān)。混凝土應(yīng)分層澆筑、分層振搗，相鄰兩層澆筑時(shí)間應(yīng)根據(jù)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(jié)合。混凝土泵送入模時(shí)，應(yīng)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(yīng)先根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)振搗點(diǎn)，振搗時(shí)間一般為10～30s，以混凝土開始出漿和不冒氣泡為準(zhǔn),避免漏振、欠振和超振。

3.3.3選擇合理的混凝土坍落度。實(shí)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(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫越少。用于防水的商品混凝土入模坍落度應(yīng)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(shí)又保證可泵性，應(yīng)選擇質(zhì)量好的混凝土輸送泵，最好選用進(jìn)口混凝土輸送泵。

3.3.4設(shè)置、處理好細(xì)部構(gòu)造。混凝土應(yīng)盡量做到連續(xù)澆筑，不留或少留施工縫。施工縫的設(shè)置，主要考慮一次混凝土澆筑強(qiáng)度和有效控制混凝土的收縮裂紋，在施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土前，對(duì)接縫表面應(yīng)進(jìn)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(shè)計(jì)需要設(shè)置后澆帶的地方應(yīng)提高施工質(zhì)量，采用補(bǔ)償收縮混凝土，其配合比應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定，施工前，應(yīng)將接縫面用鋼絲刷認(rèn)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(yǎng)護(hù)工作。抗裂防水混凝土由于摻加了大量礦物摻合料，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)一般較為緩慢，后期強(qiáng)度有較高的持續(xù)增長(zhǎng)，因此拆模時(shí)間和養(yǎng)護(hù)制度與普通混凝土不同，混凝土側(cè)模的拆除時(shí)間一般比普通混凝土晚2d，嚴(yán)禁過早拆模。混凝土終凝后應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d，以防止在硬化期間產(chǎn)生干裂。

3.4加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理，把好設(shè)計(jì)審查、施工監(jiān)督、竣工驗(yàn)收關(guān)

3.4.1堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)把設(shè)計(jì)審查關(guān)。要選擇有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。抓好施工圖設(shè)計(jì)審查，對(duì)不符合人防工程建設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范、強(qiáng)制性條文及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的施工圖，提出審查修改意見，由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修改，經(jīng)審核批準(zhǔn)后方可施工。進(jìn)行設(shè)計(jì)交底和圖紙會(huì)審，使施工單位熟悉設(shè)計(jì)圖紙，了解工程特點(diǎn)和設(shè)計(jì)意圖以及人防工程施工的質(zhì)量要求等。

3.4.2跟蹤到位，嚴(yán)把施工監(jiān)督關(guān)。人防工程質(zhì)監(jiān)部門要對(duì)建設(shè)、勘查設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位在工程建設(shè)中作出的具體質(zhì)量行為合法性進(jìn)行監(jiān)督檢查，對(duì)每一項(xiàng)報(bào)監(jiān)工程制定質(zhì)量監(jiān)督計(jì)劃，對(duì)關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部位、關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)行跟蹤監(jiān)督檢查，采取法律、經(jīng)濟(jì)、行政手段及時(shí)糾正問題，嚴(yán)防不合格的工序質(zhì)量形成或進(jìn)入下一道工序。建設(shè)、施工單位要建立健全質(zhì)量管理制度，設(shè)置工序控制點(diǎn)，把好工程材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)，加強(qiáng)施工過程質(zhì)量控制，杜絕隨意變更設(shè)計(jì)和不按審查批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)圖紙施工現(xiàn)象的發(fā)生，確保設(shè)計(jì)、施工方案和質(zhì)量保證措施在實(shí)際工作的落實(shí)。

3.4.3規(guī)范管理，嚴(yán)把竣工驗(yàn)收關(guān)。利用人防工程竣工驗(yàn)收備案這一強(qiáng)制手段，強(qiáng)化監(jiān)督管理，檢查設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)的工作成效，對(duì)存在的問題要求及時(shí)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(shí)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(shè)備用房，其中，主樓地下二層設(shè)有部分人防地下室，防水等級(jí)為一級(jí)。近年來，由于結(jié)構(gòu)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(duì)結(jié)構(gòu)自防水問題認(rèn)真對(duì)待，確定“綜合治理，以混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主”的防水原則，重點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)自防水采取了以下措施：

4.1強(qiáng)化地質(zhì)狀況調(diào)查，采用合理的主體結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)該工程所在地的地質(zhì)情況，對(duì)持力層范圍內(nèi)的巖溶、土洞進(jìn)行了相應(yīng)處理，設(shè)人防地下室的主樓基礎(chǔ)形式通過采用復(fù)合地基和調(diào)整樁基的樁長(zhǎng)、樁數(shù)、樁徑等來調(diào)整各部分的沉降量。地下室布置規(guī)整，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)選型方面提高了結(jié)構(gòu)整體剛度。

4.2優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)。混凝土配合比經(jīng)與混凝土廠家反復(fù)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340kg、河砂649kg、碎石1058kg、粉煤灰73kg、礦碴73kg、緩凝高效減水劑7.29kg、水180kg，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(diǎn)是通過摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰和礦碴(每m3混凝土摻入量達(dá)146kg)，減少了水泥用量，降低了混凝土最高絕對(duì)溫升，同時(shí)節(jié)約了成本。

4.3嚴(yán)格施工工藝和方法。嚴(yán)格控制混凝土坍落度，當(dāng)坍落損失后不能滿足施工要求時(shí)，加入原水灰比的水泥漿或二次摻加減水劑進(jìn)行攪拌，嚴(yán)禁直接加水。嚴(yán)格控制混凝土入模溫度，避免在高溫時(shí)段灌注混凝土。主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，采用合理振搗方法，拆模時(shí)間不宜過早，混凝土養(yǎng)護(hù)及時(shí)到位，采用混凝土養(yǎng)護(hù)自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。

4.4加強(qiáng)工程質(zhì)量的監(jiān)督。對(duì)設(shè)計(jì)中存在的問題提出了審查修改意見，經(jīng)再次審核批準(zhǔn)后施工。制定了該項(xiàng)目質(zhì)量監(jiān)督方案，對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督抽查驗(yàn)收。

該人防工程地下室建成近一年來，工程質(zhì)量完好，未出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，取得了良好的效果。

5結(jié)語

以上是多年來自己從理論到實(shí)踐從事人防工程設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)監(jiān)工作中的點(diǎn)滴體會(huì)，是對(duì)人防工程結(jié)構(gòu)自防水問題的研究和探討，總的來說可以歸納總結(jié)出提高人防工程結(jié)構(gòu)自防水質(zhì)量的“一個(gè)理念、一個(gè)重點(diǎn)、四項(xiàng)手段”的解決方案。即樹立“混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主，防排結(jié)合”的理念；以防止混凝土開裂為重點(diǎn)，提高人防工程防水耐久性；采取“四項(xiàng)手段”：一是選擇規(guī)整的結(jié)構(gòu)平面形式，二是從混凝土強(qiáng)度選擇、優(yōu)化配合比、鋼筋及拉結(jié)筋布置、防止不均勻沉降等方面科學(xué)設(shè)計(jì)防止混凝土開裂的方案，特別是針對(duì)龍巖優(yōu)質(zhì)粉煤灰較多情況，在保證混凝土強(qiáng)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(zhì)量，特別是在許可的范圍內(nèi)盡可能降低混凝土坍落度，把好混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)關(guān)，四是加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理，做好防水混凝土施工前、施工中和竣工的全過程質(zhì)量監(jiān)督管理。希望能對(duì)提高人防工程結(jié)構(gòu)自防水有所幫助，不當(dāng)之外，請(qǐng)批語指正。

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