3 混凝土實際強度偏高是結構防水效果不良的主要原因
一提到混凝土質量，人們自然想到的重點是如何提高強度指標和抗滲指標。造成這一概念的原因是多方面的，包括受到《規範》的制約，以及防水混凝土檢測標準不科學等因素的影響。實際上這是乙個誤區，因為強度、抗滲標號越高，越容易開裂。
在c30s8防水混凝土施工中，經常出現「指標」達標，但防水效果卻不達標的現象。由於重視「強度指標」、「抗滲指標」而無抗裂檢測標準和手段，以及設計單位片面追求高強度和高抗滲，應考慮混凝土的抗裂強度。因此，正確的概念應當是如何提高防水混凝土的抗裂性。
大量實踐證明，要解決地下結構防水、防腐，必須徹底解決裂縫問題。否則一旦開裂，結構的抗滲、防腐、耐久性都成為空話。
混凝土實際強度偏高是造成地下結構防水混凝土出現規律性開裂的主要原因，在深圳地鐵部分出現開裂的車站中，對主體結構c30s8防水混凝土實際強度的不完全統計發現：試塊強度代表值介於54．8--60．0mpa之間，達到設計標準強度的183％～200％。c30s8混凝土的實際平均強度為標準強度的190％，嚴重超強，詳見表1。
表1 部分出現開裂的車站主體結構混凝土強度統計表
由於車站主體結構c30s8防水混凝土的實際強度大大超出設計強度，對混凝土抗裂效能非常不利，隨著混凝土齡期增長，以及各種環境因素的變化，造成地下結構普遍出現規律性開裂。
4 水泥用量和坍落度是影響混凝土開裂的兩個主要因素
根據大量混凝土自防水技術措施和施工工藝的調研，並通過對混凝土實際強度偏高的眾多因數進行的對比實驗，發現水泥的用量和坍落度是混凝土產生裂縫最敏感的兩個因素。
4．1 混凝土最小水泥用量
《岩土工程勘察規範》(gb 50021－94)第13．4．1條規定：「水對混凝土結構腐蝕的防護措施，宜符合下表2的規定」。
表2 混凝土結構腐蝕防護措施要求表
眾所周知，水泥用量越多、強度越高，抗裂性越差。因此，深圳地鐵將人、財、物集中在防止混凝土開裂的科技攻關，經過深入研究發現：大幅度降低水泥用量而同時增加優質粉煤灰用量是最有效的防滲、抗裂措施之一(見表3)；與此同時，主體結構設計強度不宜超過c30，設計抗滲指標不宜超過s8，因為實踐證明：
抗滲標號越高，越容易開裂。
表3 某車站裂縫實測記錄表
4．2 混凝土坍落度
通常為了施工方便等原因承包商會將混凝土坍落度提高，我們通過現場調研發現：降低混凝土坍落度是解決裂縫的另乙個有效的途徑。在同等條件下，混凝土坍落度越小，混凝土早期收縮越小，施工後主體結構出現的裂縫越少，詳見表4的現場實驗抽樣表。
表4 不同坍落度各齡期收縮表
現場例項：在深圳地鐵某車站主體結構施工時，混凝土坍落度控制在150mm以內，發現其車站主體結構l00m的內牆就出現裂縫4．5條。而在同等條件下，當特別要求其混凝土坍落度控制在120mm以內時，該車站主體結構104．4m的內牆僅出現裂縫2條，這就是說裂縫減少了50％。
5 系統解決方案
清華大學在高效能混凝土方面的研究給了我們很大的啟發，也使我們減少水泥用量、增加粉煤灰的比例有了強有力的技術支援。根據前述的研究分析，對地鐵結構防水制定了系統解決方案，首先將深圳地鐵一期工程防水原則「以防為主」修改為「以混凝土結構自防水為主」，並提出以下具體措施：
5．1 嚴格控制主體結構的實際強度在滿足荷載條件的前提下，盡可能選用中等標號的混凝土，主體結構防水混凝土的設計標號不得超過c30s8。
5．2 優化配合比設計減少水泥用量，增加優質粉煤灰，或增加其他水硬性膠凝材料如磨細礦渣比例，明確規定水泥用量不超過280kg／m3，優質粉煤灰不低於膠凝材料的30％。
5．3 嚴格控制混凝土的坍落度同時注意在降低坍落度時必須配置相應的施工裝置，明確坍落度的最高限值，即車站控制在l00mm以內；區間控制在120mm以內。為達到此目標，目前國產混凝土輸送幫浦的質量是降低坍落度的最大障礙，故建議採用進口混凝土輸送幫浦。
5．4 由於地鐵結構抗裂是地鐵工程質量的關鍵，確保每乙個施工環節優質可靠，在主體結構的施工中應做出以下規定：
5．4．1 主體結構施工，縮短施工縫間距很重要，其分段長度宜控制在16m以內，底板、邊牆、中板、頂板應分別灌注。
5．4．2 嚴格控制混凝土的人模溫度，一般應不高於30℃，特殊情況不高於32℃，應盡可能避免在高溫時段灌注混凝土。
5．4．3 對採用排樁複合式結構的圍護結構，其樁柱間用噴射混凝士找平，並堵漏修補，同時必須在圍護結構無滲漏條件下施作內襯，以確保二次混凝土灌注質量。
5．4．4 主體結構施工時應採取多項防止混凝土開裂的有效措施，主要的有：拆模時間不宜過早；混凝土的養護要及時到位；全面推廣混凝土養護自動水噴淋系統等。
5．4．5 混凝土按相同標號的普通商品混凝土計價，並由商品混凝土**商提供優質、高效的混凝土輸送幫浦，可使混凝土的坍落度大幅降低。
6 結論
通過對深圳地鐵車站結構防水的研究以及幾年來的實踐，對地鐵結構防水問題歸納總結出了「乙個理念、乙個重點、兩個手段」的系統解決方案。
「乙個理念」就是結構防水設計中要以「混凝土結構自防水為主，防排結合」作為原則；「乙個重點」是防止混凝土開裂為重點；「兩個手段」一是減少混凝土中水泥用量增加優質粉煤灰，二是降低混凝土的坍落度。
正是由於綜合運用了上述系統解決方案，深圳地鐵已竣工的車站及區間主體結構，在今年雨季(一段時間雨量很大)經受住了考驗，取得了可喜的成果。
注：深圳港創混凝土公司進行了全程跟蹤實驗，並提供了大量可靠的科學實驗資料，為技術決策起了重大作用，藉此表示感謝!
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