地下室防水构造设计及施工存在的相关问题及解决办法

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地下室防水构造设计及施工存在的相关问题及解决办法构造设计1主体防水1.1混凝土自防水混凝土自防水主要措施是混凝土级配合理、掺减水剂与膨胀剂。与设计有直接关系的是掺膨胀剂。膨胀剂应当选用高效膨胀剂(膨胀率≥0.35%的膨胀剂),高效膨胀剂目前均属旋窑生产,品质稳定。而非高效膨胀剂,用于钢筋混凝土抗裂,效果不佳,且大多是立窑生产,质量不稳。另外,使用非高效膨胀剂,掺量较大,含碱量难以控制,可能导致混凝土其他品质的下降,如坍落度损失较大,甚至引起抗压强度的降低。但工程实践中,掺膨胀剂而失败的更多原因还是选用不合格品,掺量不足以及未按工法严格施工,特别是养护不到位。如有条件,可采用混凝土6od强度作为设计强度,并采用减小配筋直径,同时增加配筋密度的措施减少混凝土的裂缝。在混凝土中掺加纤维主要用来增加混凝土的韧性及表面耐磨、抗裂,多用于薄型混凝土或混凝土预制构件。若在大体积、厚底板(壁)中使用纤维混凝土,应进行经济比较。2外防水建筑工程地下室一向强调外防水。外防水通常以柔性为主,应当是全断面防水,侧壁外防,底板内防的做法不可取。强调外防的主要原因,是防水的同时要考虑混凝土的防护,使其免受有害地下水的侵蚀。地下混凝土工程的耐久性,也就是钢筋混凝土地下室的寿命,应放在百年以上来考虑。目前许多开发商,要说服他们多考虑二、三十年,是很困难的,尽管每一个工地都忘不了挂“百年大计”的牌子。作为设计人员,应当清醒地认识到,一个建筑,不仅是业主的利益所在,更涉及社会与公众的利益。因此,应当按“国家是第一用户”的原则行事。深圳有一幢一类高层建筑,在地下水有腐蚀的情况下,甲方、施工、监理合伙坚持取消外防水,理由只是赶几天的工期,实在是鼠目寸光。1.3氡污染关注公众健康是国家最基本的政策。因此,地下工程中,在人员长期停留的场所,还应充分考虑防潮。说到防潮,主要是防止地下氡污染。据有关资料记载,室内氡污染,被联合国列为十项最具危险性的灾情之一。据国际抽样调查,有20%的住宅地下室存在氡污染。美国将氡污染列为肺癌第二大诱因,每年致2万人死亡。而我国的地下室,有资料认为,100%需要进行氡防护。氡主要通过地下水渗漏被搬运并聚积在地下室内表面,形成具有很强的αβγ放射性固体微粒到组成的放射性薄层。人在高氡场所将受放射影响,或直接吸入氡气,严重威胁健康。因此,地下氡防护最起码的构造措施就是防水防潮。仅设混凝土自防水或不设柔性附加防水的地下室,一般来说只能防水而不能防潮。因为混凝土是多孔的材料,属刚性防水层,一般来说是透气的,不防潮。1.4附加防水自防水混凝土既然是透气的,也就是说它不是绝对不透水的材料。根据测定,抗渗等级为S8的防水混凝土,渗透系数为5×10-10~8×10-10cm/s。有些地下工程,须防地下水浸蚀时,混凝土渗透系数要求为l0-11cm/s,而要达到这一数值,单靠自防水混凝土,抗渗要求高达S20以上,显然代价太大。因此,防水等级为一、二级的工程,设计附加防水层是必要的。根据,“刚柔结合”的原则,附加防水层选用柔性防水层更为合理。选用了柔性防水层,当然要置于迎水面。置于背水面时,只用于带内衬的地下室。刚性防水涂层,可以用于背水面,也可以用于迎水面。但就目前国内地下室防水综合技术水平而言,笔者主张还是用在背水面。理由是:刚性防水涂层,比如无机防水涂层,最好是“复合”用在防水等级为一级的地下室工程。一级工程的上体附加防水层可以选择两道,一为柔性在外,一为刚性在内,不失为一种较好的组合。刚性防水涂层还常用于防水失败后的补救措施,当然只能用在背水面。1.5连续墙将连续墙加厚,与衬墙合二为一,并非好思路。近年来,这种作法屡有介绍,并急急忙忙宣布成功,但真正防住水的工程实例比“一举成功”的文章少得多。连续墙连泥带水浇筑混凝土,虽然研究了许多好的接头方法,也有水下不分散混凝土的应用,但要真正防住压力水,谈何容易。不必重复走这样的弯路,还是另加内衬墙的办法比较合理。连续墙内与衬墙之间设置滤水层,当然要在衬墙施工前,对连续墙实施全面的认真的堵漏防渗。这样的设计,总厚度并不比合二为一的方案大,因此,从设计思路上讲,就更无必要做得不偿失的事情了。1.6地下室顶板地下室顶板除了要作连续的柔性附加防水之外,还应当根据实际需要设置其他构造层次:回填土要设隔离层与保护层;种植土要设滤水层与保护层,或者隔离层、保护层、滤水层。如果种植土较厚,不设滤水层也可。没有回填土而直接设广场,则须考虑设置绝热层,北方考虑保温,南方考虑隔热。绝热层还要结合使用要求考虑车行荷载的影响。地下室顶板若为室内地坪时,地下室侧壁的防水应与外墙防水用密封材料衔接,位置可在室外散水以下。在少雨地区,如外墙不设防水,地下室侧壁的防水应做至室外地坪以上500mm处。如外墙为粘贴饰面,则这500mm高的防水应改为聚合物水泥砂浆,其与地下室侧壁的附加柔性防水层相接仍然用密封材料,位置在室外散水之下。1.7地下饮用水池地下饮用水池,在作内防水的同时,仍然要作附加外防水,这个外防水不能省(指与地接触面)。顺便提提地下水池导流墙。导流墙对水池内防水的设计施工将带来不便。导流墙本意是水体流动,减少微生物繁殖。实际上,导流墙的设置大大增加了水池内表面积,并形成大量阴阳角,不仅对微生物的附生提供了更多的机会,而且不利于内防水涂层的施工质量,很有些得不偿失。实际上,合理安排进出水口,也能减少死水角,况且,目前已有防菌无毒瓷质涂层,能够有效地抑制菌类的生长繁殖,因此导流墙的作法,不如去之为快。2节点防水2.1变形缝所有地下防水设计的节点中,变形缝是最复杂的,失败率也是最高的。为此,建议在地下室排水系统设计时,尽可能考虑在变形缝附近设置集水坑或排水明沟,以防止万一渗水后,采取导流措施,不影响正常使用,也有利于堵漏注浆等补救工作的开展。地下室一般不考虑设置温度变形缝,抗震缝一般也不设在地下室。实际上,地下室设置的变形缝主要是沉降缝。因建筑各部分刚度变化较大而设置的抗震缝并不多。从防水的角度看,变形缝的宽度宜小不宜大,超过40mm宽,就应慎用。因此,建筑专业在方案或初步设计阶段就应注意到这些问题,避免在多层地下室的多层部分设置变形缝;或与结构专业密切配合,采取必要的措施,如控制设计沉降量,避免在平、剖面复杂之处设置沉降缝。在面积很大且进深也较大的地下室设置变形缝,应将平、剖面在缝处设计成“葫芦腰”状,以便只在细腰处设缝,也就是说,在缝两侧设置双墙,只在必要的通道处设置变形缝。双墙之间的净距应便于拆摸及防水施工。将双墙设计成并靠在一起,后施工的一侧按外防内贴的作法,似还值得商榷。变形缝两侧应考虑避开明、暗梁柱,以便止水带的安装固定不受箍筋的影响。最简单的办法就是两侧各挑出350mm,令此范围内,只有构造配筋,可以方便地采用钢筋套夹固定止水带。鉴于止水带两侧混凝土的施工质量失败率相当高,建议采用柔性“三通串筒”给料,配以两侧同步震捣,使止水带两侧总是同时浇筑混凝土,避免了柔性止水带由于施工原因的变形偏转。在厚底板处连续设置数个止水带的方法不可取。因止水带下混凝土本来就不易浇筑密实,数带叠设,令带下更易滞积气泡。水平止水带采用盆型安装,情况可能会得到改善,但整个带的安装不平服,可能出现折皱,特别是采用不锈钢翼板的塑料止水带,现场交圈有一定的难度。说到交圈,PVC止水带采用热熔焊,明显好于橡胶止水带的钢板热压粘贴。为解决现场交圈的困难,最好由工厂按尺寸定制,加工成环,这对于不锈钢翼板的塑料止水带尤为重要。2.2施工缝施工缝中,传统的台阶缝、企口缝、凹缝、凸缝以及钢板止水带,原理上都是延长渗水路线,等于加大了混凝土的厚度。这一原理本身并不完善。通过延长渗水去解决长期压力水作用下的渗水,只是没有更好的办法时的办法。现代混凝土的施工技术及外加剂的使用,使缝的存在不一定是必然的,曾有工程竣工后,在缝处抽蕊取样,实验表明缝处两侧混凝土的结合程度与混凝土内部并无明显差别。因此,缝处混凝土的防水,关键是保证混凝土自身的施工质量。而上述各种作法,都在延长了渗水路线的同时,降低了混凝土的施工质量,主要是振捣不密实以及产生短路裂缝。钢板止水带,只要两侧认真清理,情况会好一些。本文建议的构造作法,主要是外贴式止水带、缓膨型膨胀胶条或缓膨型遇水膨胀腻子条,还有渗透结晶型防水涂层。胶条用在预留嵌槽且槽内表面坚实光滑的情况下,腻子条则用在表面不太规则的混凝土表面,渗透结晶型防水涂层施工最方便,但建议不要单独使用。遇水膨胀胶条或腻子,原理上较科学,实际操作上也有失败。应当改进选材和施工。有些新出版的书刊和图集,将台阶缝扩大成三级,或者将台阶与止水板复合使用,是比较脱离实际的,设计人员在选用时应当注意。值得一提的是止水板,笔者认为钢板好过柔性带,后者应用在有变形之处,而施工缝处一般认为没有变形,与混凝土的结合,后者也不如前者。钢板止水带与缓膨型遇水膨胀胶条或腻子条复合使用,可能是较好的一种选择,因为胶条(或腻子)紧贴钢板与混凝土,浇筑混凝土时不易移位。其实困难的是垂直施工缝。垂直缝建议选用带钢丝骨架的缓膨型遇水膨胀胶条或腻子条,用混凝土钉固定,同时在修理过的坚实而干净的基层上,经喷水湿润后加作渗透结晶型防水涂层并紧接着浇筑混凝土。当然胶条或腻子条总是在最后再装上去才好。2.3后浇带后浇带也可以采取上述构造措施。后浇带的其他作法包括采用一次性带鳞状孔的钢模。模支撑前,应在周边先支撑木方,钢模固定在木方上。钢模浇入混凝土之后,并不延至混凝土表面,不形成渗水通道。这种构造显然比采用数层钢丝网要合理得多。数层叠加的钢丝网,在一次浇筑前的清理工作中,不清不好,清又清不净,影响此处施工缝的浇筑质量。后浇带由于连续钢筋的粗而密,常给清理工作和固定遇水膨胀腻子条带来困难。如能将止水条与一次性钢模结合起来,在钢模两侧预先固定止水条,则防水效果可能更好。一次性钢模的缺点是:先后浇筑的混凝土,其粗骨料的嵌固被阴隔。因此,将后浇带改为加强带的作法就值得积极研究。只要作好施工组织设计,令混凝土的配料、搅拌、运输与现场浇筑紧密配合,并采取一次振捣及超时界面处理,就不失为一种好的选择,它可以将后浇带固有的诸多不便一扫而光。关于后浇带超前止水,方法很多,需要注意的是,地下室部分的施工组织设计的审查,应有设计单位参加,以便从基坑开挖及垫层浇筑之前,就确定一个完整的超前止水的实施方案。否则,施工中途可能发现:超前止水并不仅仅是施工的问题,到这时,才提出设计修改要求,就会影响整个止水方案的完整性与合理性。超前止水还应贯穿在整个工程的全过程之中,直到回填土完成。和要应注意的是采取适当措施,防止地表水、养护水及垃圾杂物的落入,必要时,应结合地下室平面排水系统的设计在底板后浇带附近设置集水坑,便于后浇带浇筑前的最后清理。不采用超前止水时,也应设置集水坑,可按上述方法设在地下室室内,也可临时设在地下室室外。2.4止水环地下室穿墙管线,包括支撑用螺栓所使用的止水环,均建议与遇水膨胀腻子条复合使用,理由如前所述,仅仅是延长渗水路线,不是很好的办法。穿墙管、线、螺栓都应采取防止转动的措施。最简单合理的办法是将止水环外形改为非圆形,比如小环为方形,大环为六边形,其他方法则可能影响止水条的固定。大直径的预理套管,管底宜适当开口,防止混凝土在此处虚空。套管与管道,须在穿至混凝土表面处设置凹槽,用密封材料密封。穿越地下室侧壁的群管,应集中设置,作在预理钢板箱盒内,管道安装完毕,再于箱盒内浇筑混凝土。盒周边迎水面一侧,应加作柔性防水涂层。直接在混凝土上预留洞口的方法不是好办法。在预留箱盒或预留洞内浇筑混凝土时应配合注浆。2.5桩顶防水桩顶不须设防水的观点是站不住脚的。但应在柱顶截断钢筋,将附加防水层连续作好。对于高层建筑,结构要求与承台固结的桩顶,可采用聚合物水泥砂浆防水。聚合物水泥砂浆须经试验,精确配比,以保证抗渗强度达到设计要求的同时,满足抗压强度的要求。国家标准图选用的是渗透结晶型防水涂层;国外多是喷涂环氧砂浆。桩顶的防水层是刚性的,与底板的柔性附加防水层应在垫层交接处用密封材料衔接。桩顶作水泥砂浆找平,是完全错误的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