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工程技术 >> 防水工程

防水指南:地下室防水工程设计

      由于地下室工程属于隐蔽工程,且长期受到地下水位变化影响,甚至其本身就处于地下水包围之中,因此地下室工程防水是建筑工程的一个重要组成部分,其防水设计越来越为工程界所重视。但是地下室防水设计目前难以通过数值分析方法得出精确的解析,所以应对特定的建筑物防水体系有一个整体概念和宏观的控制,然后进行防水设计并通过试验来进一步保证防水体系的可行性。
 
  所谓地下室工程防水体系整体概念和宏观的控制是指不经数值计算,依据从地下建筑物结构型式、周边环境保护要求、渗漏机理、堵漏手段和以往工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来把握地下结构防水的总体布置、细部构造和补救措施的宏观控制。它是进行成功的防水设计的前提和基础。地下室工程的防水整体概念和宏观的控制不同于一般的屋面防水和外墙面防水,它有着自身的特殊内在规律。归纳总结得出主要通过三原则来具体化防水概念设计:
 
  1结构类型的导向性原则
 
  在地下室工程的防水概念设计中,地下室工程的结构型式应作为重要的导向性因素加以考虑。一个地下建筑物一旦其结构型式确定,就意味着结构构件的约束条件、承载模式、重要节点构造等结构要素基本确立,对于防水而言,以上结构要素将确定该地下结构固有的防水薄弱环节、重点设防部位和设防难点所在,如结构裂缝多发部位、混凝土浇筑时振捣困难部位及诱导缝设置部位等。
 
  福州某高层建筑工程位于福州市仓山区金山,总建筑面积111301m2,其中地下室面积13712m2。 1#~4#楼为18层建筑,高度54.4m,5#~6#楼为11层建筑,高度34.8m,该工程结构为框架剪力墙结构基础为预应力高强管桩,地下室为一层箱型基础,结构整体型好,不容易出现诸如地基沉降引起的裂缝,故采用结构自防水的形式较为合理。
 
  2结构自防水概念原则
 
  地下室工程结构,从防水的角度来看,就是一个部分或完全浸没在流动或相对静止的连续液态介质(如地下水)中的钢筋混凝土封闭或半封闭的空间。而防水工程的任务,则是阻止或控制地下水对地下结构的渗入,确保地下建筑物功能的正常发挥。由此可知,地下室工程的一个重要特点是其结构需长时期浸泡在地下水中,因此,在地下结构的概念防水设计中,结构的自防水是至关重要的,它应当作为整个防水体系的核心和主体,其它措施则作为加强和辅助手段。因为如果忽视了结构的自防水,完全指望另设的外防水,一旦外防水一点被突破,修补堵漏工作将不胜其烦,后果不堪设想。
 
  在具体应用到此工程上时,采用防水混凝土进行自防水,防水混凝土配合比为:
 
  水:水泥:砂:石:外加剂:掺合料=0.52:1.00:1.81:2.83:0.0233:0.167
 
  其中外加剂为BC-l高效防水复合液,掺合料为粉煤灰。
 
  防水混凝土对其材料有较严格的要求。
 
  2.1水泥
 
  为保证抗渗混凝土的强度,提高混凝土的密实性和抗渗性,宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,其强度等级以 32.5~42.5为宜,水泥用量不低于320kg/m3。本工程水泥用量为383kg/m3,满足此项要求。
 
  2.2细骨料
 
  宜选择细度模数在2.3~3.0之间的中砂,其含泥量不得大于3%,泥块含量不得大于1%。因为抗渗防水混凝土的水泥用量一般都较多,使用较细的砂容易产生裂缝,因此宜采用中砂。砂及石子的含泥量对抗渗性影响较大,泥土将严重降低水泥与砂石的粘结力,土粒体积不稳定,干燥收缩潮湿膨胀,对混凝土产生很大的破坏作用,因此,对防水混凝土砂石的含泥量应严格控制。本工程采用的砂细度模数为2.3,含泥量为0.8%,泥块含量0.5%均满足上面要求。
 
  2.3粗骨料
 
  粗骨料是混凝土重要组成部分,因此,粗骨料的强度、级配、粒径大小、形状、含泥量等都直接影响混凝土的强度和抗渗性能。混凝土在硬化过程中石子不收缩,而周围的水泥砂浆则产生收缩,石子越大,与砂浆收缩的差值越大,容易在砂浆与石子界面间产生细微裂缝和孔洞,成为压力水渗透通道。同样,石子粒径也不宜过小;否则,骨料的总表面积增大,需要包裹骨料的水泥浆也越多,水泥用量与用水量增加,导致混凝土收缩也增加,这样,就降低了混凝土的抗渗性能。
 
  通常情况下采用5~16mm,20~40mm两种规格的粗骨料来调配成连续粒级并控制石子的最大粒径不超过 40mm,针片状颗粒含量不超过15%,含泥量不大于1%,泥块含量不大于0.5%。本工程采用卵石最大粒径不超过40mm,针片状颗粒含量不超过 0.5%,含泥量不大于0.53%,泥块含量不大于0.3%,均未超过上述要求。
 
  2.4外加剂
 
  外加剂的品种繁多,因此应根据具体情况选用减水剂、防水剂等。这是因为混凝土在搅拌过程中所使用的水远远超过水泥水化所需要的水,多余的水则使混凝土的强度和抗渗性下降,所以,减水是抗渗的重要影响因素。因此,在配制防水混凝土时掺入适量的减水剂对改善混凝土的和易性、减少用水量、节约水泥用量、提高混凝土的密实性、强度、抗渗性都是很有好处的。BC-1高效防水复合液具有较大减水性能和防水功能,本工程采用 BC-1高效复合液,有效地阻止了地下水在混凝土中的渗透。
 
  本工程采用上述材料及配合比制成的防水混凝土经福建省建筑工程质量监督检测中心站检验,抗渗性能和抗压强度完全可以满足设计要求,现场察看地下室结构无任何渗漏现象。
 
  3考虑渗漏封堵的可操作性
 
  从多年的工程实践来看,理论上再严密的防水措施,在实际运用过程中都难以做到“滴水不漏”。事实上,在地下室工程中,结构出现渗漏是绝对的、必然的,而所谓“不漏”则是相对的、偶然的,或者换而言之,所谓“不漏”即是指处于可预测、可控制、可接受范围内的渗漏。因此,在进行地下结构防水概念设计时,充分考虑渗漏封堵的可操作性和设置适当的应急排水方案是很有必要的。可以采用以下三种方法进行封堵。
 
  3.1表面涂抹法
 
  常用材料有环氧树脂类、氰凝及聚氨酯类等,施工前要求混凝土表面坚实清洁,部分材料还要求表面干燥。以环氧树脂类的施工为例,其方法是先清洁需处理的表面,然后用丙酮、二甲苯或酒精擦洗,待干燥后,用毛刷反复涂刷环氧浆液,每隔3~5min涂一次,至涂层厚度达到 lmm左右为止。
 
  3.2表面涂刷加玻璃丝布法
 
  目前常用聚氨酯涂膜或环氧树脂胶料加玻璃丝布修补。以前者为例,其施工要点如下:将聚氨酯甲乙组分和二甲苯按 1:1.5:2的质量配合比搅拌均匀后,均匀涂布在基层表面上,涂完第一遍后,固化5h以上基本不粘手时,继续涂以后几层(一般涂4~5层),总厚度 ≥1.50 mm。若加玻璃丝布,一般加在第2至第3层间。
 
  3.3充填法
 
  用风镐、钢钎或高速旋转的切割圆盘将裂缝扩大,形成Ⅴ形或梯形槽,清洗干净后,分层压抹环氧砂浆、水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料或各种成品堵漏剂。当修补的裂缝有结构强度要求时,宜用环氧砂浆填充。
 
  3.4灌浆法
 
  常用的灌浆材料有环氧树脂类、甲基丙烯酸甲酯、丙凝、氰凝和水溶性聚氨酯等,其中环氧类材料来源广,施工较方便,在建筑工程中应用较广。甲基丙烯酸甲酯黏度低,可灌性好,扩散能力强,适用于修补缝宽≥0.05mm的裂缝。
 
  本工程虽然未出现地下室裂缝,但作为应急预案采用的混凝土堵漏的方法是压力灌浆补漏,该方法是将一定的材料配制成浆液,用压送设备将其灌入缝隙或孔洞中,使其扩散、胶凝或固化,以达到防渗堵漏,确保防水工程的防水功能。
 
 
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