地下防水工程渗漏原因分析及防水措施

[12-11 16:59:29]   来源:http://www.tmgc8.com  建筑设计   阅读:3369

通过分析地下防水工程渗漏产生的原因,从工程防水设计、技术、细部构造、施工过程、成品保护以及使用和维护方面提出了防水措施,为相关地下防水工程的渗漏防治提供参考。

关键词:地下防水工程 渗漏 原因分析 防水措施

0 引言

随着建筑业的不断发展,我国大中城市新建建筑物多向高层和地下发展,在地下兴建地下商场、地铁、停车场、人防、变电站等,这些地下工程对防水要求提出很高的要求,尤其在沿海地区,工程地质、水文地质条件差,地下水位高,地下工程常年处在地下水中。为保证地下工程的结构安全、使用功能以及使用寿命,做到地下工程不发生渗漏,很有必要对地下防水工程渗漏原因进行分析,并在设计、技术、施工过程、成品保护及使用和维护方面采取相应防水措施,做到防患于未然。

1 地下防水工程渗漏原因分析

1.1 混凝土结构裂缝引起渗漏

1.1.1 结构受力分析 ①虽然大部分工程在勘查、设计阶段考虑了工程地质、水文条件,但建筑物地基的不均匀沉降仍然存在,这种不均匀沉降可导致地下结构变异,某些部位产生应力集中区,使混凝土产生裂缝。②在基础回填以后,地下墙体承受来自土体、水体及地面荷载作用产生的侧压力,同时地下工程长期处于较为复杂的环境中,在此期间会对整个结构产生影响,导致结构变异,一旦变异发生,结构会出现裂缝。

1.1.2 化学、物理分析 温度、湿度的变化以及化学反应都可引起混凝土收缩变形、开裂。其中地下工程中大体积混凝土施工比较常见,由于水泥水化热引起混凝土内部和表面、表面和环境之间存在较大温差,这种温差引起混凝土结构开裂。

1.2 选材不当引起渗漏

1.2.1 防水材料选择不当 目前建筑防水材料大体上可分建筑防水卷材、防水涂料、堵漏和密封材料等。每种材料又可根据材料成分分为多种类型,每种类型的防水材料各有其特性,如果未根据工程的部位、条件、所处的环境、建筑的等级、功能需要,选用适当的材料,发挥各类材料的特性,在工程中也容易出现渗漏情况。

1.2.2 外加剂选择不当 目前防水混凝土外加剂成百上千种,这些外加剂中有些作用很突出,有的作用很微小,有的根本就没有什么作用,甚至有害。即使作用突出的外加剂,使用不当也会带来相反的效果,因此使用外加剂必须谨慎,方法必须得当。

1.3 防水体系失效引起渗漏

1.3.1 基础底板防水失效 基础工程防水做法一般采用在基础底板下做防水层,并将基础底板做成抗渗自防水混凝土。由于自下而上的施工顺序,防水层职能做在基础下部混凝土垫层上。防水层赖以存身的垫层是为方便施工所做的辅助工程,它的上部是工程桩支撑的建筑体,其沉降量和沉降速率都很小;下部是无均匀压实土体,当土体受到扰动或长期浸泡在水中时,很容易出现较大沉降和局部较快沉降[1]。当下部沉降大于上部沉降时,防水层与上部基础脱离。且上部建筑压力是不均匀、不规则的,沉降是不平衡的,产生的不平衡力造成垫层折裂,这将最终导致基础底板防水体系失效。

1.3.2 节点构造防水失效 ①地下结构设置的变形缝、伸缩缝、沉降缝以及“后浇带”是结构防水的关键部位,在处理地下防水事故中,变形缝处漏水很大一部分,凡是这种部位漏水都比较严重,有时形成水流沿缝而出,难以处理。这些部位漏水多半是因变形缝间止水设施失效。②由于干缩和冷缩拉动钢板止水带(止水条),致使止水带(止水条)与混凝土交界缝变成活缝,从而出现漏水现象,首都机场T3A地下室局部渗漏就是这种情况[2]。③后凿与后埋会破坏已做好的防水层,使防水层成为不连续的整体。另外在凿洞、凿槽时的冲击、振动会使洞、槽周边的混凝土产生裂缝,形成渗漏水隐患。

1.4 施工过程不当造成渗漏

1.4.1 基础不均匀沉降 施工过程中地基处理不好,基础将会产生不均匀沉降,造成基础底板和墙体开裂以及防水材料与结构脱离,容易出现渗漏情况。

1.4.2 回填土不密实 “外贴法”施工的地下墙面防水卷材由于回填土未夯实,未形成防水帷幕,造成工程周围汇水区,且回填土大量下沉,回填土与卷材之间存在粘结力,使防水卷材在接头或与基层处被撕裂,导致柔性防水材料被破坏,一旦结构出现弊病,容易导致地下外墙出现渗漏。

1.4.3 混凝土浇筑缺陷 主要浇筑混凝土时,由于钢筋过密、操作不当等,造成振捣不密实,引起蜂窝、麻面、孔洞,形成抗渗薄弱部位。施工缝处捣实不佳,新旧混凝土结合浇筑时清除不净,有的是在冬季钢筋带冰绑扎,融化后留下孔洞等,这些为渗漏留下隐患。施工缝处漏水完全是由施工原因造成的。www.tmgc8.com

1.5 使用不当、维护和管理原因引起渗漏 当排水系统出现堵塞、排流不畅等情况时,若维护不善,将会致使水压长期积累,从而引起结构的开裂,破坏地下工程防水系统[3]。在较为严寒的地区,由冰冻所产生的冻胀力是导致地下工程结构开裂,造成排水管堵塞和破裂的重要原因,因此对地下工程的进行维修和养护是十分有必要的。

2 地下防水工程防水措施

随着防水科技的创新发展,地下工程防水技术不断改进,在《地下工程防水技术规范》(GB50108—2008)总则中指出:“地下工程的防水,应积极采用经过试验、检测和鉴定并经实践检验质量可靠的新材料、新技术、新工艺”。规范还明确规定地下工程防水的设计与施工应遵循“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的原则。
2.1 地下工程防水设计要合理 防水设计过程中要充分考虑地下水的影响、确定防水等级、细部构造、现场条件、施工条件、防水材料的选择、地下水浮力的危害、软保护层、膨胀剂、柔性防水层等,并且防水设计要达到一定的深度,能够具体操作且能够保证质量。

2.2 刚性防水技术应用 目前建筑中大量、常用的刚性防水材料主要为防水混凝土和防水砂浆两大类,也包括渗透结晶型防水材料等[4]。积极推广使用添加膨胀水泥或膨胀剂的补偿收缩混凝土,其具有抗裂防渗功能,构建结构自防水体系。补偿收缩混凝土在养护期间产生体积膨胀,在钢筋或邻约束下,可在混凝土中建立0.2~0.7MPa预压应力,这种限制膨胀可补偿混凝土的限制收缩,抵消混凝土结构在收缩过程中产生的大部分拉应力,从而使结构不裂或把裂缝控制在无害裂缝范围内[5]。

2.3 刚柔结合的防水技术应用 对主体结构应采用混凝土结构自防水与卷材或涂膜等柔性材料作全外包防水相结合,进行多道设防的防水构造设计,使其共同组合成一个能够优势互补、扬长避短、刚柔相济、防水工程质量可靠的防水系统。对于易发生渗漏的部位,应设置附加柔性防水层。附加柔性防水层的材料应具有优异的耐水性、抗裂性、温度适应性、耐老化性及良好的施工性等。

2.4 细部构造防水 细部构造的防水是地下工程防水的薄弱环节,处理好节点处的防水问题至关重要。节点防水主要包括施工缝、后浇带、变形缝、穿墙管线、桩头等部分的防水。

①变形缝宜按“多道设防”的原则选用合适的材料及工艺;②施工缝在施工中要做到:整个底面、侧壁避免预留施工缝,只需在底、壁交叉处和个别纵、横壁交叉处留设;留设直施工缝时,在混凝土浇注后终凝前,用高压水将混凝土表面冲洗至露出石子,在新混凝土浇注前,先浇注同混凝土强度等级减半的石混凝土,以保证新旧混凝土豁结牢固[6]。③对桩头采用水泥基渗透结晶型防水涂料和缓膨型遇水膨胀橡胶条防水。④穿过围护结构的孔洞、围护结构上的埋设件等在建筑结构施工时宜先预留和预埋, 以保证防水层的连续性和围护结构混凝土的防水性能。⑤对于基础底板防水体系中可采用嵌联式卷材,在基础混凝土下设柔性防水卷材,让其与上部混凝土相连接,摆脱对下部垫层的依赖[1]。⑥对柔性防水层的表面,宜采用粘贴约6mm厚聚乙烯泡沫塑料片材代替传统砌砖而做成软保护层的新工艺[7]。⑦后浇带应在其两侧混凝土龄期达到42d后再施工,后浇带应采用补偿收缩混凝土浇筑,其抗渗和抗压强度等级不应低于两侧混凝土,后浇带混凝土应一次浇筑,不得留设施工缝;混凝土浇筑后应及时养护,养护时间不得少于28d。

2.5施工过程控制 ①选择专业防水队伍,提高专业施工人员素质,禁止违规操作。②严禁劣质防水材料进场,把好材料进场验收关,坚决防止厚度不足、填料多、有效成分少或采用代用品等不合格防水材料用在地下防水工程中。③变形缝处施工时,必须保证混凝土施工质量,止水带应设置牢固正确。先预埋安装止水带的铁件,后安装止水带,焊接时要焊紧焊牢,封闭性好。④穿墙管道采用金属套管预先埋入混凝土中,套管中部预焊止水片,埋入混凝土时,应将套管与构件中的钢筋焊接牢固。安装穿墙管道时,管道与预埋金属套管焊接,焊接要达到密封防水的目的。⑤施工缝设置与处理,底板与剪力墙间的施工缝应留设在基础梁顶面处。采用预埋金属止水片或凹槽形止水带。后浇带处理先将后浇带两侧混凝土凿毛,然后用高出原结构一级强度的细石混凝土(干硬性膨胀混凝土)浇筑。⑥对于大体积混凝土要采取延缓水泥水化放热速度,降低混凝土内部温度峰值;根据施工期间温度情况,选择相适宜的混凝土养护方案。通过温度应力计算和温度监测,确保混凝土内外温度差控制在25℃以内;或通过不同龄期的推算,防止混凝土致裂温度的出现。⑦施工期间必须设置系统的降排水措施,且施工降水应延续至主体结构及回填土完成后方可停止。www.tmgc8.com

2.6 加强成品保护 防水工程质量还和完工后的成品保护密切相关。为此必须采取有针对性的措施, 防止将已完工的防水层破坏成为渗漏的隐患。例如防水层完成后,严禁穿钉子鞋踩踏或双轮手推车铁架和钢脚手架等物的磕碰[8]。

2.7 正确使用及维护 地下工程不同于地上建筑,它们所处的环境较地上建筑要复杂的多,所以正确的使用和维护可以有效地提高地下工程的使用寿命。其中做好排水工作则更为重要。

3 结束语

地下工程实践表明地下结构裂缝的发生的原因比较复杂,工程中渗漏情况时有发生,我们要根据工程实际情况,分析渗漏的原因,针对工程裂缝的特点制定出合理的防水处理施工措施;并总结分析出现渗漏的根源,制定出类似问题的预防措施,应用到以后的工程中,做到事前预控。

同时随着防水材料的更新和防水技术的不断发展,地下工程防水将由以往纯刚性或纯柔性防水向优势互补、扬长避短、刚柔结合、细部增强的防水方向发展。最重要的是要从以往工程中汲取经验和教训,不断提高地下防水工程的质量,达到良好的防水效果。


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