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      地下室防水結構設計
      發布時間:2014-08-05

        摘要:隨著城市化進程的加快,城市建設的地下室越來越大,越來越深,這是城市建筑大型化、高層化以及充分利用地下室空間帶來的結果,然而地下室屬于隱蔽工程,如果在今后使用過程中出現漏水現象,后果將不堪設想,因而地下室的防水工程就顯得尤為重要和突出。本文就地下室防水結構設計談一些體會。

        關鍵詞:地下室,防水,結構,設計

        

        隨著城市化進程的加快,城市建設的地下室越來越大,越來越深,這是城市建筑大型化、高層化以及充分利用地下室空間帶來的結果,然而地下室屬于隱蔽工程,如果在今后使用過程中出現漏水現象,后果將不堪設想,因而地下室的防水工程就顯得尤為重要和突出。本文就地下室防水結構設計談一些體會。

        一、地下室防水設計目的和要求

        1、進行防水設計應明確建筑地下室防水工程的目的:1.確保地下水和滯留水不滲入室內,給予室內正常的生產、工作、生活和儲藏環境。2.防水層保護好地下結構,不能讓地下水浸泡鋼筋混凝土結構。一旦結構滲水,會導致鋼筋銹蝕、斷截面減小、膨脹,混凝土裂縫增大、抗壓強度減弱,建筑基礎受損,建筑壽命降低,最終危及安全。

        2、地下室防水設計必須遵循“防、排、截、堵相結合,剛柔相濟,因地制宜、綜合治理”的原則,努力達到防水可靠、經濟合理的目的。在設計前應充分掌握地下工程所在地及其附近地下水運動規律和狀況(近期和遠期),確定設計最高地下水位標高,同時結合地質、地形、地下工程結構、防水材料供應及當地施工條件等全面研究地下工程防水方案。地下鋼筋混凝土外墻、底板均應采用抗滲混凝土,抗滲等級應根據防水混凝土的設計壁厚和地下水的最大水頭比值。

        3、獨立式全地下室工程應做全封閉,附建式全地下室或半地下室防水設置,則應高出室外地平標高至±0.000m以上,卷材防水涂膜防水層可在室外平坦處改用防水漿完成設防高度。

        4、地下室最高水位高于地下室地面時,地下室設計應考慮整體鋼筋混凝土結構,保證防水效果;在特殊要求下可采用架空地面和夾壁墻。

        5、地下室外防水層宜采用軟保護層,如聚苯板或聚乙烯板等。

        二、合理確定地下工程的防水等級

        合理確定工程的防水等級是確保工程使用功能的前提,也是進行防水設計的準則和依據。地下工程的防水等級確定過低,輕者會影響整個工程的正常使用,重者則使整個防水設計失敗,造成地下工程的報廢。而防水等級確定過高,又會造成不必要的浪費,得不償失。規范規定的防水等級劃分為四級,除一級外,其它各級都給出了定量指標。在設計時,可根據規定的定量指標,結合工程的實際情況合理確定地下工程的防水等級。如指揮工程屬極重要的戰備工程,應定為一級;而人員掩蔽工程屬重要的戰備工程,應定為二級。只有合理確定地下工程的防水等級,才能準確制定防水方案,做到有的放矢。

        三、選用合理結構形式、優化構造節點設計

        1、選用合理的結構形式

        結構自防水(含外加劑)為主的防水主導思想在《地下工程防水技術規范》中得到了充分體現,結構自防水法是利用結構本身的密實性、憎水性以及剛度,提高結構本身的抗滲性能,通常被稱為剛性防水。它要求結構本身必須具備一定的剛度,而合理的結構形式恰恰是提高結構整體剛度的關鍵。因此,設計中在結構選型方面,應根據防護要求、平時和戰時使用功能、工程地質和水文地質條件等因素綜合確定,能方的不長、能整的不散,避免結構突變(或斷面突變),盡量使結構選型規則、整齊,借以提升結構的整體剛度,減少裂縫開展及變形縫的設置。

        2、構造節點設計

        變形縫、施工縫和其它(例如穿強孔、陰角等)構造節點的設計在地下工程防水設計中占有重要的位置,同時也是防水薄弱環節,在設計中應盡量不設或少設。

       。1)變形縫

        所有地下防水設計的節點中,變形縫是最復雜的,失敗率也是最高的。為此,建議在地下室排水系統設計時,盡可能考慮在變形縫附近設置集水坑或排水明溝,以防止萬一滲水后,采取導流措施,不影響正常使用,也有利于堵漏注漿等補救工作的開展。

        地下室一般不考慮設置溫度變形縫,抗震縫一般也不設在地下室。實際上,地下室設置的變形縫主要是沉降縫。因建筑各部分剛度變化較大而設置的抗震縫并不多。從防水的角度看,變形縫的寬度宜小不宜大,超過40mm寬,就應慎用。因此,建筑專業在方案或初步設計階段就應注意到這些問題,避免在多層地下室的多層部分設置變形縫;或與結構專業密切配合,采取必要的措施,如控制設計沉降量,避免在平、剖面復雜之處設置沉降縫。

        在面積很大且進深也較大的地下室設置變形縫,應將平、剖面在縫處設計成“葫蘆腰”狀,以便只在細腰處設縫,也就是說,在縫兩側設置雙墻,只在必要的通道處設置變形縫。

        雙墻之間的凈距應便于拆模及防水施工。將雙墻設計成并靠在一起,后施工的一側按外防內貼的作法,似還值得商榷。變形縫兩側應考慮避開明、暗梁柱,以便止水帶的安裝固定不受箍筋的影響。最簡單的辦法就是兩側各挑出350mm,令此范圍內只有構造配筋,可以方便地采用鋼筋套夾固定止水帶。

        鑒于止水帶兩側混凝土的施工質量失敗率相當高,建議采用柔性“三通串筒”給料:配以兩側同步振搗,使止水帶兩側總是同時澆筑混凝土,避免了柔性止水帶由于施工原因的變形偏轉。

        在厚底板處連續設置數個止水帶的方法不可取,因止水帶下混凝土本來就不易澆筑密實,數帶疊設,令帶下更易滯積氣泡。水平止水帶采用盆型安裝,情況可能會得到改善,但整個帶的安裝不平服,可能出現折皺,特別是采用不銹鋼翼極的塑料止水帶,現場交圈有一定難度。

       。2)施工縫

        施工縫中,傳統的臺階縫、企口縫、凹縫、凸縫以及鋼板止水帶,原理上都是延長滲水路線,等于加大了混凝土的厚度。這一原理本身并不完善。通過延長滲水去解決長期壓力水作用下的滲水,只是沒有更好的辦法時的辦法,F代混凝土的施工技術及外加劑的使用,使縫的存在不一定是必然的,曾有工程竣工后,在縫處抽蕊取樣,實驗表明縫處兩側混凝土的結合程度與混凝土內部并無明顯差別。因此,縫處混凝土的防水,關鍵是保證混凝土自身的施工質量。而上述各種作法,都在延長了滲水路線的同時,降低了混凝土的施工質量,主要是振搗不密實以及產生短路裂縫。鋼板止水帶,只要兩側認真清理,情況會好一些。

        本文建議的構造作法,主要是外貼式止水帶、緩膨型膨脹膠條或緩膨型遇水膨脹膩子條,還有滲透結晶型防水涂層。膠條用在預留嵌槽且槽內表面堅實光滑的情況下,膩子條則用在表面不太規則的混凝土表面,滲透結晶型防水涂層施工最方便,但建議不要單獨使用。遇水膨脹膠條或膩子,原理上較科學,實際操作上也有失敗。應當改進選材和施工。

        有些新出版的書刊和圖集,將臺階縫擴大成三級,或者將臺階與止水板復合使用,是比較脫離實際的,設計人員在選用時應當注意。值得一提的是止水板,筆者認為鋼板好過柔性帶,后者應用在有變形之處,而施工縫處一般認為沒有變形,與混凝土的結合,后者也不如前者。

        鋼板止水帶與緩膨型遇水膨脹條或膩膠條復合使用,可能是較好的一種選擇,因為膠條(或膩子)緊貼鋼板與混凝土,澆筑混凝土時不易移位。

        其實困難的是垂直施工縫。垂直縫建議選用帶鋼絲骨架的緩膨型遇水膨脹膠條或膩子條,用混凝土釘固定,同時在修理過的堅實而干凈的基層上,經噴水濕潤后加作滲透結晶型防水涂層并緊接著澆筑混凝土。當然膠條或膩子條總是在最后再裝上去才好。

       。3)后澆帶

        后澆帶也可以采取上述構造措施。后澆帶的其他作法包括采用一次性帶鱗狀孔的鋼模。鋼模支撐前,應在周邊先支撐木方,鋼模固定在木方上。鋼模澆入混凝土之后,并不延至混凝土表面,不形成滲水通道。這種構造顯然比采用數層鋼絲網要合理得多。數層疊加的鋼絲網,在二次澆筑前的清理工作中,不清不好,清又清不凈,影響此處施工縫的澆筑質量。

        后澆帶由于連續鋼筋的粗而密,常給清理工作和固定遇水膨脹膩子條帶來困難。如能將止水條與一次性鋼模結合起來,在鋼模兩側預先固定止水條,則防水效果可能更好。

        一次性鋼模的缺點是:先后澆筑的混凝土,其粗骨料的嵌固被阻隔。因此,將后澆帶改為加強帶的作法就值得積極研究。只要作好施工組織設計,令混凝土的配料、攪拌、運輸與現場澆筑緊密配合,并采取二次振搗及超時界面處理,就不失為一種好的選擇,它可以將后澆帶固有的諸多不便一掃而光。

        關于后澆帶超前止水,方法很多,需要注意的是,地下室部分的施工組織設計的審查,應有設計單位參加,以便從基坑開挖及墊層澆筑之前,就確定了個完整的超前止水的實施方案。否則,施工中途可能發現:超前止水并不僅僅是施工的問題,到這時,才提出設計修改要求,就會影響整個止水方案的完整性與合理性。超前止水還應貫穿在整個工程的全過程之中,直到回填土完成。主要應注意的是采取適當措施,防止地表水、養護水及垃圾雜物的落入,必要時,應結合地下室平面排水系統的設計在底板后澆帶附近設置集水坑,便于后澆帶澆筑前的最后清理。

        不采用超前止水時,也應設置集水坑,可按上述方法設在地下室室內,也可臨時設在地下室室外。

       。4)止水環

        地下室穿墻管線,包括支撐用螺栓所使用的止水環,均建議與遇水膨脹膩子條復合使用,理由如前所述,僅僅是延長滲水路線,不是很好的辦法。

        穿墻管、線、螺栓都應采取防止轉動的措施。最簡單合理的辦法是將止水環外形改為非圓形,比如小環為方形,大環為六邊形,其他方法則可能影響止水條的固定。

        大直徑的預埋套管,管底宜適當開口,防止混凝土在此處虛空。套管與管道,須在穿至混凝土表面處設置凹槽,用密封材料密封。

        穿越地下室側壁的群管,就集中設置,作在預埋鋼板箱盒內,管道安裝完畢,再于箱盒內澆筑混凝土。盒周邊迎水面一側,應加作柔性防水涂層。

        直接在混凝土上預留洞口的方法不是好辦法。在預留箱盒或預留洞內澆筑混凝土時應配合注漿。

       。5)樁頂防水

        樁頂不須設防水的觀點是站不住腳的。但應在柱頂截斷鋼筋,將附加防水層連續作好。對于高層建筑,結構要求與承臺固結的樁頂,可采用聚合物水泥砂漿防水。聚合物水泥砂漿須經試驗,精確配比,以保證抗滲強度達到設計要求的同時,滿足抗壓強度的要求。國家標準圖選用的是滲透結晶型防水涂層;國外多是噴涂環氧砂漿。樁頂的防水層是剛性的,與底板的柔性附加防水層應在墊層交接處用密封材料銜接。樁頂作水泥砂漿找平,是完全錯誤的。與鋼柱交接的樁頂,還應在型鋼周邊嵌以遇水膨脹止水條。

        四、結語

        綜上所述,地下室防水是一項非常重要的系統性工程,它將涉及設計、施工、材料選擇等諸多方面內容。設計是地下工程防水的基礎。設計時要考慮地下室結構防水的要求及所處環境,強化地下室結構自防水能力,并用動態的觀點從材料的耐久性、材料的適應性以及不同防水材料之間的相容性的全局選擇適用的防水材料,按照設計要求施工,才能有效提高地下結構防水的可靠性和耐久性。



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