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淺談高層建筑地下室防水混凝土施工技術(shù)
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吳和斌
汕頭市南華建筑有限公司 廣東 汕頭 515000
摘 要:防水混凝土在地下室防水工程中的應(yīng)用較為普遍，但高層建筑地下室對(duì)防水混凝土的防水性要求較高，因此，必須提高防水混凝土施工技術(shù)，以確保防水混凝土能發(fā)揮出防水抗?jié)B的效果。本文結(jié)合高層建筑工程實(shí)例，就地下室防水混凝土施工技術(shù)進(jìn)行深入研究，并提出了相關(guān)的質(zhì)量控制措施，取得了較好的效果，可供參考。
關(guān)鍵詞:地下室；防水混凝土；配合比設(shè)計(jì)；施工技術(shù)；溫度控制
高層建筑地下室的防水性要求較高，如果混防水性達(dá)不到要求，整個(gè)建筑的質(zhì)量、使用壽命、使用功能以及結(jié)構(gòu)安全都會(huì)受到影響。目前，防水混凝土是地下室防水施工中最為常用的防水材料，防水混凝土是由水泥、砂、石子、水、礦物摻合料、外加劑(減水劑、引氣劑、膨脹劑等)按照一定比例混合攪拌而成。防水混凝土具有經(jīng)濟(jì)、耐用等優(yōu)點(diǎn)，既可以大大的降低工程造價(jià)，而且還具有防腐蝕等優(yōu)越性。為了保證高層建筑地下室防水質(zhì)量，就必須加強(qiáng)地下室防水混凝土的施工質(zhì)量控制。
1 工程概況
某高層建筑由主樓基礎(chǔ)、裙樓基礎(chǔ)和人防工程基礎(chǔ)三部組成，人防部分為純地下結(jié)構(gòu)， 筏板厚1500mm，埋深約8.5m，筏板上表面與主樓基礎(chǔ)上表面相差3.6m。在主樓和裙樓部分地下室，外防水墻厚500mm，人防部分厚400mm。筏板混凝土強(qiáng)度C50，外防水墻為C60，外防水墻約2863m3，地下自然水位約在－3.5m。地下室防水材料為2層，即4mm厚APP卷材防水，6mm厚聚氨酯改性瀝青卷材保護(hù)層。
2 混凝土防滲原理
地下室外防水混凝土施工關(guān)鍵是防止混凝土在強(qiáng)度增長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)裂縫，從而滲漏。混凝土振搗不密實(shí)，或澆筑過(guò)程中出現(xiàn)冷縫，也可能造成滲漏。裂縫形成原因比較復(fù)雜，但主要有以下3種:
①混凝土干縮，即混凝土失水后產(chǎn)生收縮，這可以通過(guò)改善混凝土的配合比來(lái)減小影響，如盡量減小水灰比；
②混凝土沉實(shí)過(guò)程中，在其上表面產(chǎn)生裂縫，或混凝土失水過(guò)快產(chǎn)生裂縫，這可以通過(guò)改善澆搗工藝和養(yǎng)護(hù)條件來(lái)減小影響；
③混凝土自然收縮，這在混凝土水化過(guò)程中產(chǎn)生，可以通過(guò)以下2種途徑來(lái)減小影響。一種途徑是，采用補(bǔ)償收縮混凝土，就是在混凝土中摻入外加劑。另一種途徑是，在施工過(guò)程中，采用分段澆筑，兩次混凝土澆筑保證一定的時(shí)間間隔(一般為7d)，使新澆筑的混凝土充分收縮，以減少收縮裂縫。
3 混凝土配合比設(shè)計(jì)
該工程混凝土粗骨料由直徑20mm和直徑10mm2種級(jí)配石子混合組成。細(xì)骨料為天然砂和粉碎砂。這幾種骨料形成良好的級(jí)配，以減少膠結(jié)材料使用量和形成混凝土較好的和易性。膠結(jié)材料選用抗硫酸鹽水泥，以抵抗酸性地質(zhì)條件對(duì)混凝土的侵蝕，增強(qiáng)混凝土的耐久性。對(duì)C60和C50自密實(shí)混凝土摻加了高效增塑劑硅粉。自密實(shí)混凝土用于筏板和墻板，混凝土水灰比都控制在0.3以下?；炷恋奶涠葹?200±40)mm。自密實(shí)混凝土的擴(kuò)展度控制在650～750mm。
4 施工段劃分
4.1 筏板施工段的劃分
對(duì)施工段的大小，合同規(guī)范沒(méi)有要求?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)澆筑能力、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工程的施工習(xí)慣確定了施工段。施工段以每次澆筑1000～1200m3為原則，根據(jù)圖紙情況，個(gè)別地方達(dá)到1600m3。施工段劃分時(shí)還考慮了以下幾個(gè)因素:①施工縫一般留在跨中1/3部位；②考慮施工方便，避開鋼筋密集區(qū)，如基坑部位、變截面部位；③在基礎(chǔ)底面高差比較大的部位，設(shè)置水平施工縫，如人防和主樓交接部分。
4.2 外防水墻施工段及控制縫的設(shè)置
由于影響因素較多，理論上不好確定。目前，還沒(méi)有普遍能接受的方法來(lái)預(yù)測(cè)。但由于其受已澆筏板的約束，肯定比筏板的施工段短。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，此距離一般設(shè)為5～7.5m。但每次澆筑5～7.5m，則嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，并增加了施工縫處理工序。一般情況下，是把此距離擴(kuò)大1倍，達(dá)到10～15m，并在其中部位置設(shè)置控制縫。所謂控制縫，就是在一個(gè)澆筑段的中部人為地制造一個(gè)薄弱面，當(dāng)混凝土開裂時(shí)，引導(dǎo)裂縫出現(xiàn)在該部位。本工程施工圖紙要求的施工段間距為，冬季15m，夏季10m。同時(shí)，在每段中部設(shè)置控制縫。如圖1a所示。注意下段混凝土的澆筑與上段混凝土的澆筑時(shí)間間隔至少要差36h，以便上段混凝土充分收縮。當(dāng)不能滿足該條件時(shí)，按圖1b設(shè)置后澆帶。
圖1 控制縫和施工縫做法
4.3 施工縫/控制縫構(gòu)造
(1)筏板施工縫
筏板長(zhǎng)約235m，最大處寬107m，設(shè)計(jì)人員沒(méi)有設(shè)置伸縮縫?？紤]到地基條件較好(地基持力層承載力約為800kN/m2)，筏板設(shè)計(jì)較厚(達(dá)3m)，并擴(kuò)展到樓外相當(dāng)一段距離，能夠應(yīng)對(duì)不均勻沉降，在主樓和裙房/人防之間也沒(méi)有設(shè)置后澆帶。因此，只有施工縫是防水的薄弱環(huán)節(jié)。施工縫的構(gòu)造如圖2a所示。施工縫做成卯榫型，以加強(qiáng)兩次澆筑的混凝土之間的咬合。在混凝土下表面敷一條300mm寬PVC止水帶。上表面接縫處用聚合物砂漿嵌縫，混凝土截面中部增設(shè)1條膨脹止水條。外防水墻與筏板相交部位預(yù)留250mm高導(dǎo)墻，導(dǎo)墻與筏板一起澆筑，其構(gòu)造如圖2b所示。
圖2 施工縫的做法
(2)外防水墻施工縫和控制縫
1)地下室外防水墻水平施工縫第1道水平施工縫留在地下室筏板上表面25cm處，其他各層水平縫則留在各地下室樓面以上25cm處。施工中盡量少留水平縫，以減少施工縫處理，也減少滲漏薄弱環(huán)節(jié)。也就是說(shuō)，外防水墻澆筑，一次澆筑盡量高，不在樓板上、下面留施工縫，在外防水墻混凝土上預(yù)留樓板插筋。水平縫的構(gòu)造同導(dǎo)墻處施工縫，如圖2c所示。
2)地下室外防水墻豎向施工縫與水平施工縫在構(gòu)造上無(wú)區(qū)別，只不過(guò)方向不同。位置沒(méi)有特殊要求，第1道施工縫遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)角處，不超過(guò)5m。其構(gòu)造如圖3a所示。
3)控制縫做法如圖3b所示。主要構(gòu)造為:①在混凝土的外側(cè)(填土側(cè)一方)增加PVC止水帶，合模前，固定在外模面板上，止水帶寬30cm；②在混凝土內(nèi)側(cè)預(yù)留20mm×25mm凹槽；③剪斷總數(shù)量1/2的水平筋，隔1根剪斷1根。
總之，通過(guò)留凹槽和剪斷水平鋼筋形成薄弱截面，通過(guò)增加止水帶來(lái)加強(qiáng)防水。
5 地下室防水混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工
5.1 止水帶做法
止水帶由高級(jí)PVC復(fù)合材料擠壓成型，具有一定的彈性和比較長(zhǎng)的耐久性，具有許多規(guī)格和形狀，滿足現(xiàn)場(chǎng)各種節(jié)點(diǎn)的要求。
筏板施工前，要畫好施工圖，規(guī)劃好施工縫和控制縫位置。施工縫應(yīng)連續(xù)布置，筏板施工縫位置和墻板施工縫位置要綜合考慮，盡量在一條線上。
筏板止水帶直接鋪在防水保護(hù)層上，外防水墻止水帶牢固地釘在外側(cè)模板上。外防水墻施工時(shí)，先立模板，然后固定止水帶。保證止水帶緊貼模板，不打折。固定牢靠，澆筑混凝土?xí)r不脫落。
止水帶要采用專用焊接工具進(jìn)行焊接，不得搭接。保證接口平齊、嚴(yán)密。交叉接頭要采用45°對(duì)接或采用廠家特制的接頭，不能一字形對(duì)接。
施工過(guò)程中，尤其在拆模過(guò)程中，施工縫處理中要小心，防止止水帶破損。
施工縫處的25mm×20mm凹槽，在墻內(nèi)側(cè)模板上釘一條截面為梯形的硬塑料泡沫。拆模后就會(huì)在混凝土表面上形成凹槽。
5.2 施工縫做法
筏板施工縫用鋼筋作龍骨，鍍鋅鋼絲網(wǎng)作模板。鋼龍骨要與筏板鋼筋牢固連接，防止跑模。鋼絲網(wǎng)要封閉嚴(yán)密，防止漏漿。墻體施工縫由木模板形成，插筋預(yù)留部位用鍍鋅鋼絲網(wǎng)作模板。
施工縫的處理是防水混凝土的重要環(huán)節(jié)。在下次澆筑混凝土前，剔除施工縫表面的浮漿，露出粗骨料。接縫表面沒(méi)有油污、隔離劑等影響混凝土黏結(jié)的污染物。墻體施工縫要切割整齊。尤其注意在剔鑿時(shí)不要破壞止水帶。混凝土接縫表面要充分濕潤(rùn)，但無(wú)明水。
5.3 模板要求
該工程混凝土墻板，合同要求為清水混凝土，施工中采用DOKA木梁多層板體系。針對(duì)該工程專門進(jìn)行了模板設(shè)計(jì)，使模板受力變形滿足施工要求。為保證防水混凝土質(zhì)量，重點(diǎn)進(jìn)行了以下控制:①模板要拼接嚴(yán)密，盡量減少漏漿；②穿墻螺栓要采用止水螺栓，模板螺栓孔不要太大；③預(yù)留插筋處用鍍鋅鋼絲網(wǎng)封嚴(yán)，堵頭模板要封嚴(yán)，模板與前次澆筑的混凝土要頂緊；④當(dāng)導(dǎo)墻不直時(shí)要剔鑿平直，使模板緊貼導(dǎo)墻，必要時(shí)采用水泥砂漿或木條填塞。
5.4 混凝土澆筑
(1)澆筑前的準(zhǔn)備工作
混凝土澆筑前，模板施工縫要用空壓機(jī)吹掃干凈，灑水濕潤(rùn)，施工縫澆筑時(shí)無(wú)明水。準(zhǔn)備好照明、安全護(hù)欄、施工機(jī)械和養(yǎng)護(hù)材料。
地下室筏板、頂板和裙房頂板澆筑均采用混凝土汽車泵運(yùn)輸混凝土，外防水墻均采用塔式起重機(jī)運(yùn)輸。
筏板澆筑時(shí)，由于混凝土量較大，澆筑時(shí)間又限制在晚6點(diǎn)到早6點(diǎn)，為防止冷縫產(chǎn)生及在規(guī)定時(shí)間內(nèi)澆筑完成，一般配備2臺(tái)汽車泵，并有1臺(tái)汽車泵備用。施工安排上，要保證2塊筏板之間的澆筑時(shí)間至少相差7d。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工中，邊打墊層邊澆筑筏板。澆筑從南、北兩側(cè)向中部推進(jìn)。這樣，混凝土泵車可以直接下到底坑，減少泵送距離。
(2)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)
混凝土澆筑要點(diǎn)主要是保證混凝土不出現(xiàn)冷縫和振搗密實(shí)。首先要保證混凝土供應(yīng)連續(xù)，同時(shí)要注意振搗次序。筏板混凝土采用分層澆筑、逐步推進(jìn)的方法。墻板澆筑時(shí)，每層混凝土厚度≤500mm，充分適當(dāng)振搗，并限制澆筑速度≤10m3/h，混凝土自由下落高度≤1.5m?；炷撂涠?le;240mm，保水性能良好，無(wú)離析現(xiàn)象。
水平構(gòu)件采用灑水養(yǎng)護(hù)。在混凝土表干前，覆蓋1層麻袋片蓄水，然后用塑料薄膜覆蓋。在保證混凝土表面濕潤(rùn)的情況下養(yǎng)護(hù)14d。豎向構(gòu)件采用養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。在混凝土拆模后，立即涂刷養(yǎng)護(hù)劑。對(duì)于柱頂，墻頂采用麻袋片覆蓋，澆水養(yǎng)護(hù)。
6 結(jié)束語(yǔ)
總之，高層建筑地下防水混凝土工程的質(zhì)量直接關(guān)系到地下工程防水的效果，隨時(shí)影響著建筑物主體結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性和使用壽命。因此，我們應(yīng)加大施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，從設(shè)計(jì)、各種材料的控制、施工各方面層層把關(guān)，步步控制，才能從根本上解決地下防水混凝土施工中的問(wèn)題，提高防水混凝土的施工質(zhì)量，切實(shí)有效的避免裂縫的發(fā)生及擴(kuò)散，杜絕滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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