防水机理对防水技术的影响_地下工程防水技术问题探究_蒙炳权.docx
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1、 防水堵漏材料及施工技术交流会 防水机理对防水技术的影响 一地下工程防水技术问题探究 广东省建筑科学研究院蒙炳杈 削 g 本文的 “ 地下工程 ” 是指 “ 地下钢筋混凝土结构空间工程 ” ;隧道、地下轨道交通 系统、建筑物地下室、地下城市广场等都属此列。 自 1991年我国实施 “ 治理屋面渗漏 ” 和 “ 提高防水工程质量 ” 政策以来,我们为改 善地下工程防水质量做了大量工作,各种严厉措施也执行至今,但据综合统计 ,我国地 下工程渗漏率已髙达 65-80%,市场依然混乱,防水材料产能严重过剩。 上世纪五、六十年代,我国主要防水材料只有沥青纸胎油毡,但地下工程渗漏率却 能低至百分之几;如今
2、我国防水材料的品种和数量,己居世界前列,可是渗漏率却猛增了十多倍;事情发生 在推行以防水材料为主导防水技术的我国今天,问题更显费解和凝重。 地下工程防水质量之所以旧貌难改,原因复杂,但看来 “ 主要原因还是在于科学发展观念薄弱以及与国 际脱节 ” 。因而面对当前状况,我们在继续坚持大力提升防水材料质量的同时,我们似有必要把目光投向 我国防水技术和管理机制等方面,看是否存在一些更深层次的问题。历史证明,面对任何技术,找到一种健 康的发展模式和正确定位的制度,将比盲目追求数字上的突破更有意义。 1我国地下工程防水技术的发展历史和现状 1.1发展历史 我国地下工程技术发展大体可分为三个阶段。 1)
3、结构本体防水技术发展阶段 ( 1950年以前 ) 在这段漫长的岁月里, 我国地下工程结构主要采用砖、石结构,地下工程的防水采取结构本体防水技 术。当时采用的工艺主要是在结构施工中尽量缩小砌块间隙,砌块之间做到紧密衔接,同时釆用性能优良的 接缝粘结料等解决渗漏问题。 2) 结构本体防水及以结构本体防水为主外加防水层为辅的技术发展阶段 ( 1950-2000年 ) 。 (1) 结构本体防水技术发展阶段 上世纪 60年代大量砖砌 “ 人防工程 ” 是结构本体防水的典型例子。当时的主要做法是:用氯化铁、氯化 铝等无机金属盐类防水剂配制水泥砂浆,用于砖的砌筑以及砖砌体表面的抹灰,达到砖结构地下工程结构本
4、 体防水目的。 上世纪 50年代,我国开始建造钢筋混凝土地下空间,冶金建筑系统是较早的先行者,为我国早期地下工 程防水技术的发展贡献良多。当时我国主要取如下的结构本体防水做法: 作者简介:蒙炳权广东廣肇庆市人,广东省建筑科学研究院原副院长。高级工程师。广东省建设工程质 量安全监督检测总站原副站长兼总工程师。退休后现任广东省建筑科学研究院专家顾问。广东省土木建 筑学会特聘资深专家。主要学术研究方向:防水材料与工程。 1967年负责研究成功中国第一个建筑防水 涂料 氣丁橡肢沥青防水涂料。 防水堵漏材料及施工技术交流会 (A) 地下 X程构设盲沟、集水井、疏水层等排水措施; (B) 结构设计中正确选
5、型和采取结构防裂、抗裂设计; (C) 变形缝和施工缝等部位进行防水处理; (D) 配制、使用防水混凝土: “1950 -1960年采用集料连续级配防水混凝土; 1960-1970代采用富砂浆 普通防水混凝土 ” ; 1970年以后开始采用外加剂防水混凝土;上个世纪九十年代中后期开始采用以美国杜拉 纤维为代表的聚丙烯纤维防水混凝土等。 我国地下工程结构本体防水在上世纪五、六十年代取得良好效果, “60 年代曾对我国 70个本体自防水工 程进行系统调研,可测得渗透水的工程仅 3例,占 4%” 。 (2) 以结构本体防水为主外加防水层为辅的防水技术阶段 从 1980年起的十年内,我国建筑防水材料中除
6、传统的沥青防水卷材 .(沥青纸胎油毡)、水乳型再生胶沥 青防水涂料等 几种橡胶沥青类防水涂料和 PVC塑料油膏 (胶泥 )外,聚氨酯 ( PU)防水涂料、三元乙丙橡胶卷 材 (EPDM)、 SBS改性沥青防水卷材、 APP性沥青防水卷材等相继进人建筑市场,为地下工程防水质量的提 升创造了更有利的条件;以结构本体防水为主外加防水层为辅的防水技术逐渐形成并在工程广泛实施。 (3) 以外加防水层防水为主的发展阶段 ( 2000年 -现在) 在此期间,我国建筑防水领域推行以防水材料为主导的防水技术方针,建筑防水材料产业迅速发展,建 筑市场出现了数十种 “ 新型建筑防水材料 ” ,我国地下工程防水逐渐釆
7、取了以外加防水层为主的技术路线, 防水工程被界定为防水层施工工程。 1.2发展现状 1) 当前我国解决地下工程防水问题基本在如下的机制下运作: 以防水材料为主导,防水工程界定为防水层施工工程; 工程所用防水材料必须有国家标准并只须满足这些标准的要求,材料无地下和屋面工程适用之分; 防水工程在土建工程中单列外分包;防水工程规定由具有专业施工资质的防水工程公司承包(大多数防 水材料生产厂商都在兼营)、并对工程防水质量负责。 2) 目前我国地下工程防水存在下述状况 : (1) 工程防水质量差 长期以来,渗漏率不断攀升。近数年大型地下空间工程发展较快,但工程结构严重开裂、大面积渗漏事 故不断出现;工程
8、才竣工,灌浆堵漏随即开工的现象绝非少见; . (2) 工程防水设计未能反映工程实际需求 当前我国地下工程防水设计基本以建筑师对防水层材料的选择和防水层道数的确定为主;应由结构设计 工程师履行职责的、对工程防水功能起重要作用的结构本体防水设计被忽视。 (3) 当前我国地下工程用的防水材料基本上与屋面工程所用无异,未能满足地下工程对防水材料的一 系列要求;我国为 “ 照顾国情 ” 而制定的防水材料国家标准未能达到国外同种产品的性能水准 ;材料的耐久性 更与经济发达国家相差甚远 ,对材料吸水率 (反影耐水性 )无要求,造成防水层的防水效果和耐用性普遍不良。 (4) 土建总包方在结构施工中只重视结构安
9、全质量,忽视结构本体防水的众多措施, 对于分包给专业 防水工程公司的防水层施工缺乏照顾、配合,影响防水层施工质量。 (5) 工程防水质量责任模糊,质量出现问题时结构土建总包方与防水工程(防水层施工工程)分包方 互相推诿,渗漏事故往往无人真正承责。 2地下工程的防水机理 研究地下工程的防水机理,就是探究其产生渗漏的过程和原理,寻求防止渗漏的有效途径和方法。 2.1渗漏的定义 地下工程处于地下,具有压力的地下水会透过微 孔和缝隙等空隙进入混凝土,然后选择那些能贯通结构 的通道进人地下空间,于是造成渗漏。 渗漏是什么? “ 渗漏是透过结构或防水层的水量大於该部位的蒸发量、并在背水面形成湿渍或渗流的一
10、 种现象 ” 。由此可见,地下工程发生渗漏必然具备两个条件:第一,结构存在贯通性空隙;第二,透水量大 于蒸发量。 因此,观察地下空间结构内部 .(背水面 ) 有否渗漏现象,就能判别它是否具备防水功能。 2.2渗漏源及渗漏源的形成过程 产生渗漏的地方,我们称之为渗漏源。 根据前面分析可知,如果地下空间结构存在 ” 透水量大于蒸发量的贯通性空隙 “ ,工 程就会产生渗漏。 因此, ” 透水量大于蒸发量的贯通性空隙 ” 就是地下空间结构的渗漏源头 ;分析渗漏源如何形成以及对渗漏源 怎样治理便是地下工程防水机理的核心内容。 1渗漏源 对大量地下混凝土工程的调查表明,渗漏通常出现在如下一些地方: (1)
11、 混凝土结构蜂窝麻面处; (2) 因混凝土形体化 (由温度、收缩、不均匀沉降等因素引起 )或载荷造成的裂缝; (3) 发生倒灌水的地下工程出人口、排水管沟、地漏、窗井和风井等部位; 混凝土结构中变形缝、诱导缝、施工缝、后浇带、穿墙管(盒)、予埋件、预留通道接口等部位; (5)贯通性结构裂缝处(会造成严重漏水 ) 。 2) 渗漏源的形成 (1) 混凝土品质差:由于防水混凝土配合比设计失当、大体积混凝土水化热控制不善、混凝土浇筑、 振操作不严格、水养护不足等原因,导致混凝土疏松、出现蜂窝、产生温差裂缝和过大的收缩裂缝等,形 成渗漏源; (2) 混凝土工程各种缝的施工质量 .不良:如对变形缝、施工缝
12、等一系列部位的接缝由于施工不够严 谨、细致,留下缝隙 , (3) 由于工程结构在设计和施工中的欠妥,导致在工程出入口、风井等部位出现倒灌水源头; 结构裂缝的产生:混凝土结构设计中抗裂设计 #虑不周以及混凝土施工不良等多种原因造成结构裂缝。 2.3渗漏源的治理 1)阻止和抑制渗漏源在混凝土结构中的形成 阻止灌通性空隙的产生或使之被抑制成 ” 透水量少于蒸发量 ” 的空隙,是我们治理渗漏源的目标 . (1) 正确选择地下混凝土空间结构的防水设计 以地质勘探提供的地下土壤、地下水位和地下水质等地下环境条件作为地下工程防水设计的依据;根据 工程环境和需要,决定是否采取并如何采取排水措施;在结构选型上要
13、有利于防止渗漏源产生;防止倒灌水 防水堵漏材料及施工技术交流会 的设计,正确的结构抗浮设计;正确选择防水混凝土;周到的抗裂设计,以杜绝结构裂缝、特别是贯通性结 构裂缝发生等。 精确的细部构造设计;对变形缝、施工缝等部位有明确可靠的密封防水设计等。 (2) 高质量防水混凝土的制备 防水混凝土由混凝土搅拌站专门生产:含有防水外加剂或微纤维等特殊成份的专用防水混凝土配方由混凝 土工程通过精确试配确定,并负责拌制质量,将优质产品运送工地现场,供地下混凝土结构工程施工使用。 (3) 精心的地下混凝土空间结构的防水施工 A) 由结构施工工程师负责,按设计施工严格执行施工规程,在防水混凝土的浇筑均匀、合理振
14、捣(不 漏振、不欠振、不超振)、湿养护充分等方面进行精心施工,确保抗裂防渗混凝土质量; B) 精确的细部处理 :在混凝土结构施工过程中,安排专人负责监督、落实各个细部构造的密封措施和工 程防倒灌措施:正确安装止水带、止水板、密封圖等配件准确就位不让偏移;止水带等两侧的混凝土填灌 满密实,不留空隙隐患等。 C) 对穿插于结构施工过程的防水层施工,实施严格有效的协作和管理。 在地下混凝土空间结构的设计和施工全过程中釆取上述一系列措施,使工程的渗漏源得到最大程度的防 止和神制,让结构本体获得防渗漏功能。 2)外加防水层(防护层)对混凝土结构的封闭 当渗漏源在地下工程结构得到最大程度的防止或抑制的情况
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