确定,能方的不长、能整的不散,避免结构突变(或断面突变),尽量使结构选型规则、整齐,借以提升结构的整体刚度,减少裂缝开展及变形缝的设置。
3.2构造节点设计
变形缝、施工缝和其它(例如穿强孔、阴角等)构造节点的设计在地下工程防水设计中占有重要的位置,同时也是防水薄弱环节,在设计中应尽量不设或少设。⑴长期以来就有“十缝九漏”的说法,虽然有些夸张,却也充分暴露出变形缝防水存在的问题。解决这一问题,除了解决变形缝的防水问题外,尽量减少变形缝的设置也是减少这一尴尬现象的有效途径。变形缝的渗漏问题是地下工程的通病之一,已越来越受到工程界的重视,解决好它们的防水设计是铲除这一病害的根本。十缝九漏,究原因,除变形缝防水施工难度较大外,防水设计中的单一防线也是原因之一,这就要求工程设计人员在变形缝的防水处理上加强重视,变单一式的防水设计为复合式防水设计。目前,应用最广的复合式防水设计有中埋式止水带与外贴防水层复合使用;中埋式止水带与遇水膨胀橡胶条、嵌逢材料复合使用;中埋式止水带与可卸式止水带复合使用。
⑵关于施工缝的防水设计,传统的凹缝、凸缝、阶梯缝、钢板(橡胶)止水带,其原理都是延长渗水线路,等于加大了混凝土的厚度。这一原理除本身不完善外,施工起来也不好处理,因此不再提倡单独使用。建议采用外贴式止水带与中埋钢板(橡胶)复合使用,其中以遇水膨胀胶条或腻子条与中埋钢板(橡胶)复合使用最佳,但在防护结构中宜采用钢板,以确保工程的防护效果。
⑶穿墙管、线、螺栓宜采用止水环与遇水膨胀腻子条复合使用,且应采取防止转动的措施,如将止水环平面外形改为非圆形。总之,构造节点的防水设计应避免单一式,尽量采用复合式防水设计,并且尽量减少变形缝、施工缝的设置,借以减少地下工程的漏水概率。
4主体结构材料强度设计及钢筋布置 在地下工程防水设计中,合理的混凝土强度设计及材料选用、钢筋及拉接筋的合理布置对减少和控制混凝土裂缝的开展至关重要。
4.1主体结构材料强度设计
地下工程特别是高抗力人防指挥工程,其顶、底板多为大体积混凝土。混凝土设计强度越高,水泥用量就越大,必然造成混凝土水化热过高,当混凝土内外温差超过30℃时,温度应力容易超过混凝土的抗拉强度,产生开裂。因此,大体积混凝土强度等级宜在C20~C35范围内选用,高抗力人防指挥工程可适当提高,但应控制在C40左右,避免设计上“强度越高越好”的错误观念。在配置混凝土的材料选择方面,水泥应优先采用水化热低的矿渣水泥配置大体积混凝土,用量控制在380kg/m3以内;采用5~40mm颗粒级配的石子和中、粗砂,控制含泥量小于1.5%;且配置的混凝土抗渗等级应在S6以上。笔者最近接触了一例由于顶板裂缝而产生渗漏水问题的某地下人防工程,虽然其产生裂缝的原因还不完全清楚,但从施工单位的混凝土配合比中不难发现,其水泥用量明显偏高,不能说与顶板产生裂缝没有关系。
4.2钢筋布置
由于地下工程多为双向双面配筋,除满足结构应力外,还承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝的开展。因此,上下钢筋的布置应尽可能采用小直径、小间距。普通地下室主筋采用直径14~20mm的钢筋和100~150mm间距是比较合适的,构造筋直径宜为10~14mm,间距100~150mm,人防地下室和人防指挥工程钢筋直径可适当提高。另外,在混凝土内部加入一定量的钢纤维,对控制混凝土裂缝的开展效果更佳。由于人防地下室和人防指挥工程需要设置大量的拉接筋,如果不能很好的控制其保护层厚度,势必会形成一定数量的渗水通道。这就要求我们在设置拉接筋时,采用“梅花型”布置、尽量少而精(用Φ8或Φ10钢筋);同时双面配筋要采用统一的模数确定钢筋间距,保证双面钢筋交叉点连线垂直于钢筋网;有可能的话,可在拉接筋中间焊接止水环;最重要的一点是必须严格保证砼迎水面50mm的钢筋保护层厚度。
3.9.2防水材料种类
防水材料waterproofmaterial
防止雨水、地下水、工业和民用的给排水、腐蚀性液体以及空气中的湿气、蒸气等侵入建筑物的材料。建筑物需要进行防水处理的部位主要是屋面、墙面、地面和地下室。防水材料品种繁多,按其主要原料分为4类:
①沥青类防水材料。以天然沥青、石油沥青和煤沥青为主要原材料,制成的沥青油毡、纸胎沥青油毡、溶剂型和水乳型沥青类或沥青橡胶类涂料、油膏,具有良好的粘结性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。
②橡胶塑料类防水材料。以氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯等原材料,可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料及油膏、胶泥、止水带等密封材料,具有抗拉强度高,弹性和延伸率大,粘结性、抗水性和耐气候性好等特点,可以冷用,使用年限较长。
③水泥类防水材料。对水泥有促凝密实作用的外加剂,如防水剂、加气剂和膨胀剂等,可增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性;以水泥和硅酸钠为基料配置的促凝灰浆,可用于地下工程的堵漏防水。
④金属类防水材料。薄钢板、镀锌钢板、压型钢板、涂层钢板等可直接作为屋面板,用以防水。薄钢板用于地下室或地下构筑物的金属防水层。薄铜板、薄铝板、不锈钢板可制成建筑物变形缝的止水带。金属防水层的连接处要焊接,并涂刷防锈保护漆。
3.9.3新型防水材料种类 一、新型防水材料的推广
水泥基渗透结晶型防水材料:水泥基渗透结晶型防水材料(代号:CCCW),是以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、石英砂等为基料,掺入活性化学物质制成的一种新型防水材料。CCCW为粉状,经与水拌和调配成可涂刷或喷涂于混凝土表面的浆料。它与水作用后,材料中含有的活性化学物质(包含有加快结晶形成的催化剂和减小表面张力、增加渗透能力的表面活性剂),通过水为载体向混凝土内部渗透,并在混凝土中形成不溶于水的结晶体,添塞混凝土中的毛细孔道及宏观微裂缝,从而使混凝土致密、防水。
我们称CCCW为新型防水材料,是因为它在国内正式大范围的推广应用还仅仅是近3年的事。CCCW诞生于上世纪40年代的德国,80年代开始引进到国内市场,90年代中期正式使用于上海地铁等个别工程。满打满算才10年时间,其中前7年还只能算是产品推广的酝酿期,最多表示这个产品已经为国内市场所接受。真正推广应用还是从GB18445-2001的国家标准出台后,才引起了广大防水工程设计单位及防水施工单位的重视。自2002年以来,华北、东北、华东、华南沿海城市的设计、施工用量,每年以8~10倍的惊人速度在增长;华北、西北、华中等内陆地区的使用总量虽然远小于沿海城市,但也已形成共识,普遍认可并开始逐步接受这个产品。 我们暂且撇开目前市场各方面人士对CCCW产品的争议不谈,仅就市场的推广与应用而言,可以肯定地说,它是发展速度最快、普及应用最广的防水材料之一。由于产品的推广比较迅速,性能比较优越,生产比较方便,质量比较稳定,施工比较简便,利润比较可观,因此,一哄而上的厂家也就越来越多。
目前在市场上已经推广应用的所谓CCCW大致可分为三种产品。第一种,是全进口或采用进口母料在国内加工的产品,主要以马来西亚、美国、加拿大的全进口产品为主,以及国内的几家知名品牌产品,如赛柏斯、凯顿百森、基成达申、鼎晨、彭内传等。全进口产品因为价格过于昂贵,在市场上流通的情况不甚理想;国内的品牌产品由于质量优异稳定,工程业绩显著,价格也还能够接受,已成为国内市场重大工程项目的主流产品。第二种,是采用国内研制的母料(他们称其为催化剂或活性剂)进行加工生产的产品,主要以各大工程院校和科研单位为主。这些产品由于有研发力量的支持,有科研院校的声誉,有设计部门的关系,因此,市场的占有率近年来也在逐渐攀升。第三种,是采用国产干粉材料配制而成,甚至直接用市场上刚性防水堵漏材料来代替的产品,主要以各地中小型的生产兼施工的防水公司为主。由于CCCW国际标准本身有些检测指标上的缺陷,个别检验部门在产品检验过程中难以把握尺度或放宽执行标准,甚至让金钱在其中起副作用,而且产品使用单位一味要求降低项目建设成本,再加上施工现场的技术人员大多数并没有真正了解CCCW产品的性能特征,因此,这类产品成为CCCW产品市场上鱼目混珠、混淆是非的主要因素。
事实上,凡是以进口母料为催化剂进行加工的产品,市场上的销售价格基本上定位在16000~25000元/吨,不同的厂家,其生产成本和利润指标是不一样的。以国产母料(其中大部分还含有进口活性物质)为催化剂进行加工的产品,市场上的销售价格基本上定位在10000~15000元/吨,这是正常的。自行配制或替代产品(事实上不能称其为CCCW产品),市场上的销售价格基本上定位在5000~9000元/吨,这也是正常的。点穿市场价格的定位,并没有希望大家择优选用的意思,而是作为一个判断依据,能使不少建设单位大概地明白,你买来的究竟是什么样的CCCW产品。
值得提醒的是,由于大多数使用者并不真正了解CCCW产品的特性,只是以厂家提供的产品《检验报告》复印件作为判断依据,结果往往容易上当受骗。且不说这份报告本身的真伪,事实上,凡是检验报告上检测结果数据比国家标准高出很多的产品,其非正品甚至是替代品的可能性也越大。因为,由于CCCW产品的进口活性母料会给抗折抗压强度带来负面影响,所以CCCW产品的抗折抗压强度在国家标准上就定得很低,而刚性防水堵漏材料的强度远远高出了CCCW产品,此其一。其二,CCCW产品的特性是渗透结晶,它的抗渗效果是在有水分的前提下逐渐提高的,而且时间越长,效果越明显。当CCCW产品形成防水涂层的初期,它的抗渗性并不高,国家标准把二次抗渗的指标定在≥0.8MPa,已经是很高的要求了。而现在有的产品,从检验报告上看,二次抗渗数据高达1.0MPa以上,这只有三种可能:一是产品特别特别的好;二是检测时加大了涂层厚度;三是它不是真正的CCCW产品。但愿我善意的提醒不会成为造假者的技术指导。
一、美国永凝液DPS防水材料-混凝土保护剂
(注,这玩意我以前搞别墅的用过,甲方的一个关系户搞的玩意,A卖鱼K国进口的,不怎么防水,不清楚材料是不是真的,据说也有很多牌子,也是专利产品)
DPS,是DeepPenetrationSealer(深渗透结晶型防水材料)的缩写。是国内的国家标准定义中,是水性(或水剂、水基)渗透结晶型无机防水材料。 美国永凝液DPS防水材料不只是混凝土防水材料,更是混凝土保护剂:它耐酸耐碱、耐腐蚀,能抵抗高温变化!更可以抗氯离子对混凝土的破坏侵蚀。
美国混凝土永凝液DPS防水材料是水基渗透结晶型防水材料(水基的优点是结构层中有水时还可以继续反应,直到“吸干”水分为止)。
防水机理
它的防水机理是与混凝土中的游离碱产生化学反应,生成稳定的枝蔓状晶体胶质,能有效地堵塞混凝土内部微细裂缝和毛细空隙,使混凝土结构具有持久的防水功能和更好的密实度及抗压强度。渗透深度达20-30mm,同时还能有效地阻止酸性物质、油渍和机油对混凝土的侵蚀。可用于任何情况的混凝土基面。
优点
一不需要找平层和保护层,直接在混凝土基层上喷2遍即可,每个工人可施工1000平方/天; 二抗渗等级达到S11以上了;
三保质期50年以上。不会老化,变质;
四可在潮湿作业面施工,养护期很短,不怕雨淋;
五浇注完底板以后做防水施工,可节省很长时间的工期; 六完全环保无毒,可做游泳池污水池等内墙; 七价格低于其他材料。
执行标准:DBJ01-01-54-2001;JCT1018-2006II型(水性渗透结晶型防水材料); 参数:PH值:11±1;外观:无色无味;密度:1.07±0.05; 可燃性:不可燃;冰点:0°;沸点:100°;表面张力:≤36mN/m;凝胶化时间:≤400分钟;没有初凝;渗透深度:3厘米左右(强度C25的混凝土);抗渗等级:≥S11级;抗压强度:≥100%;48小时吸水率:≤65%;
抗透水压力比:≥200%;抗冻性:20°~-20°,15次表面无粉化,裂纹;
耐热性:80°,72小时,表面无粉化,裂纹;耐碱性:饱和氢氧化钙溶液浸泡168小时,表面无粉化,裂纹;耐酸性:1%盐酸溶液浸泡168小时,表面无粉化,裂纹;钢筋腐蚀:无腐蚀;抗氯离子渗透性:≤1000C;
3.9.4自粘卷材防水系统施工工艺
一、空铺粘易贴防水卷材(主要适用于地下室底板及其它适合空铺部位的防水工程。)
施工工艺流程:基层处理—→节点加强处理—→空铺卷材—→长、短边搭接粘结—→质量验收 1)基层处理:基层应平整、坚实,无明水,将基层突起物清除干净。 2)节点加强处理:节点处按规范要求进行加强处理。
3)空铺卷材,卷材长、短边搭接宽度应符合相关规范要求。
4)长、短边搭接粘结:将卷材长、短搭接边处隔离膜揭除,再用小压辊等压实粘牢。
二、水泥砂浆粘贴粘易贴防水卷材(主要适用于基层未做找平的地下室顶板、屋面等防水工程。) 1.水泥砂浆随抹随粘贴粘易贴防水卷材
施工工艺流程:基层处理—→抹水泥(防水)砂浆—→揭掉粘易贴防水卷材下表面的隔离膜—→铺粘易贴防水卷材—→拍打卷材上表面、提浆—→晾放(24小时至48小时)—→对接口密封—→节点加强处理—→质量验收
1)基层处理:基层表面应先作处理,使基层坚实、干净,并充分湿润,无积水。
2)抹水泥砂浆:其厚度一般为10㎜~20㎜(视基层平整情况而定),铺抹时应注意压实、抹平。在阴角处,应抹成半径为50mm以上的圆角。铺抹水泥砂浆的宽度比卷材的长、短边宜各宽出100~300mm,并在铺抹过程中利用导轨保证平整度。
3)揭掉粘易贴防水卷材下表面的隔离膜。
4)铺粘易贴防水卷材:将粘易贴防水卷材平铺在水泥砂浆上。卷材与相邻卷材之间为平行对接,对接缝应尽量拼严。(当采用搭接方式时,将下层卷材上表面搭接部位隔离膜及上层卷材下表面隔离膜揭除,然后搭接密实。)
5)拍打卷材上表面、提浆:用木抹子或橡胶板拍打卷材上表面,提浆,排出卷材下表面的空气,使卷材与水泥砂浆紧密贴合。
6)晾放:晾放24小时至48小时(具体时间视环境温度而定,一般情况下,温度愈高所需时间愈短)。
7)对接口密封:采用附加自粘封口条密封。对接口密封时,先将卷材搭接部位上表面的隔离膜揭除,再粘贴附加自粘封口条。若搭接部位被污染,需先清理干净。(当上、下层卷材之间采用搭接方式时,无需自粘封口条。)
8)粘易贴防水卷材在立墙上铺贴时,在卷材收口处应临时密封(可用胶带或加厚水泥浆密封),以防止立墙收头处水份过快散失。
9)节点加强处理:节点处在大面卷材施工完毕后进行加强处理。 2.先抹水泥砂浆找平层,再以水泥浆粘贴粘易贴防水卷材
施工工艺流程:基层处理—→抹水泥砂浆找平层—→养护(至终凝、能够上人)—→抹水泥浆粘结层—→揭掉粘易贴防水卷材下表面的隔离膜—→铺粘易贴防水卷材—→晾放(24小时至48小时)—→对接口密封—→节点加强处理—→质量验收
1)基层处理:基层表面应先作处理,使基层坚实、干净,并充分湿润,无积水。
2)抹水泥砂浆找平层:水泥砂浆厚度一般为10㎜~20㎜(视基层平整情况而定),铺抹时应注意压实,木抹子抹平。在阴角处,应抹成半径为50mm的圆角。
3)养护:养护至水泥砂浆终凝、能够上人。
4)抹水泥浆粘结层:将水泥浆抹于充分湿润的基层上,厚度宜为3~5mm. 5)揭掉粘易贴防水卷材下表面的隔离膜。 6)铺粘易贴防水卷材:将粘易贴防水卷材平铺在水泥浆上。卷材与相邻卷材之间为平行对接,对接缝尽量拼严。(当采用搭接方式时,将下层卷材上表面搭接部位隔离膜及上层卷材下表面隔离膜揭除,然后搭接密实。)
7)晾放:晾放24小时至48小时(具体时间视环境温度而定,一般情况下,温度愈高所需时间愈短)。
8)对接口密封:采用附加自粘封口条密封。对接口密封时,先将卷材搭接部位上表面的隔离膜揭除,再粘贴附加自粘封口条。若搭接部位被污染,需先清理干净。(当上、下层卷材之间采用搭接方式时,无需自粘封口条。)
9)粘易贴防水卷材在立墙上铺贴时,在卷材收口处应临时密封(可用胶带或加厚水泥浆密封),以防止立墙收头处水份过快散失。
10)节点加强处理:节点处在大面卷材施工完毕后进行加强处理。 三、水泥浆粘贴粘易贴防水卷材
(主要适用于已做找平层或未做找平但基层平整度满足找平层要求的地下室顶板、侧墙以及屋面等防水工程。)
施工工艺流程:基层处理—→抹水泥浆粘结层—→揭掉粘易贴防水卷材下表面的隔离膜—→铺粘易贴防水卷材—→晾放(24小时至48小时)—→对接口密封—→节点加强处理—→质量验收
1)基层处理:基层表面应先作处理,使基层坚实、干净,并充分湿润,无积水。 2)其它施工工艺参考“先抹水泥砂浆找平层,再以水泥浆粘贴粘易贴防水卷材”内容。 四、机械固定粘易贴防水卷材
(主要适用于地下室底板以外的预铺式反粘防水系统,包括外防内贴法施工的地下室侧墙、明或暗挖隧道、人防等防水工程。)
施工工艺流程:清理基层—→粘易贴防水卷材就位—→打钉固定粘易贴防水卷材—→打钉部位密封—→长、短边粘贴搭接—→节点加强处理—→质量验收
1)清理基层:基层应平整、坚实,无明水,将基层突起物清除干净。 2)粘易贴防水卷材就位。
3)打钉固定粘易贴防水卷材:用射钉加垫片按500mm左右(以卷材固定牢固、搭接顺平为准)间距将卷材固定于基层上。
4)打钉部位密封:在打钉部位(搭接边除外)以直径不小于100mm的粘易贴防水卷材片密封。 5)长、短边粘贴搭接:用热风枪或喷灯烘烤卷材的长、短搭接边,再用小压辊压实。使用喷灯时工作环境必须保证通风。(热风枪和喷灯适用于粘易贴防水卷材所有的冬季施工。)
6)节点加强处理:节点处在大面卷材施工完毕后进行加强处理。 五、热喷涂或热涂刮(专用粘结料)粘贴粘易贴防水卷材
(供施工环境温度低于5℃时施工的已做找平层的地下室顶板、侧墙以及屋面等防水工程选用。) 施工工艺流程:基层处理—→专用粘结料加热—→泵体、管路和喷枪进行预热—→热喷涂专用粘结料—→揭掉粘易贴防水卷材下表面的隔离膜—→铺粘易贴防水卷材—→搭接口密封—→节点加强处理—→质量验收
1)基层处理:基层应平整、坚实、干燥,施工前用空压机将基层(找平层)上灰尘等吹干净。 2)专用粘结料加热:准备好专用粘结料,检查机器各阀门并拧紧,装入原料(装至箱体容量的80%左右)。打开加热开关,对原料进行加热,同时打开预热油开关加热,原料加热过程中要多搅拌。
3)泵体、管路和喷枪进行预热:将专用粘结料加热至满足喷涂施工要求(约100℃左右)后,先打开预热油阀门对泵体、管路和喷枪进行预热。
4)热喷涂专用粘结料:打开喷射阀门,将专用粘结料均匀喷射在基层上,专用粘结料厚度以不透基层底为准。
5)揭掉粘易贴防水卷材下表面的隔离膜。
6)铺粘易贴防水卷材:将粘易贴防水卷材平铺在专用粘结料上。卷材与相邻卷材之间为搭接。搭接宽度应符合相关规范要求。