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浅谈高层建筑地下室防水混凝土施工技术

2015-04-17 05:48:53  归类:科技创新

吴和斌
汕头市南华建筑有限公司 广东 汕头 515000


摘  要:防水混凝土在地下室防水工程中的应用较为普遍,但高层建筑地下室对防水混凝土的防水性要求较高,因此,必须提高防水混凝土施工技术,以确保防水混凝土能发挥出防水抗渗的效果。本文结合高层建筑工程实例,就地下室防水混凝土施工技术进行深入研究,并提出了相关的质量控制措施,取得了较好的效果,可供参考。


关键词:地下室;防水混凝土;配合比设计;施工技术;温度控制


  高层建筑地下室的防水性要求较高,如果混防水性达不到要求,整个建筑的质量、使用寿命、使用功能以及结构安全都会受到影响。目前,防水混凝土是地下室防水施工中最为常用的防水材料,防水混凝土是由水泥、砂、石子、水、矿物掺合料、外加剂(减水剂、引气剂、膨胀剂等)按照一定比例混合搅拌而成。防水混凝土具有经济、耐用等优点,既可以大大的降低工程造价,而且还具有防腐蚀等优越性。为了保证高层建筑地下室防水质量,就必须加强地下室防水混凝土的施工质量控制。


1 工程概况
  某高层建筑由主楼基础、裙楼基础和人防工程基础三部组成,人防部分为纯地下结构, 筏板厚1500mm,埋深约8.5m,筏板上表面与主楼基础上表面相差3.6m。在主楼和裙楼部分地下室,外防水墙厚500mm,人防部分厚400mm。筏板混凝土强度C50,外防水墙为C60,外防水墙约2863m3,地下自然水位约在-3.5m。地下室防水材料为2层,即4mm厚APP卷材防水,6mm厚聚氨酯改性沥青卷材保护层。


2 混凝土防渗原理
  地下室外防水混凝土施工关键是防止混凝土在强度增长过程中出现裂缝,从而渗漏。混凝土振捣不密实,或浇筑过程中出现冷缝,也可能造成渗漏。裂缝形成原因比较复杂,但主要有以下3种:

①混凝土干缩,即混凝土失水后产生收缩,这可以通过改善混凝土的配合比来减小影响,如尽量减小水灰比;

②混凝土沉实过程中,在其上表面产生裂缝,或混凝土失水过快产生裂缝,这可以通过改善浇捣工艺和养护条件来减小影响;

③混凝土自然收缩,这在混凝土水化过程中产生,可以通过以下2种途径来减小影响。一种途径是,采用补偿收缩混凝土,就是在混凝土中掺入外加剂。另一种途径是,在施工过程中,采用分段浇筑,两次混凝土浇筑保证一定的时间间隔(一般为7d),使新浇筑的混凝土充分收缩,以减少收缩裂缝。


3 混凝土配合比设计
  该工程混凝土粗骨料由直径20mm和直径10mm2种级配石子混合组成。细骨料为天然砂和粉碎砂。这几种骨料形成良好的级配,以减少胶结材料使用量和形成混凝土较好的和易性。胶结材料选用抗硫酸盐水泥,以抵抗酸性地质条件对混凝土的侵蚀,增强混凝土的耐久性。对C60和C50自密实混凝土掺加了高效增塑剂硅粉。自密实混凝土用于筏板和墙板,混凝土水灰比都控制在0.3以下。混凝土的坍落度为(200±40)mm。自密实混凝土的扩展度控制在650~750mm。


4 施工段划分
4.1 筏板施工段的划分
  对施工段的大小,合同规范没有要求。现场根据浇筑能力、结构特点及工程的施工习惯确定了施工段。施工段以每次浇筑1000~1200m3为原则,根据图纸情况,个别地方达到1600m3。施工段划分时还考虑了以下几个因素:①施工缝一般留在跨中1/3部位;②考虑施工方便,避开钢筋密集区,如基坑部位、变截面部位;③在基础底面高差比较大的部位,设置水平施工缝,如人防和主楼交接部分。
4.2 外防水墙施工段及控制缝的设置 
  由于影响因素较多,理论上不好确定。目前,还没有普遍能接受的方法来预测。但由于其受已浇筏板的约束,肯定比筏板的施工段短。根据经验,此距离一般设为5~7.5m。但每次浇筑5~7.5m,则严重影响施工进度,并增加了施工缝处理工序。一般情况下,是把此距离扩大1倍,达到10~15m,并在其中部位置设置控制缝。所谓控制缝,就是在一个浇筑段的中部人为地制造一个薄弱面,当混凝土开裂时,引导裂缝出现在该部位。本工程施工图纸要求的施工段间距为,冬季15m,夏季10m。同时,在每段中部设置控制缝。如图1a所示。注意下段混凝土的浇筑与上段混凝土的浇筑时间间隔至少要差36h,以便上段混凝土充分收缩。当不能满足该条件时,按图1b设置后浇带。


 
图1 控制缝和施工缝做法


4.3 施工缝/控制缝构造
(1)筏板施工缝
  筏板长约235m,最大处宽107m,设计职员没有设置伸缩缝。考虑到地基条件较好(地基持力层承载力约为800kN/m2),筏板设计较厚(达3m),并扩展到楼外相当一段距离,能够应对不均匀沉降,在主楼和裙房/人防之间也没有设置后浇带。因此,只有施工缝是防水的薄弱环节。施工缝的构造如图2a所示。施工缝做成卯榫型,以加强两次浇筑的混凝土之间的咬合。在混凝土下表面敷一条300mm宽PVC止水带。上表面接缝处用聚合物砂浆嵌缝,混凝土截面中部增设1条膨胀止水条。外防水墙与筏板相交部位预留250mm高导墙,导墙与筏板一起浇筑,其构造如图2b所示。


 

图2 施工缝的做法


(2)外防水墙施工缝和控制缝
1)地下室外防水墙水平施工缝第1道水平施工缝留在地下室筏板上表面25cm处,其他各层水平缝则留在各地下室楼面以上25cm处。施工中尽量少留水平缝,以减少施工缝处理,也减少渗漏薄弱环节。也就是说,外防水墙浇筑,一次浇筑尽量高,不在楼板上、下面留施工缝,在外防水墙混凝土上预留楼板插筋。水平缝的构造同导墙处施工缝,如图2c所示。
2)地下室外防水墙竖向施工缝与水平施工缝在构造上无区别,只不过方向不同。位置没有特殊要求,第1道施工缝远离转角处,不超过5m。其构造如图3a所示。
3)控制缝做法如图3b所示。主要构造为:①在混凝土的外侧(填土侧一方)增加PVC止水带,合模前,固定在外模面板上,止水带宽30cm;②在混凝土内侧预留20mm×25mm凹槽;③剪断总数目 数目1/2的水平筋,隔1根剪断1根。
总之,通过留凹槽和剪断水平钢筋形成薄弱截面,通过增加止水带来加强防水。


 


5 地下室防水混凝土现场施工
5.1 止水带做法
  止水带由高级PVC复合材料挤压成型,具有一定的弹性和比较长的耐久性,具有许多规格和形状,满足现场各种节点的要求。
筏板施工前,要画好施工图,规划好施工缝和控制缝位置。施工缝应连续布置,筏板施工缝位置和墙板施工缝位置要综合考虑,尽量在一条线上。
  筏板止水带直接铺在防水保护层上,外防水墙止水带牢固地钉在外侧模板上。外防水墙施工时,先立模板,然后固定止水带。保证止水带紧贴模板,不打折。固定牢靠,浇筑混凝土时不脱落。
  止水带要采用专用焊接工具进行焊接,不得搭接。保证接口平齐、严密。交叉接头要采用45°对接或采用厂家特制的接头,不能一字形对接。
  施工过程中,尤其在拆模过程中,施工缝处理中要小心,防止止水带破损。
  施工缝处的25mm×20mm凹槽,在墙内侧模板上钉一条截面为梯形的硬塑料泡沫。拆模后就会在混凝土表面上形成凹槽。
5.2 施工缝做法
  筏板施工缝用钢筋作龙骨,镀锌钢丝网作模板。钢龙骨要与筏板钢筋牢固连接,防止跑模。钢丝网要封闭严密,防止漏浆。墙体施工缝由木模板形成,插筋预留部位用镀锌钢丝网作模板。
施工缝的处理是防水混凝土的重要环节。在下次浇筑混凝土前,剔除施工缝表面的浮浆,露出粗骨料。接缝表面没有油污、隔离剂等影响混凝土黏结的污染物。墙体施工缝要切割整齐。尤其注意在剔凿时不要破坏止水带。混凝土接缝表面要充分湿润,但无明水。
5.3 模板要求
  该工程混凝土墙板,合同要求为清水混凝土,施工中采用DOKA木梁多层板体系。针对该工程专门进行了模板设计,使模板受力变形满足施工要求。为保证防水混凝土质量,重点进行了以下控制:①模板要拼接严密,尽量减少漏浆;②穿墙螺栓要采用止水螺栓,模板螺栓孔不要太大;③预留插筋处用镀锌钢丝网封严,堵头模板要封严,模板与前次浇筑的混凝土要顶紧;④当导墙不直时要剔凿平直,使模板紧贴导墙,必要时采用水泥砂浆或木条填塞。
5.4 混凝土浇筑
(1)浇筑前的准备工作
  混凝土浇筑前,模板施工缝要用空压机吹扫干净,洒水湿润,施工缝浇筑时无明水。准备好照明、安全护栏、施工机械和养护材料。
地下室筏板、顶板和裙房顶板浇筑均采用混凝土汽车泵运输混凝土,外防水墙均采用塔式起重机运输。
  筏板浇筑时,由于混凝土量较大,浇筑时间又限制在晚6点到早6点,为防止冷缝产生及在规定时间内浇筑完成,一般配备2台汽车泵,并有1台汽车泵备用。施工安排上,要保证2块筏板之间的浇筑时间至少相差7d。实际现场施工中,边打垫层边浇筑筏板。浇筑从南、北两侧向中部推进。这样,混凝土泵车可以直接下到底坑,减少泵送距离。
 (2)混凝土浇筑与养护
  混凝土浇筑要点主要是保证混凝土不出现冷缝和振捣密实。首先要保证混凝土供应连续,同时要注意振捣次序。筏板混凝土采用分层浇筑、逐步推进的方法。墙板浇筑时,每层混凝土厚度≤500mm,充分适当振捣,并限制浇筑速度≤10m3/h,混凝土自由下落高度≤1.5m。混凝土坍落度≤240mm,保水性能良好,无离析现象。
  水平构件采用洒水养护。在混凝土表干前,覆盖1层麻袋片蓄水,然后用塑料薄膜覆盖。在保证混凝土表面湿润的情况下养护14d。竖向构件采用养护剂养护。在混凝土拆模后,立即涂刷养护剂。对于柱顶,墙顶采用麻袋片覆盖,浇水养护。


6  结束语
  总之,高层建筑地下防水混凝土工程的质量直接关系到地下工程防水的效果,随时影响着建筑物主体结构自身的稳固 性和使用寿命。因此,我们应加大施工过程中的质量控制,从设计、各种材料的控制、施工各方面层层把关,步步控制,才能从根本上解决地下防水混凝土施工中的题目,提高防水混凝土的施工质量,切实有效的避免裂缝的发生及扩散,杜绝渗漏现象的出现。

参考文献
[1] 段利亚.抗渗混凝土及其抗渗机理[J].建材技术与应用,2009年05期
[2] 张玉江.防水混凝土在地下室施工中的应用与质量控制[J].中国新技术新产品,2011年03期

 

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