摘要:清水池的防滲堵漏施工的完善程度直接影響到水池的實(shí)際功能和使用年限,文章首先分析了混凝土清水池滲水的基本機(jī)理,簡(jiǎn)要討論了當(dāng)前幾種主要的防滲施工技術(shù),并引出了新的垂直鋪塑防滲體的施工工藝分析,在此基礎(chǔ)上又對(duì)清水池防滲施工的工藝和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了分析,對(duì)于進(jìn)一步提高清水池防滲能力及施工水平具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:清水池;防滲措施;施工技術(shù);滲水機(jī)理;垂直鋪塑防滲體

中圖分類(lèi)號(hào):TU761

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-2374(2009)18-0131-02

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,高層建筑日益增多。根據(jù)消防要求高層建筑必須有一定數(shù)量消防用水的儲(chǔ)存,以供消防急用,同時(shí),尚需提供高層建筑內(nèi)人們?nèi)粘Ｏ牡挠盟?。因?與高層建筑配套的鋼筋混凝土清水池的建設(shè)數(shù)量也逐漸增多。從經(jīng)濟(jì)角度講,采用防水混凝土結(jié)構(gòu)比一般混凝土結(jié)構(gòu)所需增加的費(fèi)用,僅相當(dāng)于一般混凝土結(jié)構(gòu)采用卷材防水層所耗資金的10%左右,因此,鋼筋混凝土清水池一般采用防水混凝土施工。

另一方面,防水混凝土一旦施工不好,就會(huì)出現(xiàn)滲水、漏水的現(xiàn)象,而其維修又相當(dāng)困難,因此,如何對(duì)清水池采取必要的防滲措施,是清水池施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本論文主要針對(duì)清水池在防滲方面的施工進(jìn)行探討,以期和同行分享。

一、 清水池防滲技術(shù)概述

(一)混凝土清水池的滲水機(jī)理分析

目前絕大多數(shù)的清水池構(gòu)建,都是采用混凝土作為基本構(gòu)筑原料的?；炷磷鳛橐环N由水泥為膠結(jié)料、以砂石骨料粘結(jié)而成的特殊材料,其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水的滲漏,必然是混凝土中存在著滲漏通道。混凝土是由水泥、水、砂和石子等基本材料組成的,水泥石、集料本身在結(jié)構(gòu)形態(tài)上都存在著各種大小不等的孔隙和微細(xì)裂縫,水泥石與集料的接觸界面處也存在著各種形狀的縫隙和毛細(xì)管。另外,施工過(guò)程中的振搗不密實(shí)、水泥骨料離析而造成混凝土的孔結(jié)構(gòu)和孔隙率的增大,養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的水分保持程度對(duì)水泥石大毛細(xì)孔的影響等因素,直接決定了混凝土固有的多孔性狀,而混凝土內(nèi)水分的不斷蒸發(fā),則將導(dǎo)致水泥水化的不充分并造成毛細(xì)管網(wǎng)彼此連通,伴隨混凝土收縮出現(xiàn)的龜裂,形成滲水通道。一旦滲水通道形成,只要存在內(nèi)外壓力差,混凝土的多孔性必然會(huì)導(dǎo)致液體的滲流,意味著其抗?jié)B能力的降低或喪失。這種現(xiàn)象就是混凝土的滲透性。

(二)防滲施工技術(shù)分析

1.傳統(tǒng)防滲技術(shù)對(duì)比分析。(1)混凝土防滲墻?；炷练罎B墻是利用成槽設(shè)備在地基或壩體中成槽孔,并用泥漿護(hù)壁以防塌孔,成孔后用混凝土置換出孔中的泥漿,筑成墻體。該技術(shù)在水利工程中己被廣泛采用,是透水地基防滲處理的一種有效措施。(2)水泥攪拌樁防滲墻。近幾年,在處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、粉質(zhì)粘土等軟弱地基時(shí),經(jīng)常采用深層攪拌樁進(jìn)行復(fù)合地基加固處理。深層攪拌是利用水泥類(lèi)漿液與原土通過(guò)葉片強(qiáng)制攪拌形成墻體的技術(shù)。該工法適用于豁土、粉質(zhì)砧土、淤泥質(zhì)土以及密實(shí)度中等以下的砂層,且施工進(jìn)度和質(zhì)量不受地下水位的影響。(3)高壓噴射灌漿防滲墻。該技術(shù)既可用于低水頭土壩壩基防滲,也可用于松散地層的防滲堵漏、截潛流和臨時(shí)性圍堰等工程,還可進(jìn)行混凝土防滲墻斷裂以及漏洞、隱患的修補(bǔ)。高壓噴射灌漿防滲加固技術(shù)適用于軟弱土層,包括第四紀(jì)沖擊、洪積層、殘積層以及人工填土等。實(shí)踐證明,對(duì)砂類(lèi)土、粘性土、黃土和淤泥等土層,效果較好。(4)振動(dòng)沉模防滲墻。振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù),是利用強(qiáng)力振動(dòng)原理將空腹模板沉入土中,向空腹內(nèi)注滿漿液,邊振動(dòng)邊拔模,漿液留于槽孔中形成單塊板墻,將單板連接起來(lái),即形成連續(xù)的防滲板墻帷幕。施工時(shí)采用雙模板交又套接連續(xù)施工法,可防止單元板之間垂直偏移、縮壁和塌壁現(xiàn)象,保證防滲墻體的連續(xù)性和可靠性。

2.新型防滲技術(shù)——垂直鋪塑防滲體的應(yīng)用。垂直鋪塑是20世紀(jì)90年代初開(kāi)始研制發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的防滲技術(shù),經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展,該技術(shù)已日趨成熟并廣泛應(yīng)用于水庫(kù)大壩和江河、湖泊大堤的防滲加固過(guò)程。(1)垂直鋪塑防滲技術(shù)的特點(diǎn):1)防滲材料性能好。垂直鋪塑防滲技術(shù)所采用的防滲材料一般為土工膜或塑料板如聚乙烯(PE)土工膜、聚抓乙烯(PVC)土工膜、復(fù)合土工膜或防水塑料板等。這類(lèi)材料防滲效果好,本身滲透系數(shù)一般小于10～11cm/s;柔性好,易于施工,壽命長(zhǎng)。2)施工速度快。工程造價(jià)低垂直鋪塑防滲技術(shù)之所以被廣泛應(yīng)用,一是新型開(kāi)槽機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、施工速度快、造價(jià)低:二是防滲材料的單位面積造價(jià)經(jīng)濟(jì),每平方米只有80元。(2)垂直鋪塑防滲技術(shù)的施工工藝。首先用水沖、鏈斗或柱復(fù)式鋸槽機(jī)在需防滲的土體中垂直開(kāi)鑿槽孔,并以泥漿護(hù)槽壁,然后將與槽深相當(dāng)?shù)恼硗凉つは氯氩蹆?nèi),倒轉(zhuǎn)軸卷,使土工膜展開(kāi),相鄰兩幅之間用搭接的方式連接:最后進(jìn)行膜兩側(cè)的回填,即形成防滲帷幕?；靥顣r(shí),在槽底回填粘土,厚度不小于1m,目的是密封,以防止水從下部繞滲,接著填與原筑壩土質(zhì)相同的土料,待其下沉穩(wěn)定后,往槽內(nèi)繼續(xù)填土壓實(shí);待土工膜出槽后,將其與建筑物防滲體系連接,不得外露。在與建筑物連接處,土工膜應(yīng)留有足夠的富裕,以防建筑物變形時(shí)拉斷土工膜。(3)垂直鋪塑防滲技術(shù)的防滲性能。垂直鋪塑防滲體的防滲性能主要取決于土工膜的防滲性能,一般說(shuō)來(lái),如果膜體接頭處理比較正常,滲透系數(shù)一般小于10～11cm/s。

二、清水池防滲施工技術(shù)分析

(一) 清水池防滲施工工藝

1.加固地基基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)清水池的高防滲能力,地基首先必須要穩(wěn)固,如果地基不穩(wěn),即使混凝土施工工藝及后續(xù)其他施工步驟再完善,也無(wú)可避免水池由于地基不穩(wěn)固而引起的裂變滲漏,因此,加固地基基礎(chǔ),對(duì)于清水池的防滲能力具有基礎(chǔ)性的決定作用。

2. 提高混凝土的抗?jié)B性。提高混凝土的抗?jié)B性,防止鋼筋混凝土清水池滲漏水,主要是加強(qiáng)施工管理,確保防水混凝土的施工質(zhì)量.并嚴(yán)格控制混凝土配合比各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),通過(guò)試配獲得防水混凝土的最佳配合比提高混凝土本身的密實(shí)性,使有足夠的合乎質(zhì)量要求的水泥砂漿能將粗骨料充分包裹起來(lái),并使之成為不接觸的隔離體,抑制和減少混凝土內(nèi)部孔隙及微裂縫的生成,堵塞滲水的通路,從而達(dá)到防水的目的。具體可以從三個(gè)方面著手:(1)選擇混凝土適宜的水灰比值,使防水混凝土具有良好的和易性抗?jié)B性,一般水灰比值不大于0.6。水灰比過(guò)大,則多余的水分會(huì)在混凝土硬化過(guò)程中逐漸蒸發(fā)出來(lái),使混凝土內(nèi)部形成孔隙和毛細(xì)管通路,降低混凝土的抗?jié)B性;水灰比過(guò)小,則混凝土施工和易性差,會(huì)因拌和及澆搗不良而影響混凝土質(zhì)量,使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)孔隙,同樣會(huì)降低混凝土的抗?jié)B性。(2)選擇適宜的砂率,來(lái)確保粗骨料石子間的空隙體積,被具有一定數(shù)量與質(zhì)量的水泥砂漿充分填實(shí),從而獲得較高的密實(shí)度和抗?jié)B性。(3)施工間歇時(shí)間不得超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。

3.抹防水砂漿面層。為了防止水池的滲水點(diǎn)在壓力水作用下出現(xiàn)隱性滲漏,一般在結(jié)構(gòu)表面再做一層約20mm的防水砂獎(jiǎng)層,分2～3層,增加一道防線。防水砂漿面層的涂抹順序是先墻面,后地面;先外墻,后隔墻。操作時(shí)應(yīng)分出層次,并錯(cuò)開(kāi);地面與墻面交界處的陰陽(yáng)角做成圓弧形,各層防水砂漿應(yīng)抹成一個(gè)封閉整體。抹面操作時(shí),先將基層清理干凈,表面涂刷一遍MI79膠粘劑,可不鑿毛。在膠粘劑未干時(shí),隨即抹一層5mm厚M142防水砂漿,并壓實(shí)搓毛,待達(dá)到一定強(qiáng)度(泛白)后,接上抹第二層約7mm厚防水砂漿,壓實(shí)、搓毛,然后再用同法抹第三層約5mm厚防水砂漿,表面抹平、壓光;并每4～6h澆水一次,養(yǎng)護(hù)7天。

4.進(jìn)一步提高水池的防滲能力。為提高抗?jié)B能力,選用中國(guó)建筑材料研究院所研制的U型砼膨脹劑(簡(jiǎn)稱UEA),這是一種專門(mén)用于抗防水的外加劑,UEA膨脹劑摻入砼中,可以生成膨脹結(jié)晶水化物——鈣礬石,使砼早期和中期適度膨脹。在鋼筋和鄰位的約束下,它產(chǎn)生的膨脹轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力,這一壓應(yīng)力可大致抵消砼干縮時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而防止或減少砼收縮開(kāi)裂,并使砼致密化,提高砼的抗裂防滲力,達(dá)到結(jié)構(gòu)自防水效果。UEA膨脹劑的用量為在水泥中內(nèi)摻,等量取代水泥率為10%～20%。

(二)清水池防滲施工應(yīng)注意的技術(shù)問(wèn)題

1. 選擇外加劑的品種應(yīng)根據(jù)使用外加劑的主要目的通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

2.外加劑的摻量,規(guī)范根據(jù)膨脹混凝土、膨脹劑的不同種類(lèi)規(guī)定了摻量范圍。

3.水灰比是混凝土中用水量與水泥用量之重量比,水灰比的大小直接影響混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性及和易性。

4.嚴(yán)格控制混凝土攪拌質(zhì)量,膨脹混凝土應(yīng)采用機(jī)械攪拌,必須攪拌均勻,攪拌時(shí)間不應(yīng)少于3min,應(yīng)比不摻外加劑混凝土延長(zhǎng)30s。

5.摻入引氣型外加劑的防水混凝土產(chǎn)生的氣泡和水泥顆粒大小基本相同。其目的是切斷混凝土中的許多毛細(xì)管通路,提高抗?jié)B性。含氣量控制在3%～5%比較合適,超過(guò)5%,混凝土強(qiáng)度急劇下降,抗?jié)B性能減弱。

6.水池達(dá)到混凝土強(qiáng)度后應(yīng)及時(shí)充水進(jìn)行閉水試驗(yàn),試水合格后及時(shí)進(jìn)行回填土工作,以減少水池暴露時(shí)間,防止混凝土干縮和溫差裂縫的產(chǎn)生。

三、結(jié)語(yǔ)

目前,各類(lèi)水池在我國(guó)建筑消防用水儲(chǔ)備、水利工程建設(shè)以及排污水體存儲(chǔ)等方面數(shù)量龐大,這些水池對(duì)于我國(guó)水資源的轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)和合理利用起到了關(guān)鍵性的作用,因此,水池的防滲施工技術(shù)問(wèn)題的解決,對(duì)于進(jìn)一步提高我國(guó)水體工程建筑的防滲水平及其施工工藝水平具有重要作用。我國(guó)的科技工作人員應(yīng)該進(jìn)一步挖掘水池防滲堵漏技術(shù),開(kāi)發(fā)新的防滲結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品,如目前防滲等級(jí)最高的垂直鋪塑防滲體的應(yīng)用,同時(shí)在具體的施工方面,注意施工的每一個(gè)環(huán)節(jié),提高施工工藝,為進(jìn)一步提高水池的防滲能力繼續(xù)做出努力。

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作者簡(jiǎn)介:金崇德(1975-),男,浙江永嘉人,供職于溫州水務(wù)集團(tuán)公司,研究方向:給水工程。