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        膨潤(rùn)土防水毯防水特點(diǎn)及施工方法

        2010-04-04 12:01:53袁德泉劉海英劉海棠
        大壩與安全 2010年1期
        關(guān)鍵詞:施工

        袁德泉,劉海英,劉海棠

        (臨沂市岸堤水庫(kù)管理處,山東臨沂276217)

        材料工業(yè)是一切工業(yè)的基礎(chǔ),隨著復(fù)合材料工業(yè)的發(fā)展,大型構(gòu)筑物防水截滲應(yīng)用技術(shù)也在不斷向前推進(jìn)。膨潤(rùn)土防水毯(GCL)是一種專門用于人工湖泊水景、垃圾填埋場(chǎng)、地下車庫(kù)、樓頂花園、水池、油庫(kù)及化學(xué)品堆場(chǎng)等防滲漏的土工合成材料。膨潤(rùn)土防水從上世紀(jì)80年代中期起在美國(guó)建筑、環(huán)保領(lǐng)域開始得到應(yīng)用,上世紀(jì)90年代進(jìn)入中國(guó),在北京、上海、廣州等各大城市得到推廣應(yīng)用。

        1 膨潤(rùn)土防水毯防滲機(jī)理

        膨潤(rùn)土的礦物學(xué)名稱為蒙脫石,天然的膨潤(rùn)土按化學(xué)成分主要分為鈉基和鈣基兩大類。膨潤(rùn)土具有遇水膨脹的特性,一般鈣基膨潤(rùn)土膨脹時(shí),其膨脹僅為自身體積的3倍左右,而鈉基膨潤(rùn)土遇水時(shí)會(huì)吸附自身重量5倍的水,體積膨脹到原來(lái)的15~17倍以上。

        膨潤(rùn)土防水毯是將高鈉膨潤(rùn)土用針刺法將其均勻地織在兩層高強(qiáng)拉力的土工織物中間而形成的毯狀織物,用針刺法制成的膨潤(rùn)土防滲墊可形成許多小的纖維空間,使膨潤(rùn)土顆粒不能向一個(gè)方向流動(dòng)。膨潤(rùn)土防水毯遇水膨脹,在兩面被均勻壓實(shí)的條件下形成一層致密的膠狀體,能有效隔絕水的入侵,形成優(yōu)異的防水層,并且能使防水毯具有一定的整體抗剪強(qiáng)度。

        2 膨潤(rùn)土防水毯防水特點(diǎn)及性能指標(biāo)

        2.1 膨潤(rùn)土防水毯防水的特點(diǎn)

        (1)密實(shí)性。鈉基膨潤(rùn)土在水壓狀態(tài)下形成高密度橫隔膜,其滲透系數(shù) k<5×10-8cm/s(粘土的滲透系數(shù)k<6×10-6cm/s),防滲性能約為粘土的100倍,厚度約3 mm時(shí),其防滲性能約相當(dāng)于30 cm厚的粘土,具有很強(qiáng)的自保水性能。

        (2)具有永久的防水性能。鈉基膨潤(rùn)土系天然無(wú)機(jī)材料,即使經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)的時(shí)間或周圍環(huán)境發(fā)生了變化,也不會(huì)發(fā)生老化或腐蝕現(xiàn)象,防水性能持久。

        (3)施工簡(jiǎn)便,工期短。和其他的防水材料相比較,其施工相對(duì)比較簡(jiǎn)單,不需要加熱和粘貼,只需用膨潤(rùn)土粉末和釘子、墊圈等進(jìn)行連接和固定。施工后不需要特別的檢查,如果發(fā)現(xiàn)存在防水缺陷也容易維修。GCL是現(xiàn)有防水材料中施工工期最短的。

        (4)不受氣溫影響??梢栽?30℃的寒冷氣候條件下進(jìn)行施工,且不會(huì)脆斷。

        (5)防水材料和對(duì)象的一體化。鈉基膨潤(rùn)土遇水時(shí),具有15~17倍甚至30倍的膨脹能力,即使混凝土結(jié)構(gòu)物發(fā)生震動(dòng)和沉降,GCL內(nèi)的膨潤(rùn)土也能修補(bǔ)2 mm以內(nèi)混凝土表面的裂紋。

        (6)綠色環(huán)保。膨潤(rùn)土為天然無(wú)機(jī)材料,對(duì)人體無(wú)害無(wú)毒,對(duì)環(huán)境沒(méi)有特別的影響,具有良好的環(huán)保性能。

        2.2 膨潤(rùn)土防水毯主要技術(shù)指標(biāo)

        單位面積質(zhì)量≥4 500 g/m2;

        縱向斷裂強(qiáng)度≥10 kN/m;

        橫向斷裂強(qiáng)度≥10 kN/m;

        縱向斷裂伸長(zhǎng)率≥10%;

        橫向斷裂伸長(zhǎng)率≥6%;

        垂直滲透系數(shù)≤5×10-8cm/s;

        剝離強(qiáng)度≥65 N;

        GCL 抗靜水壓試驗(yàn)(0.5 MPa)24 h 無(wú)滲漏;

        膨潤(rùn)土膨脹系數(shù)≥24 mL/2g。

        3 膨潤(rùn)土防水毯的施工工法及施工防護(hù)要求

        3.1 膨潤(rùn)土防水毯的施工方法

        (1)膨潤(rùn)土防水毯材料自重較大,宜采用鏟運(yùn)機(jī)搬運(yùn)、鋪設(shè)。

        (2)膨潤(rùn)土防水毯材料的連接采用搭接方式。

        (3)膨潤(rùn)土防水毯在大于10%的坡度上鋪設(shè)時(shí),應(yīng)盡量減少沿坡長(zhǎng)方向的搭接數(shù)量,坡上的膨潤(rùn)土墊必須超過(guò)坡腳線1 500 mm以上。

        (4)用于鋪放膨潤(rùn)土防水毯的任何設(shè)備不能在已鋪設(shè)好的土工合成材料上行駛。安裝膨潤(rùn)土防水毯時(shí),戶外空氣溫度不能低于0℃或高于40℃。

        (5)所有外露的膨潤(rùn)土防水毯邊緣必須立刻用沙袋或者其他重物壓緊,以防止膨潤(rùn)土防水毯被風(fēng)吹或被拉出周邊錨固鉤。膨潤(rùn)土防水毯不能在大風(fēng)的天氣情況下展開,以防止被風(fēng)吹起。

        (6)膨潤(rùn)土防水毯的鋪設(shè)必須保證其與下面地基直接接觸,排除褶皺。任何褶皺、折疊或拱起都可能造成土層其他土工材料發(fā)生同樣的情況。為避免褶皺、折疊和拱起,根據(jù)技術(shù)說(shuō)明的要求,通過(guò)對(duì)膨潤(rùn)土防水毯的重新鋪放或者切割和修補(bǔ)來(lái)消除。

        (7)膨潤(rùn)土防水毯的施工設(shè)備必須得到監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)才能使用,不允許使用沒(méi)有保護(hù)的剃刀或者“快速刀”??赡軗p傷到膨潤(rùn)土毯的施工設(shè)備不能直接作用在膨潤(rùn)土毯上。可行的鋪設(shè)方法是推土機(jī)向后行駛,將推土機(jī)前端的膨潤(rùn)土毯鋪開。如果推土機(jī)在地基土上留下了車印,應(yīng)在鋪設(shè)工作繼續(xù)前恢復(fù)原狀。

        (8)鋪設(shè)膨潤(rùn)土毯時(shí)盡量減少膨潤(rùn)土毯在地基上的拖拉,以免引起膨潤(rùn)土毯和地面接觸面的損壞。如有需要,可以在地面上加放一層臨時(shí)的土工織物,以減少膨潤(rùn)土毯在鋪設(shè)過(guò)程中因磨擦引起的損壞。

        (9)膨潤(rùn)土毯的鋪設(shè)和搭接應(yīng)當(dāng)與斜坡傾斜的方向平行,如果坡度大于4∶1,在距坡頂或坡度1m內(nèi),膨潤(rùn)土毯不能有橫向搭接。膨潤(rùn)土毯的搭接方式是將兩塊膨潤(rùn)土毯的末端重疊搭接,要防止松軟土或碎石進(jìn)入搭接區(qū)。

        3.2 膨潤(rùn)土防水毯的施工防護(hù)要求

        (1)膨潤(rùn)土防水毯施工前應(yīng)檢查基層,基層應(yīng)平整、無(wú)坑洼積水、無(wú)石子樹根及其他尖銳物。

        (2)膨潤(rùn)土防水毯在搬運(yùn)和施工過(guò)程中要盡量避免震動(dòng)和沖擊,最好一次到位。

        (3)膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)完畢后,應(yīng)及時(shí)鋪設(shè)土工膜,以避免風(fēng)雨的侵蝕。

        (4)膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)完畢后,如不能及時(shí)鋪設(shè)土工膜,則應(yīng)該用彩條布或薄膜覆蓋,避免風(fēng)雨的侵蝕;膨潤(rùn)土防水毯鋪設(shè)完畢后,應(yīng)避免車輛碾壓和其他異物損壞。

        (5)施工完畢后的膨潤(rùn)土墊上不得有泥塊、污物、雜物等可能損壞防滲層的異物。

        4 膨潤(rùn)土防水毯防滲技術(shù)的應(yīng)用和推廣

        本世紀(jì)初,膨潤(rùn)土防水毯技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各種防滲施工中,解決密封、隔離、防滲漏等問(wèn)題,效果好、抗破壞性強(qiáng)。近期已陸續(xù)在濟(jì)南市西區(qū)景觀湖橡膠壩工程、臨沂市引祊入涑工程、祊河葛莊橡膠壩工程、金鑼集團(tuán)垃圾處理場(chǎng)工程中成功運(yùn)用,效果良好,對(duì)于工程的各種細(xì)部節(jié)點(diǎn),都能通過(guò)應(yīng)用膨潤(rùn)土防水粉和防水漿進(jìn)行妥善處理,體現(xiàn)了膨潤(rùn)土防水技術(shù)的可靠性。

        [1]鐘漢華.水利水電工程施工技術(shù)[M].中國(guó)水利水電出版社,2004.

        [2]紀(jì)年生.常用建筑材料試驗(yàn)手冊(cè)[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1987.

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