吳曉燁 沈姍姍
【摘 要】本文結(jié)合浙江地區(qū)的氣候特點及地質(zhì)情況,以及吸取這次在余姚發(fā)生的城市內(nèi)澇的教訓,以地下車庫在防排水過程中所出現(xiàn)的問題及解決辦法,提出設計意見及出現(xiàn)問題后的解決方案,為今后浙江地區(qū)地下車庫的設計施工提供參照。
【關(guān)鍵詞】地下車庫;防水;排澇
0.前言
現(xiàn)代的高層建筑均設有地下室有其結(jié)構(gòu)需要也有經(jīng)濟需要,21世紀是地下空間作為重要資源開發(fā)的世紀,地下工程不僅在戰(zhàn)爭時期是國家防御體系的重要組成部分,在和平時期的經(jīng)濟建設中同樣有著十分重要的地位,但是長久以來地下建筑工程的防水排澇已是建設者們傷透腦筋的大事,尤其是城市內(nèi)澇,已經(jīng)成為了地下車庫的第一大威脅。
凡高層建筑均設有地下室,一方面是由于結(jié)構(gòu)需要,一般高層建筑由于要有埋深嵌固的要求,使其牢固可靠,其埋深由底板或地基梁底面算起約為地面上建筑高度的1/20~1/18,如 100m 高的建筑需埋深 5.00~5.56m 即一層地下室,像杭州電信大樓 249.5m 高,則埋深 15-20m,要作 2-3 層地下室,另一方面,是向地下發(fā)展,向地下要空間,還有一些特殊工程必須下埋,因此地下工程必不可少,也越來越多。雖其投資大,施工難度大,但勢在必行,不得已而為之,當然也相應帶來很多好處。
地下工程種類很多,有車庫、人防、地鐵、還有商場、娛樂場所等等,但就當前講來,車庫、人防居多,就水方面講來有防水和排水之分,本文主要闡述的是地下車庫的防水和排水問題。
1.浙江地區(qū)所在的區(qū)域氣候、地質(zhì)構(gòu)造
1.1區(qū)域氣候
浙江位于亞熱帶季風氣候區(qū), 浙江氣候總的特點是:季風顯著, 四季分明,年氣溫適中,光照較多,雨量豐沛,空氣濕潤,雨熱季節(jié)變化同步,氣候資源配制多樣,氣象災害繁多。 浙江 年平均氣溫15~18℃, 極端最高氣溫33~43℃,極端最低氣溫-2.2~-17.4℃;全省年平均雨量在980~2000mm,年平均日照時數(shù)1710~2100小時。
浙江雨量充沛,年降水量在1000-2000mm 之間,系我國降水較豐富的地區(qū)之一。全年雨日 140-170天。一年之中,3月-7月初的春雨和梅雨降水量豐富;特別是夏秋季節(jié)的臺風帶來的大量雨水,往往給地下的防水和排水系統(tǒng)帶來嚴重的壓力。
1.2地質(zhì)結(jié)構(gòu)
浙江地質(zhì)構(gòu)造復雜,地層發(fā)育齊全。全境以江山—紹興斷裂帶為界,分為兩大地質(zhì)單元,浙西北屬揚子準地臺;浙東南屬華南加里東褶皺系。浙西北發(fā)育沉積巖,地層齊全,沉積厚度大,構(gòu)造以北東—南西向為主的緊密線狀復式褶皺及與其平行的斷裂帶為特征。浙東南火山巖發(fā)育,地殼厚度較薄,火山噴發(fā)活動強烈,覆蓋了大片的火山熔巖及火山碎屑巖。浙北和浙東沿海平原發(fā)育第四紀松散堆積物,形成封閉式、多層次含水層與隔水層相間分布的地下水系統(tǒng)。建筑物在地下施工過程中都會受到地下水的干擾。
2.地下車庫的防水問題
2.1滲漏狀況
圖1 伸縮縫滲水嚴重 圖2 車庫頂板伸縮縫
2.2出現(xiàn)問題的原因
(1)受浙江區(qū)域氣候和地下水特殊地理構(gòu)造及水文特征等影響。尖山地區(qū)受大氣降水影響較大,水量隨季節(jié)變化增減明顯,水量集中。同時,土層的透水能力強,地下水位較高,地下車庫防水難度較大。
(2)地下車庫整體采用的是分散式箱型結(jié)構(gòu),非整體式結(jié)構(gòu) ,整體抗?jié)B性較差。
(3)結(jié)構(gòu)底板下未設計防水層,在尖山特殊地理環(huán)境下,地下水位較高,當雨量充沛時,水壓較大,易產(chǎn)生滲漏。
(4)地下車庫頂板變形縫設計不合理。其設計在變形縫處伸出頂板(如圖3),但是,變形縫兩側(cè)主體沉降不均,必然導致混凝土蓋板拉裂,水分進入其中無法排除,水量越積越多,最后,墻面潮濕,到滲水進入地下車庫,形成滲漏。地下車庫變形縫的設計不合理,是地下車棚頂滲水,和地坪處地下水上涌進入地下車庫是一個原因。
圖3
2.3對地下車庫防水問題的處理方法
針對變形縫遺留的問題,采用疏堵結(jié)合辦法,先對變形縫處加貼外貼式止水帶,加貼伸縮鋼板。同時,在地下車庫墻上設一條引水管,將回填土內(nèi)的水排到車庫明溝內(nèi)。與此同時,在變形縫下方,設排水溝,將由變形縫進入地下車庫的水,引入水溝。同時在車庫四周的墻邊設排水明溝,墻邊與溝之間的地面向溝內(nèi)放0.5%的坡度,以讓水流入明溝。車庫入口,設兩道攔水溝。
2.4對設計的指導性意見
變形縫是土木工程中結(jié)構(gòu)部分或全部分離的建筑結(jié)構(gòu)單元之間在因溫度、沉降、地震等作用產(chǎn)生相對微量位移時,其建筑結(jié)構(gòu)、整體觀感、使用功能不至于發(fā)生質(zhì)量損壞的一種建筑構(gòu)造措施。所以,變形縫的設計是否合理,尤為重要。東方大院項目地下車庫的滲漏,主要原因就是變形縫的設計不合理。建議在類似本案例中的地質(zhì)構(gòu)造復雜,水量集中,地下水位較高地區(qū),變形縫采取如下設計。
3.地下車庫的防水問題
首先分析水源有哪些水,從哪里來?其次是采取什么措施把水排出去,現(xiàn)就有關(guān)問題分項闡述如下:
3.1雨水
由于地下汽車庫有汽車進出口,其坡道不可能也沒必要完全遮蓋,必定有一段露天部分,這些露天部分,除了投影平面有雨水外,還有側(cè)壁包括上部建筑側(cè)墻以及出入口的飄雨,其雨量前者按 100%計算,后者按最大墻面的 50%計算,這些雨水由截水溝排至集水坑,再由抽水泵抽出。并在坡道的上端、中間、下端各一條,但是下端的那一條必不可少。
在作截水溝時,要考慮梁板的設置位置而定,若截水溝設在坡道段,因兩邊是支撐該坡道板的墻或梁,不影響主體結(jié)構(gòu)的梁板布置,給結(jié)構(gòu)以方便,如果下端的截水溝,設在主體結(jié)構(gòu)的樓板處,則有可能會截斷主、次梁,給結(jié)構(gòu)設計帶來不利,見圖 4:
另外,截水溝應設在坡道下端的最低處這樣才可把流下的水全部截住,不再使水繼續(xù)往下敞。
3.2洪水
如雨水過大,形成洪水,淹過街道,淹過膝蓋,靠一般設防和排澇,那是不能解決問題的,則應該采取特殊辦法:一是堵,二是排。在所有車道入口處用事先準備好的砂袋或泥包,堆疊成厚實的擋水墻,遇水面蒙一定的地下水滲透,上一、兩層塑料薄膜,并周邊壓實,看水勢再逐漸加高,形成道可靠的安全堤壩,當然此法是在市政排水管網(wǎng)排水不暢或較低洼的地段,并遇大暴雨時而采取的辦法。我們在建地下車庫時,如果其周邊道路常被淹沒,那么建設方可以提出把室內(nèi)地面設計成高出周邊道路 一定高度,來避免地下車庫被水淹。如果建設方不同意在地室底板上設墊層,僅同意多設集水坑,如果有水就采取掃的辦法,當然這樣做并是絕對不可以的,只是效果較差,因此不是重要工程,不得已也只得同法作較長引道反坡,到時也只有采取這種辦法,避免遭到大的損失。當然,首先應該作好市政的地下管線,使其通暢,這種堵的辦法只是應當務之急,不是長久之計。當臨時擋水堤壩局部滲漏或少量水涌,流入地下室的水,可由地下室設有的排水溝和集水坑,并發(fā)揮水泵的作用,則可較快的排凈,以免災難,這時地下室設有墊層(即地下室底板上設置結(jié)構(gòu)需要搞浮力的穩(wěn)壓層或建筑需要的地面設坡和排水溝的砼面層,該墊層的稱謂不夠確切,但習慣了,又找不到更好的稱謂,就暫且用之)對于地面找坡和設溝是有好處的,也是必要的。
3.3排水溝、坡和集水坑的設置
若地下室的底板上設有 300 厚的砼墊層,則給地面排水需要的找坡和設溝創(chuàng)造有利條件,地面找坡一般按 0.5%考慮,若坡長20m,則脊與谷之間的高差為 100,即最低處為 250 厚,最高處為 350 厚,平均 300 厚。溝設在地面找坡后的最低處,設溝的起始高為 80,最低點抹灰 20 厚,溝底兩端相差 150,若溝坡按 0.5%考慮,則溝長可達 30m,即兩集水坑之間的距離可達60m,若溝坡再小一點則可更長一點。另外在設置集水坑的位置時,要適當注意,設溝坡0.5%,若坑設在兩端,溝的總長為60,若坑設在距兩端頭的1/4處,溝的總長可達120m。
從以上情況分析來看,坑設在中間較經(jīng)濟,如果坡長有剩余,則可加大溝坡,以有利排水。但坑設在靠外墻處,可以減少排水橫管長度,對管線設計有利,因此要統(tǒng)籌安排。
另外關(guān)于地面標高的標注問題,由于排坡后,各處的標高都不一樣,不可能取某個點的標高,而定為整個地面的標高是不合適的,那究竟如何定,還是一個值得探討或統(tǒng)一的問題,我個人的看法是,就地下室的平面這個具體問題而言,從局部來說,即每個點的標高都能標明清楚,但就整體而言,就不能以某個特殊點來定,一般來講,應從宏觀出發(fā),即取其平均值來確定,如找坡后最厚處為 350,最薄處為 250,其平均值為 300,或籠統(tǒng)說,就定為 300,這樣作總的概念就清晰,或者注結(jié)構(gòu)標高,即底板的面標高,如屋面的標高注法,也不致引起誤會,如不設墊層,又要找坡,問題同樣麻煩,一般耐磨的C30砼面層,至少50厚,若找坡后最高點與最低點相差 100,則最厚處為 150,平均厚為 100 厚,那么其標高為底板面上加 100,若是找坡方向很復雜,那就一言難盡了,如果找坡很規(guī)整又不復雜,或往一邊坡,那就最好結(jié)構(gòu)找坡,既可省料,又把問題簡單化。由于找坡不僅地面標高復雜化,而且涉及到汽車坡道的起始點的標高,也涉及到有關(guān)樓梯起步、門口等一系列的標高問題,因此要細化,以便給施工帶來方便。
總之,城市建筑物地下車庫的防水和排水對建筑設計一直是一個比較為難和頭痛的問題。而地下車庫在戰(zhàn)爭時期是國家防御重要組成部分,同樣在和平的經(jīng)濟建設時期,也有著不可忽視的作用。地下室的排水,問題也較多,不僅建筑設計本身存在很多問題,也涉及到結(jié)構(gòu)和給排水專業(yè)不少問題,所以建筑設計要慎重對待,要深入細致研究,的方便,也要考慮施工的方便,還要考慮給甲方省造價。建筑師責任重大,切莫輕視之。 [科]
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