董朝陽(yáng),周千帆,羅興國(guó),朱翔凌,羅 濤,呂錫鼎

(中建宏達(dá)建筑有限公司,北京 100075)

1 工程概況

天津中信城市廣場(chǎng)三期B地塊項(xiàng)目位于天津海河?xùn)|路毗鄰2條主干道。建筑面積約為37萬(wàn)m2,地下4層,基礎(chǔ)埋深20m,屬于深基坑危大工程。該項(xiàng)目鄰河而建,采用圍護(hù)樁、地下連續(xù)墻混合式圍護(hù)結(jié)構(gòu),輔以混凝土圍檁、混凝土支撐、鋼管撐等支撐方式。地下結(jié)構(gòu)防水面積約為8萬(wàn)m2。

該項(xiàng)目屬沿河商業(yè)建筑,地處市中心城區(qū)繁華地段,緊鄰海河,周邊建筑物密集,建筑輪廓線距紅線距離短。鑒于項(xiàng)目特性,采用垂直開(kāi)挖方式進(jìn)行基礎(chǔ)施工。

2 工程難點(diǎn)分析

因基坑外側(cè)采用圍護(hù)樁及地下連續(xù)墻混合式圍護(hù)結(jié)構(gòu),外部基本無(wú)作業(yè)空間,故地庫(kù)外墻考慮使用單側(cè)支模方式進(jìn)行施工(見(jiàn)圖1)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)外墻防水基層面不平整現(xiàn)狀,要求防水卷材具有一定延展性、耐水隔水性、溫度穩(wěn)定性、材質(zhì)抗滑移力學(xué)等性能。在項(xiàng)目原設(shè)計(jì)圖紙中,外墻防水采用水泥基滲漏結(jié)晶防水涂料+鋼筋混凝土內(nèi)摻水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料形成的結(jié)構(gòu)自防水側(cè)墻施工工藝。該工藝無(wú)法滿足項(xiàng)目基坑垂直開(kāi)挖的地下側(cè)墻對(duì)防水結(jié)構(gòu)的施工要求。因此“全包式”“預(yù)鋪反粘式”“外防內(nèi)貼式”地下結(jié)構(gòu)側(cè)墻防水施工理念應(yīng)運(yùn)而生。項(xiàng)目樁間土砌筑擋土墻后防水基層情況如圖2所示。

圖1 項(xiàng)目單側(cè)支模外墻防水基層情況

圖2 項(xiàng)目樁間土砌筑擋土墻后防水基層情況

3 新型HDPE合成高分子防水卷材設(shè)計(jì)思路

在施工地下室基礎(chǔ)階段,傳統(tǒng)卷材會(huì)伴隨墊層下沉,導(dǎo)致防水層與結(jié)構(gòu)底板脫離,形成空腔,從而造成基礎(chǔ)底板迎水面四處竄水,防水層整體失效的現(xiàn)象。地庫(kù)外墻防水施工操作空間小,且基層面不平整,無(wú)法按設(shè)計(jì)要求的防水材料進(jìn)行底板和外墻防水施工。傳統(tǒng)防水卷材施工弊病如圖3所示。

圖3 傳統(tǒng)防水卷材施工弊病

受限于基礎(chǔ)底板和外墻的各種因素,防水層應(yīng)具備的特點(diǎn)為:①與墊層不粘連,與底板向上滿粘;與外墻基層面貼合,與外墻混凝土面向內(nèi)反粘;②工人施工時(shí)不粘腳,方便工人在卷材上行走,綁扎鋼筋等;③澆筑完成基礎(chǔ)和外墻混凝土后,卷材與基礎(chǔ)底板及外墻面粘接性能好,能形成整體防水系統(tǒng);④材料耐穿刺,受到外力作用時(shí)不宜破裂,能承受一定荷載、應(yīng)力變化;⑤卷材在被水浸潤(rùn)后,防水性能長(zhǎng)期保持不變。根據(jù)項(xiàng)目特性,理論上需從提升防水卷材抗撕裂、耐穿刺、伸長(zhǎng)率等性能滿足該項(xiàng)目防水施工要求。

針對(duì)工程特點(diǎn),擬采用如下技術(shù)措施保證防水系統(tǒng)整體穩(wěn)定性。

1)對(duì)支護(hù)墻進(jìn)行抹面找平處理(保證豎向平整),以消除曲面沉降剪切破壞。

2)采用機(jī)械固定措施(金屬墊片、壓條及耐腐蝕螺釘),點(diǎn)式加強(qiáng)防水系統(tǒng)與支護(hù)墻的結(jié)合(掛鋪固定),保證系統(tǒng)抗混凝土澆筑振搗損傷性能。

3)采用反粘法施工,保證防水系統(tǒng)與后澆混凝土的結(jié)合,防止發(fā)生竄水現(xiàn)象。

4 HDPE卷材組成成分及材料性能

基礎(chǔ)防水工程采用新型HDPE合成高分子防水卷材(簡(jiǎn)稱(chēng)“HDPE卷材”),包含P類(lèi)塑料類(lèi)、R類(lèi)橡膠類(lèi)、PY改性瀝青類(lèi)3種。HDPE預(yù)鋪反粘卷材屬于P類(lèi)塑料類(lèi),HDPE即為高密度聚乙烯。HDPE預(yù)鋪反粘卷材由3層構(gòu)成:下層為HDPE高密度聚乙烯片材(厚度通常為0.9mm),中層為熱熔壓敏膠層(厚度約為0.3mm),上層為防粘顆粒層(不計(jì)入卷材厚度)。施工時(shí),應(yīng)使覆砂面朝向混凝土結(jié)構(gòu)層。HDPE預(yù)鋪防水卷材與混凝土結(jié)合方式主要有物理層面和化學(xué)層面。HDPE卷材表面石英砂顆粒層與混凝土水泥漿形成凸凹咬合面從而形成物理結(jié)合層。HDPE卷材中間層熱熔壓敏膠在壓力下與混凝土溶液發(fā)生一定當(dāng)量的化學(xué)反應(yīng),從而形成化學(xué)結(jié)合層?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式為:Ca(OH)2+2CH2=CH-COOH→(CH2=CH-COO)2Ca+2H2O。生成的丙烯酸鈣鹽與混凝土中的鈣離子(Ca2+)發(fā)生絡(luò)合形成新的化學(xué)鍵,牢固地粘附在混凝土表面。這是與混凝土表面粘接強(qiáng)度大于膠層自身內(nèi)聚力的原因。不同卷材對(duì)比如圖4所示。

圖4 不同卷材對(duì)比

HDPE卷材與砂面SBS卷材后澆剝離試驗(yàn)結(jié)果表明,HDPE卷材在1.0MPa壓強(qiáng)下開(kāi)始滲水,砂面SBS卷材在0.3MPa壓強(qiáng)下開(kāi)始滲水。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知,HDPE卷材與混凝土的結(jié)合更牢固。HDPE卷材性能測(cè)試如表1所示。

表1 HDPE卷材性能測(cè)試

由表1可知:

1)拉伸性能 膜斷裂伸長(zhǎng)率橫向?yàn)?45%,縱向?yàn)?85%;拉力橫向?yàn)?1 002N/50mm,縱向?yàn)?1 010N/50mm; 拉伸強(qiáng)度橫向?yàn)?6.4MPa,縱向?yàn)?7.0MPa。卷材間(搭接邊)剝離強(qiáng)度浸水處理為0.9N/mm。

2)熱老化性能 伸長(zhǎng)率保持率橫向?yàn)?07%,縱向?yàn)?05%;拉力保持率橫向?yàn)?6%,縱向?yàn)?05%。膠層-23℃,無(wú)裂紋。

3)不透水性能 卷材在0.3MPa壓力下,120min,無(wú)透水現(xiàn)象。

4)抗竄水性(水力梯度) 0.8MPa/35mm,4h不竄水。

5)耐熱性能 80℃下,2h,卷材無(wú)滑移、流淌、滴落。

通過(guò)HDPE卷材與傳統(tǒng)卷材撕裂試驗(yàn)及材料各項(xiàng)性能試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比(見(jiàn)表2),最終選用HDPE卷材作為本工程基礎(chǔ)及外墻防水施工主要材料。

表2 HDPE卷材與傳統(tǒng)卷材性能對(duì)比

5 HDPE卷材施工控制要點(diǎn)

高分子自粘膠膜防水卷材與基礎(chǔ)底板墊層采用空鋪施工工藝,在已處理過(guò)的基層面上,按卷材尺寸,留出搭接縫寬度,卷材長(zhǎng)邊搭接寬度≥70mm,短邊采用對(duì)拼粘接施工做法,按卷材標(biāo)注的基準(zhǔn)線進(jìn)行卷材大面鋪貼施工。

5.1 樁頭部位防水處理

根據(jù)樁身結(jié)構(gòu)密實(shí)情況,若有破損部位先進(jìn)行修補(bǔ),然后采用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料+聚氨酯防水涂料或密封膠的復(fù)合防水做法。樁頭基層潮濕時(shí),卷材收頭采用聚合物防水砂漿密封處理(見(jiàn)圖5)。

圖5 樁頭部位防水處理節(jié)點(diǎn)

5.2 陰陽(yáng)角細(xì)部處理

平立面交接處無(wú)需做防水附加層,承臺(tái)基坑陰陽(yáng)角(此處陰陽(yáng)角指三維交叉部位)在防水層施工中,數(shù)量諸多,是防水層薄弱部位之一。該處通常做法是由施工作業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)裁剪和安裝,利用裁剪好的防水卷材在相應(yīng)部位進(jìn)行處理(見(jiàn)圖6)。

圖6 陰陽(yáng)角細(xì)部處理

5.3 承臺(tái)及集水井部位防水層機(jī)械固定

在距卷材邊緣10～20mm內(nèi),每隔400～600mm(或依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定)進(jìn)行釘壓固定,根據(jù)基層平整情況,可在適當(dāng)部位增加固定點(diǎn)(見(jiàn)圖7)。揭開(kāi)搭接邊緣部分隔離膜,進(jìn)行長(zhǎng)邊搭接,搭接寬度≥70mm(蓋住固定釘,完成后表面應(yīng)無(wú)明釘),利用壓輥壓實(shí)立面搭接邊重疊部分,確保卷材完全粘結(jié)并粘牢。

圖7 承臺(tái)及集水井部位防水層細(xì)部處理

短邊搭接寬度為80mm,采用對(duì)拼粘接膠帶將相鄰2幅材料搭接邊齊頭壓實(shí)粘接在一起形成完整連續(xù)的防水層。卷材接縫有翹邊現(xiàn)象時(shí),采用配套蓋口條沿翹邊對(duì)中粘貼壓牢。卷材固定在底板保護(hù)墻上時(shí),在其上端部的卷材采用臨時(shí)性固定后還應(yīng)預(yù)留200～300mm長(zhǎng)度,以便于防水層端部固定在結(jié)構(gòu)墻體上。卷材收在立墻上,端部機(jī)械固定,并用配套的密封材料密封。

5.4 雙側(cè)支模外墻部位細(xì)部處理

外墻防水施工時(shí),底板與側(cè)墻防水卷材接茬搭接收口的處理尤為重要(見(jiàn)圖8)。HDPE卷材與常規(guī)防水卷材要求不同,無(wú)需做防水附加層,底板卷材甩茬處采用臨時(shí)性固定后還應(yīng)預(yù)留200～300mm長(zhǎng)度,且需做臨時(shí)保護(hù),和側(cè)墻防水層交圈,交圈寬度≥150mm。

圖8 外墻部位豎向防水節(jié)點(diǎn)示意

5.5 單側(cè)支模外墻部位細(xì)節(jié)處理

單側(cè)支模外墻部位立面防水卷材施工時(shí),在粘邊位置距離卷材邊緣10～20mm范圍,每隔 400～600mm 進(jìn)行機(jī)械固定(大面固定使用金屬墊片,卷材收頭采用金屬壓條),根據(jù)基層平整情況,可在適當(dāng)部位增設(shè)固定點(diǎn)。在預(yù)定掛鋪點(diǎn)處用射釘或水泥釘固定固定件,然后鋪設(shè)HDPE卷材(見(jiàn)圖9)。防水卷材鋪設(shè)時(shí)將搭接邊重疊,壓實(shí)重疊部分確保卷材完全粘結(jié)并粘牢。鋪貼后卷材應(yīng)平整、順直。搭接尺寸正確,不得扭曲。

圖9 單側(cè)支模外墻部位防水細(xì)部處理節(jié)點(diǎn)

5.6 底板后澆帶防水節(jié)點(diǎn)處理

底板后澆帶需考慮抗地下水壓及后期澆搗混凝土?xí)r的清理保護(hù)問(wèn)題,可采取增加承壓鋼板、外貼式止水帶或混凝土保護(hù)層(見(jiàn)圖10)。后澆帶部位需要施作1道防水加強(qiáng)層。

圖10 底板、外墻后澆帶部位防水構(gòu)造

6 HDPE卷材成品保護(hù)及與傳統(tǒng)卷材優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比

1)基礎(chǔ)鋼筋吊放時(shí),需在吊裝部位放置墊板,防止鋼筋頭戳破底板防水卷材。

2)基礎(chǔ)鋼筋綁扎時(shí),嚴(yán)禁工人隨意拖拽鋼筋,造成防水卷材磨損破裂;綁扎時(shí)輕拿輕放。

3)基礎(chǔ)底板焊接作業(yè)時(shí),在電焊區(qū)域底部放置防火隔離墊板,防止焊渣掉落,燙傷卷材。

4)基礎(chǔ)施工作業(yè)人員嚴(yán)禁穿釘鞋,嚴(yán)禁使用尖銳工具敲打破壞卷材。對(duì)于已損壞的部位采用紅筆標(biāo)記,方便后期檢查維修。

HDPE卷材與傳統(tǒng)卷材優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比如表3所示。

表3 HDPE卷材與傳統(tǒng)卷材優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比

7 結(jié)語(yǔ)

基礎(chǔ)底板和外墻防水是一個(gè)系統(tǒng)性防水工程。防水施工前的地質(zhì)環(huán)境好壞、防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)弱、防水材料選擇、防水施工工藝技術(shù)應(yīng)用等都將影響最終防水施工效果。目前,HDPE合成高分子防水卷材因其良好的防水和經(jīng)濟(jì)效益,在地下防水工程中得到了廣泛應(yīng)用。