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地下室防水設計

地下室防水設計

隨著城市化進程的加快,城市建設的地下室越來越大,越來越深,這是城市建筑大型化、高層化以及充分利用地下室空間帶來的結果,然而地下室屬于隱蔽工程,如果在今后使用過程中出現漏水現象,后果將不堪設想,因而地下室的防水工程就顯得尤為重要和突出。在此,筆者淺談地下室防水設計的有關內容和要求。

一、地下室防水設計目的和要求   

(一)進行防水設計應明確建筑地下室防水工程的目的:1.確保地下水和滯留水不滲入室內,給予室內正常的生產、工作、生活和儲藏環境。2.防水層保護好地下結構,不能讓地下水浸泡鋼筋混凝土結構。一旦結構滲水,會導致鋼筋銹蝕、斷截面減小、膨脹,混凝土裂縫增大、抗壓強度減弱,建筑基礎受損,建筑壽命降低,最終危及安全。  

(二)地下室防水設計必須遵循“防、排、截、堵相結合,剛柔相濟,因地制宜、綜合治理”的原則,努力達到防水可靠、經濟合理的目的。在設計前應充分掌握地下工程所在地及其附近地下水運動規律和狀況(近期和遠期),確定設計最高地下水位標高,同時結合地質、地形、地下工程結構、防水材料供應及當地施工條件等全面研究地下工程防水方案。地下鋼筋混凝土外墻、底板均應采用抗滲混凝土,抗滲等級應根據防水混凝土的設計壁厚和地下水的最大水頭比值。  

(三)獨立式全地下室工程應做全封閉,附建式全地下室或半地下室防水設置,則應高出室外地平標高至±0.000m以上,卷材防水和涂膜防水層可在室外平坦處改用防水漿完成設防高度。  

(四)地下室最高水位高于地下室地面時,地下室設計應考慮整體鋼筋混凝土結構,保證防水效果;在特殊要求下可采用架空地面和夾壁墻。   

(五)地下室外防水層宜采用軟保護層,如聚苯板或聚乙烯板等。

二、地下工程防水等級  

地下工程防水等級及適用范圍見表1,其中工業與民用建筑防水等級應達到一級或二級防水標準。

三、地下室防水設計 應根據建設地點的氣象、水文地質、工程地質、所處環境、結構類型、施工方法、使用要求等各方面因素綜合考慮,選擇適合的防水做法。

地下室的防水包括主體防水及節點防水。主體防水又分為結構自防水和附加防水,結構自防水是必須采用的,附加防水按工程的防水等級選用,附加防水也稱為:“其他防水層”以柔性防水為主;節點防水主要包括施工逢、后澆帶、變形縫、穿墻管線、柱頂防水等,節點防水也稱“細部構造防水”,可按工程的防水等級和實際情況選用不同的防水措施。設計人員應根據具體的情況確定合理的防水方案,對方案內各環節進行監控,以達到防水的要求。                      (一)結構自防水設計。目前我國大部分地區的地下工程采用結構自防水居多。結構自防水設計以混凝土自身的密實性而具有一定防水能力的混凝土或鋼筋混凝土結構形式稱之為混凝土結構自防水。具體是在材料上通過調整配合比、添加外加劑、限制骨料最大粒徑等措施,使混凝土組成最密實、孔隙率最小的結構;或使孔隙彼此隔斷,互不連通,使地下水無法滲入,或滲入至一定深度后不能穿透。在地下結構設計時,應注意不使防水混凝土受到地下水的侵蝕作用;注意各種外力和內力可能帶給混凝土結構的不利影響;盡量不使混凝土結構產生有害裂縫而導致滲漏水。  

在地下工程設計中,關鍵是要控制鋼筋混凝土裂縫的產生及其寬度,混凝土結構一旦出現裂縫,滲漏水就難以避免。鋼筋砼的裂縫有兩類,一類是荷載引起的裂縫,其危害最大,直接決定著結構的承載能力,但可以通過正確的設計及合理的使用加以控制,使之不會出現或限制其開展寬度。另一類是結構變形受約束引起的裂縫,它也會影響結構的承載能力,不容忽視。這類裂縫,對多數實際工程而言,目前尚無一個精確的計算方法,設計時只能根據有關規范、原理經驗采取適當的措施加以防范。

1.結構變形引起裂縫的原因 致使鋼筋破開裂的變形,主要是收縮變形。而好的收縮,就其起因而論,有以下幾種: (1)干燥收縮———由檢內的水分蒸發所致。 (2)自生收縮———水泥水化引起的體積收縮,它與水分蒸發無關。 (3)化收縮———空氣中CO2與水泥水化生成物起化學反應生成碳酸鈣、硅膠、鋁膠和游離水從而引起收縮。其中碳化釋水收縮具有干燥收縮的性質,是碳化收縮的主要組成部分。 (4)降溫收縮———砼經攪拌入模,水泥水化反應即告開始,并且放出熱量,檢溫度因而升高。但隨著水化反應的逐步完成,放熱過程亦逐步削弱,以致終止,且極的熱量也逐步散失,因此談從最高溫度到環境溫度(或貯藏溫度)取得平衡,就有一個溫度回降的問題。在這個溫差作用下,混凝土也會收縮。  

在結構處于自然狀態下,這幾種收縮是相伴發生的,其結果是相互疊加的。就導致裂縫的危害而言,干燥收縮和降溫收縮是主要的。

2.減少收縮變形的方法  

 1)改善約束條件  

 2)采用補償收縮砼  

 3)選擇干縮率較小的水泥與骨料  

 4)精心確定配合比  

 5)加強養護  

 6)配置適當鋼筋  

7)減小砼的溫度回降值  

8)提高砼的抗拉強度

(二)附加防水層設計。在地下工程中單獨采用結構自防水的做法是欠妥的,目前市場上夸大外加劑(如減水劑、早強劑、微膨脹劑等)的作用也是不科學的。在地下工程中,很難避免防水混凝土受到地下水的侵蝕作用;很難避免各種外力和內力可能給混凝土結構帶來的不利影響;很難避免混凝土結構產生有害裂縫而導致滲漏,并考慮混凝士的耐久性(如徐變、碳化因素)等,因此,對防水、防潮要求較高的地下工程,即使地下水位不高,也應在混凝土結構的迎水面上設置附加防水層。附加防水層常用材料:  

 (1)防水砂漿  

 (2)防水涂料  

 (3)高分子防水卷材  

 (4)其他防水材料  

四、結 綜上所述,地下工程防水是一項非常重要的系統性工程,它將涉及設計、施工、材料選擇等諸多方面內容。設計是地下工程防水的基礎,是控制裂縫產生及裂縫寬度大小的關鍵,因此,對于結構防水的要求及所處環境,強化地下室結構自防水能力,并用動態的觀點從材料的耐久性、材料的適應性以及不同防水材料之間的相容性的全局選擇適用的防水材料,按照設計要求施工,才能有效提高地下結構防水的可靠性和耐久性。  

  【參考文獻】 [1]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京:中國建筑工業出版社,1997 [2]李慧民.土木工程施工技術[M].北京:中國計劃出版社,2002 [3]建筑施工手冊[S].北京:中國建筑工業出版社,2003

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