臨江半地下市政道路防水工藝研究

吳 斌

(江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院,江蘇 常州 213147)

1 工程概況

某項目新建規(guī)劃一路工程全長1 792 m,主體結(jié)構(gòu)采用3層箱式結(jié)構(gòu),自然地面平均標高+5.2 m,結(jié)構(gòu)頂標高+10.4 m,底標高-1.8 m,為半地下市政道路結(jié)構(gòu),其中地下結(jié)構(gòu)長1 550 m。規(guī)劃一路北側(cè)緊鄰長江江堤,與長江相距最短距離僅為7.2 m,地下水源充足。為保證建成后的正常運營及降低后期維修費用,做好整體的防水處理就顯得尤為重要。

2 防水設(shè)計原則

本工程地下防水等級為二級,遵循“防、排、截、堵相結(jié)合,剛?cè)岵?、因地制宜、綜合治理”的設(shè)計原則,確立鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水體系。即以結(jié)構(gòu)自防水為根本,采取措施控制結(jié)構(gòu)混凝土裂縫的發(fā)展,增強混凝土的抗?jié)B能力,以接頭防水為重點,做好變形縫、施工縫的接縫防水,輔以外部防水的附加措施,形成多道防水、綜合治理的防水體系。

3 混凝土結(jié)構(gòu)自防水

本工程地下結(jié)構(gòu)混凝土采用高性能補償收縮防水混凝土,等級為C40P8,外加劑選用U型膨脹劑(簡稱UEA),摻和量為10%(取代等量水泥),配合比見表1。摻入UEA的混凝土,在鋼筋和鄰位限制下,在鋼筋混凝土中產(chǎn)生0.2～0.7 MPa的預(yù)壓應(yīng)力,抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉壓力,從而防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫。它與水泥反應(yīng)生成大量的鈣礬石,填充、堵塞和切斷混凝土的毛細孔隙,使混凝土總孔隙下降,從而大大提高混凝土的抗?jié)B能力[1]。

表1 地下結(jié)構(gòu)混凝土配合比

地下防水混凝土必須一次性澆筑成型,否則新舊混凝土交接處會形成冷縫,引起滲漏,達不到防水要求。本工程地下結(jié)構(gòu)共分3次澆筑完成,標高從下至上分別在-0.3及+2.2標高處設(shè)置2道水平施工縫,施工縫處埋設(shè)400 mm×3 mm鍍鋅止水鋼板,基面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水材料(1.5 kg/m2),鍍鋅止水鋼板與基面相交處采用單組分遇水膨脹聚氨酯密封膠進行填縫,見圖1。

混凝土澆筑過程中嚴格按照規(guī)范要求進行混凝土振搗,遵循“快插慢拔”的原則,控制好振距,不漏振和過振。澆筑后及時進行保溫、保濕養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不小于14 d。

圖1 水平施工縫示意圖

4 樁基防水處理

本工程樁基采用新老樁基結(jié)合的形式,其中新增鉆孔灌注樁(Φ700)885根,利用原碼頭后平臺方樁(600 mm×600 mm)735根,樁基總量達1 620根。由于樁基混凝土須嵌入底板內(nèi)10 cm,樁頭周邊、樁頂與底板相接部位會存在縫隙；同時墊層混凝土收縮也會導(dǎo)致樁頭周邊產(chǎn)生縫隙。因此，樁頭就成為了混凝土底板防水的薄弱環(huán)節(jié)。為保證混凝土底板的防水效果,樁頭的防水處理必須加強。

4.1 施工原理

本工程采用剛性與柔性防水相結(jié)合的方式對樁頭進行防水處理。

1)用水泥滲透結(jié)晶型防水涂料將樁頭和混凝土底板結(jié)合成一個整體,解決樁頭與底板間縫隙的問題。

2)沿樁頂鋼筋的根部,涂刷遇水膨脹密封膠,在一定范圍內(nèi)解決縫隙滲水的問題。

3)利用預(yù)鋪反貼防水卷材成活后的延展性,進一步解決縫隙滲水的問題。

4.2 施工工藝

4.2.1 工藝流程

施工的工藝流程如下：基面處理→水泥基滲透結(jié)晶涂料刷2遍→水泥基滲透結(jié)晶養(yǎng)護→樁頭周邊25 cm范圍加強處理→底板卷材覆蓋→主筋密封膠涂刷→抗?jié)B微晶水泥砂漿覆蓋→樁頭根部密封膠涂刷。

4.2.2 樁頭防水處理示意見圖2。

圖2 樁頭防水處理示意圖

4.2.3 具體做法

1)基面處理：對驗收合格的樁頭混凝土基面進行處理,使基層表面呈現(xiàn)出堅硬、潔凈的混凝土面,并用高壓水槍沖洗暴露的樁身上的泥土、浮漿、松動的碎石等,保證混凝土基層的潔凈。將樁頭暴露的箍筋清理干凈,主筋一次性調(diào)整到位,后續(xù)施工過程中不得再次進行主筋位置的調(diào)整。

2)水泥基滲透結(jié)晶涂刷：按如下要求。

①涂刷前須對樁頭基層進行反復(fù)淋水處理,保持濕潤狀態(tài)但無明水。

②涂刷于樁頂表面，暴露的樁身范圍250 mm內(nèi),每遍涂刷用量約1.5 kg/m2,厚度1 mm。

③按照水泥基滲透結(jié)晶涂料∶水=1∶0.25～0.4進行拌制,將水倒入容器內(nèi),機器快速攪拌約5 min,攪拌做到隨混合隨施工,混合好的材料應(yīng)自混合時起30 min內(nèi)用完。

④用硬毛刷將涂料均勻涂刷在濕潤的基層表面,至少應(yīng)分2遍完成,第1遍養(yǎng)護后以手觸摸不掉粉為佳,方可涂刷第2遍；涂刷每一遍時要保證施工的連續(xù)性,不得出現(xiàn)露底、漏刷現(xiàn)象,第1遍和第2遍涂刷的方向要互相垂直。

3)水泥基滲透結(jié)晶養(yǎng)護:養(yǎng)護要求有三。

①每遍涂刷完畢在涂層出現(xiàn)收水現(xiàn)象(即變色)時開始養(yǎng)護,養(yǎng)護采用噴霧器噴霧狀水形式養(yǎng)護,但不可呈水珠狀。

②每遍涂層均需要2～3次噴霧狀水養(yǎng)護,每次相隔至少4 h。

③總的養(yǎng)護時間48～72 h,以確保每遍涂層的質(zhì)量。

4)主筋密封膠涂刷：密封膠涂刷前須對基面進行油污、灰塵的清理。應(yīng)保持干燥的作業(yè)環(huán)境,避免在雨天進行施工。沿主筋根部涂刷遇水膨脹聚氨酯密封膠,密封膠涂刷需均勻飽滿。密封膠直到覆蓋保護前,不得與水接觸。在覆蓋前發(fā)現(xiàn)已遇水膨脹的膠條,應(yīng)及時進行更換處理。

5)抗?jié)B微晶水泥砂漿覆蓋：待水泥基滲透結(jié)晶養(yǎng)護完成，遇水膨脹密封膠涂刷完畢后進行樁頭表面20 mm厚抗?jié)B微晶水泥防水砂漿覆蓋。此砂漿起保護、防水作用,并作為柔性防水卷材的粘接層。

6)樁頭根部密封膠涂刷：底板柔性防水卷材施工到樁頭根部,然后在柔性防水卷材與樁頭根部結(jié)合處涂刷遇水膨脹聚氨酯密封膠進行密封,密封膠需涂刷均勻、飽滿。

5 伸縮縫防水處理

本工程地下結(jié)構(gòu)全長1 550 m,沿線設(shè)置了64條結(jié)構(gòu)全斷式柔性連接伸縮縫。伸縮縫作為地下結(jié)構(gòu)防水的薄弱環(huán)節(jié),在施工過程中一旦未做好防水處理,就會直接形成地下水的滲漏通道,導(dǎo)致整個地下結(jié)構(gòu)防水體系的破壞。因此,伸縮縫的防水處理顯得尤為重要。

5.1 伸縮縫防水構(gòu)造

本工程主體結(jié)構(gòu)被分為65個結(jié)構(gòu)單體,結(jié)構(gòu)間通過設(shè)置外貼式橡膠止水帶和埋入式鋼邊橡膠止水帶共2道止水帶實現(xiàn)防水的目的。橡膠止水帶大樣見圖3。

圖3 橡膠止水帶大樣圖

5.2 施工工藝

5.2.1 工藝流程

施工的工藝流程如下：底板(側(cè)墻)卷材鋪設(shè)→伸縮縫位置放線→外貼式橡膠止水帶安裝→鋼筋綁扎→埋入式鋼邊橡膠止水帶安裝→混凝土澆筑→模板拆除→伸縮縫填縫。

5.2.2 具體做法

1)外貼式橡膠止水帶安裝

底板及側(cè)墻防水卷材鋪設(shè)完成,并測放出伸縮縫位置后,在防水卷材表面及外貼式橡膠止水帶接觸面均勻涂刷2 mm厚氯丁膠,然后將橡膠止水帶粘在接觸面,壓實,用橡膠錘均勻敲打,確保平板止水帶與底板粘結(jié)牢固。

橡膠止水帶的搭接采用冷粘法,即將2條平板止水帶接頭處粘貼的一面用磨光機磨毛,搭接長度大于30 cm,然后將毛面清理干凈,用專用粘膠涂抹其中1條的毛面,將2條止水帶毛面使用橡膠錘擊打粘牢,在縫隙處使用粘膠填塞密實。

2)埋入式鋼邊橡膠止水帶安裝

采用埋設(shè)定位鋼筋的方法對埋入式鋼邊橡膠止水帶進行限位固定。將鋼邊橡膠止水帶插入定位鋼筋中的凹槽內(nèi),用手槍鉆在止水帶鋼片上開洞,使用16#鐵絲直接綁扎于主筋上,防止止水帶上下(底板)、左右(側(cè)墻)移動。

鋼邊橡膠止水帶的橡膠部分搭接方式同外貼式橡膠止水帶,鋼邊部分采用錨釘進行搭接固定。止水帶的搭接長度須大于30 cm。

伸縮縫處封頭側(cè)模采用18 mm厚膠合板模板,分為上下兩部分(側(cè)墻為左右兩部分),采用50 mm×100 mm方木及鋼管加固。底板封頭側(cè)模采用斜撐鋼管(Φ48)進行固定,側(cè)墻封頭側(cè)模每隔500 mm采用Φ14螺桿與主筋焊接后固定。兩塊模板之間塞入2片15 mm×40 mm的小木塊將止水帶夾住固定。止水帶固定大樣見圖4。

圖4 中埋式鋼邊止水帶固定大樣圖

3)混凝土澆筑時對橡膠止水帶的保護

本工程混凝土采用泵送澆筑,混凝土中有許多尖角的石子,澆搗的沖擊力過大會刺破橡膠止水帶。由于橡膠的撕裂強度僅為拉伸強度的1/5～1/3,止水帶一旦被刺破,裂縫就會迅速擴大。故應(yīng)注意澆筑方法和澆搗壓力,以免止水帶被刺破,影響止水效果[2]。

混凝土的澆筑應(yīng)從兩側(cè)變形縫處開始向中間進行。底板混凝土在下料之時,應(yīng)該距止水帶的側(cè)邊50 cm開始,用插入式振搗器將混凝土引導(dǎo)至變形縫處,并振搗至混凝土上頂止水帶起鼓,再行澆筑上方混凝土,緩慢振搗直至該部位全部完成。而側(cè)墻的混凝土澆筑時應(yīng)做到兩邊同時下料同時振搗,并注意振搗密實。

4)填縫板安裝

混凝土澆筑完成并拆除模板后,在伸縮縫混凝土外側(cè)安裝30 mm厚的丁腈軟木橡膠墊板,墊板兩頭采用30 mm厚聚氨酯密封膠進行密封。外露部分鋼邊橡膠止水帶套入定位鋼筋中部凹槽內(nèi),進行下一結(jié)構(gòu)分段施工。

6 高分子自粘膠膜防水卷材的應(yīng)用

目前,我國絕大部分地下工程均采用傳統(tǒng)材料作為防水層,防水材料鋪貼于墊層基面,然后做保護層,再澆筑混凝土結(jié)構(gòu),防水層不與結(jié)構(gòu)混凝土形成粘接。這種做法的缺陷在于防水層受到破壞后,地下水會在防水層和結(jié)構(gòu)層之間發(fā)生串流,并沿著混凝土結(jié)構(gòu)的縫隙、孔洞等缺陷進入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部,造成滲漏[3]。

6.1 施工原理

本工程地下結(jié)構(gòu)(底板+側(cè)墻)防水材料選用1.2 mm厚凱倫MBP-P型高分子自粘膠膜防水卷材(非瀝青基),施工采用預(yù)鋪反貼工藝。預(yù)鋪反貼是指預(yù)先將表面覆有自粘膠膜的防水卷材鋪設(shè)在支護結(jié)構(gòu)或底板的墊層上,無須做保護層,直接在防水卷材表面綁扎鋼筋、澆筑混凝土的一種施工方法。液態(tài)混凝土凝結(jié)硬化過程中與卷材表面的自粘膠膜粘結(jié)為一體,形成互鎖結(jié)構(gòu),達到防水卷材與結(jié)構(gòu)混凝土表面密貼的目的,防止防水層與結(jié)構(gòu)層之間產(chǎn)生竄水的現(xiàn)象[4]。

6.2 施工工藝

6.2.1 工藝流程

施工的工藝流程如下：基層清理→定位放線→節(jié)點部位加強處理→空鋪卷材→卷材搭接→鋼筋綁扎,混凝土澆筑(注意成品保護)。

6.2.2 具體做法

1)基層清理：清除基層表面的灰塵、雜物,有明水處應(yīng)先排除明水,遇有不平基面處先用砂漿找平。

2)定位放線：按卷材的寬度尺寸在基層上彈設(shè)卷材鋪貼控制線,以確保防水卷材鋪展、順直。

3)節(jié)點處理：節(jié)點部位(陰陽角、施工縫、伸縮縫、樁頭等部位)的防水進行粘貼附加層的加強處理,附加層采用1.2 mm厚高分子自粘膠膜防水卷材(雙面貼)。

4)空鋪卷材：將卷材顆粒面朝上對準控制線空鋪于墊層上,第1幅卷材鋪貼好后再進行第2幅卷材鋪貼,鋪設(shè)相鄰卷材時,應(yīng)注意與搭接邊對齊,以免出現(xiàn)偏差難以糾正,影響搭接。在集水井、磚胎模等立面上施工時,需對卷材進行局部點粘固定,可采用高分子雙面自粘膠帶粘貼于基面上。

5)卷材搭接：卷材的搭接分為長邊搭接與短邊搭接。長邊搭接是揭除卷材搭接邊的隔離膜后直接搭接滾壓密實,搭接寬度70 mm,見圖5。短邊搭接即采用卷材對接的方式進行搭接。將一條140 mm寬不含顆粒防粘層的卷材分別與兩幅對接卷材進行搭接并滾壓密實,搭接寬度均為70 mm,見圖6。

圖5 防水卷材長邊搭接

圖6 防水卷材短邊搭接

6)防水卷材成品保護：為了保證防水質(zhì)量,對卷材的成品保護是非常有必要的。雖然高分子自粘膠膜防水卷材有高強度的材質(zhì)特性,但是卷材被破壞的情況不在少數(shù),究其原因,還是工人成品保護意識不夠、積極性不高,在鋼筋綁扎、焊接時對卷材造成了破壞[5]。

通過對施工過程的總結(jié),可制定以下幾項成品保護措施：①對施工人員進行技術(shù)交底,強調(diào)成品保護的重要性,加強成品保護意識；②鋼筋垂直、水平運輸時,遵守輕拿輕放的原則,鋼筋吊放點采用木板等臨時保護措施,避免鋼筋扎破卷材；③綁扎鋼筋時,若鋼筋荷載較大,可在混凝土墊塊或馬凳筋下加貼1塊高分子自粘膠膜卷材片增強；④焊接底板鋼筋時,在焊接操作面以木板或鐵皮作為臨時保護擋板或在焊接部位高分子自粘膠膜卷材上灑水可避免焊渣燒傷卷材。

7)防水卷材的修補：在防水卷材施工過程中或后續(xù)結(jié)構(gòu)施工過程中,如不慎破壞了防水卷材,應(yīng)立即進行補修。方法是采用高分子雙面自粘膠帶和高分子自粘膠膜卷材片(四周剪圓角)粘貼在需修補部位,并碾壓密實。

7 結(jié) 語

新建規(guī)劃一路工程緊鄰長江,對地下結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能有極高的要求。通過對混凝土配合比的控制,以及各防水構(gòu)造的精心組織和施工,加強了結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性、耐久性,避免了結(jié)構(gòu)災(zāi)害性裂縫的產(chǎn)生,切斷了地下水的滲流路徑。本工程建成至今,地下結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象,防水處理得到了令人滿意的效果,同時也為今后類似工程提供了良好的借鑒。