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【摘 要】 近年来,高层住宅地下室的修建已经成为众开发商高效利用土地资源的有效措施,无论作为人防工程、地下车库还是居住空间,地下室的防水工程都是必不可少的。本文从防水结构设计、防水材料以及施工工艺这三个方面阐述了地下室防水工程的施工流程,并列出了相关施工注意事项,希望能为同类项目提供参考。
【关键词】 高层住宅;地下室;结构防水设计
对于高层建筑而言,地下室的防水工程建设作为基础建设项目,其质量的好坏严重影响着整体工程的质量。现主要从防水结构设计、材料选择以及施工等三个方面进行分析,总结经验。
1 问题的提出
由于城市人口不断增多,土地资源严重不足,城市建筑物一方面越建越高,另一方面地下空间的开发也如火如荼地实施开来。大量的实践证明,良好的地下室防水性能是保证人们生活质量、设备正常运行的基础。工程建设者们必须从设计、材料及施工三个方面采取措施,确保地下室防水工程的顺利完成。
2 地下室防水等级的确认
防水工程等级的确认是进行防水工程施工的前提,也是防水设计的依据。合理的防水工程等级一方面能够保证地下室的正常使用,另一方面也防止了不必要的材料浪费的出现。参照国家相关规定,防水等级主要有四个等级,各個等级都有对应的标准,如表1。在设计时,可结合工程实际情况参照表1中给出的定量标准,确定合理的地下室防水等级。
表1 防水等级及定量指标
3 选用合理的结构形式和构造节点
3.1选用合理的结构形式
合理的结构形式是刚性防水的重点,即利用结构自身的紧密性、渗水性和刚度来提高结构抗渗性。所以需要依据结构和功能选用具有一定刚性的结构材料,同时材料需要边缘整齐,尺寸恰当,避免不必要的结构突变或是断面突变。
3.2选用合理的构造节点
地下室的防水薄弱点包括各种裂缝和孔隙,例如变形缝、施工缝、后绕带、穿墙孔、阴角等在地下室设计中应尽量少设。
3.2.1变形缝
变形缝作为地下室防水工程中设计难度最大,技术要求最严的构造节点,其防水性能也最差,同样,防水设计的单一防线也是造成这一后果的原因之一。因此,使用复合式防水设计是加强变形缝的防水处理的最佳方案。
3.2.2施工缝
传统的施工缝设计成有凹缝、凸缝、阶梯缝、钢板(橡胶)止水带等形式,都是通过加大混凝土的厚度延长渗水线路。虽然其防水原理简单,但是施工难度依旧很大,所以,一般与其他防水方法共同使用,例如同时使用外贴式止水带、中埋钢板或中埋橡胶板。
3.2.3后浇带
后浇带是地下室结构设计中必不可少的设计项目之一,在与结构设计规范不相矛盾的情况下必须确保其防水性能。一般使用高于原构件强度的混泥土(伴有微膨胀剂)浇筑后浇带,然后在其表面加上柔性防水层,提升其防水性。
3.2.4穿墙管
用止水环和遇水膨胀的橡胶条共同固定穿墙管并采取相应的措施控制止水环的转动,如将其设计成方形。
总之,防水工程需要依据不同的结构节点确定其相对应的防水等级,然后综合运用不同的防水设计加强防水工程。另外,消除不合理的结构节点设计,避免渗漏。
4 高层住宅地下室主体结构设计对于工程防水的影响
高层住宅地下室的主体结构为钢筋混凝土,合理的结构设计以及合适的建筑材料可以减少混凝土裂缝甚至可以控制已存在的混凝土裂缝,可以起到很好的地下室防水渗漏作用。
4.1主体结构材料的强度设计
钢筋混凝土结构的高层住宅地下室主体结构,保证了地下室具有很强的抗外力能力,但是大量的混凝土中伴随着大量的水泥,混凝土强度与掺杂的水泥量成正比,所以高强度的混凝土伴随着混凝土水化热过高的风险。只要混凝土的内外温差大于30℃,其内部的温度应力就会超过混凝土自身的抗拉强度,继而形成裂缝。所以,一般将混凝土强度等级控制在C20~C35范围内,抛弃强度越高越好的错误观念。另外,拌制混凝土的材料选择要谨慎,选用低渣水泥、5~40mm颗粒级配的石子、中砂或粗砂,设置成S6以上抗渗等级。
4.2钢筋布置
地下室的顶板和底板采用小直径、小间距的钢筋进行双面配筋,不仅满足结构设计需求而且还能抵抗湿度应力和控制裂缝。而对于普通的用途地下室其主筋和构造筋的直径分别为14~20mm和10~14mm,间距均为100~150mm。相对于一般用途的地下室,人防工程地下室强度要求更大,所以要适当提高钢筋直径。
人防工程使用的地下室设置有大量的“梅花形”拉结筋,如若不能很好地控制其保护厚度就有可能形成部分的渗水通道,所以尽量减少拉筋。另外,双面配筋的间距一致,交叉点连线垂直于钢筋网,拉结筋中间焊接止水环,迎水面覆盖有50mm厚的钢筋保护层厚度。
4.3严格控制混凝土中的碱含量
混凝土碱集料反应最终会让混凝土由内而外产生裂缝,分别由混凝土、环境以及混凝土集料中的碱成分共同混合起来发生的化学反应,产生胶凝物质吸水膨胀而造成的后果。混凝土中的碱含量均来自水泥等添加剂,建设高层住宅地下室时,用使用碱含量较低的活性集料和水泥,防止混凝土发生开裂或是损毁。
4.4根据使用要求渗入钢纤维或合成纤维
混凝土的防水作用主要体现在施工完成之后,工程使用当中混凝土不发生开裂或是损毁现象。除了合理使用水泥量以及控制碱含量以外,依据相关工程实践经验显示,在混凝土中加入一定量的钢纤维或合成纤维,可以进一步提高混凝土的抗裂性。
4.5使用水泥基渗透结晶型防水材料
水泥基渗透结晶型防水材料,外观为粉末状,实质是由普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入某种特殊催化剂混合在一起形成的。 硬化后的混凝土是一种综合所有物质状态的不均质结构体,包含晶体、液体、颗粒、胶体等形态。水泥在水化过程中呈现水化、半水化、未水化三种状态,各占三分之一的比例。催化剂利用混凝土的多孔性,以水为载体渗入混凝土当中,遇水之后和未完全水化的水泥继续水化反应。催化剂是一种小颗粒的钙化络合物,很小的浓度(0.01PPm)就可以催化反应:,这样的催化反应在混凝土中循环反应,生成更多的结晶体,然后与混凝土混合在一起,增强了混凝土结构的密实度和强度。晶体膨胀系数与混凝土相同,使混凝土不易产生裂痕,及时暂时产生裂痕也会自我恢复,所以能够承受较强的水压,具备永久的防水性能,另外,它不妨碍混凝土的“呼吸”。
水泥基渗透结晶型防水材料中存在的催化剂能够利用混凝土的多孔性,以水为载体渗入混凝土当中,遇水之后和未完全水化的水泥继续水化反应将混凝土的裂缝和渗漏处愈合起来,继而达到防水的目的。基于以上水泥基渗透结晶型防水材料的防水原理,其更加适合在潮湿的基面上施工,确保混凝土中水泥完全发生水化反应,加固混凝土防水性能。
基于这种防水材料的独特的防水特点,所以无论处在任何施工面上,只要有催化剂渗透的环境和机会,它就可以发挥功能。因此它不仅适用于潮湿面的施工,同时也十分适用于背水面施工。
5 结语
高质量、持久性强的高层住宅地下室防水工程一直是建筑人员追求的目标,而完美的设计、优质的材料和细致的施工工艺是完成防水项目的保障,本文主要阐述了结构防水设计中需要注意的几个细节,包括确定合理的防水等级、做好关键部位的防水设计、选用水化热低的矿渣水泥、控制混凝土中的碱含量、适量掺入混凝土中的碱含量、合理使用外添加剂等。尤其要注意掺入膨化剂的混凝土的维护,注意保温、保湿、养护,特别是在补偿收缩的混凝土浇筑后的一周内的养护,最好进行蓄水养护,一周之后可以拆除模板,然后继续养护半个月左右。
纵观全文,不难发现高层住宅地下室防水工程的质量控制点在于防水设计是否合理、选材是否得当、施工工艺是否过关,如果能够同时做到这三点,完全可以保证其防水工程的高质量和持久性,从根本上完全杜绝了渗漏的可能。所以让我们为营造一个安全、舒适、持久的高层住宅地下室工程共同努力。
參考文献:
[1]付国顺.地下工程结构防水设计[J].建筑技术.2013(11)
[2]陈志军.浅谈地下室防水工程设计和施工[J].有色冶金设计与研究.2012(03)
[3]辛海虹.高层建筑地下室设计及处理方法的探讨[J].中外建筑.2013(01)
【关键词】 高层住宅;地下室;结构防水设计
对于高层建筑而言,地下室的防水工程建设作为基础建设项目,其质量的好坏严重影响着整体工程的质量。现主要从防水结构设计、材料选择以及施工等三个方面进行分析,总结经验。
1 问题的提出
由于城市人口不断增多,土地资源严重不足,城市建筑物一方面越建越高,另一方面地下空间的开发也如火如荼地实施开来。大量的实践证明,良好的地下室防水性能是保证人们生活质量、设备正常运行的基础。工程建设者们必须从设计、材料及施工三个方面采取措施,确保地下室防水工程的顺利完成。
2 地下室防水等级的确认
防水工程等级的确认是进行防水工程施工的前提,也是防水设计的依据。合理的防水工程等级一方面能够保证地下室的正常使用,另一方面也防止了不必要的材料浪费的出现。参照国家相关规定,防水等级主要有四个等级,各個等级都有对应的标准,如表1。在设计时,可结合工程实际情况参照表1中给出的定量标准,确定合理的地下室防水等级。
表1 防水等级及定量指标
3 选用合理的结构形式和构造节点
3.1选用合理的结构形式
合理的结构形式是刚性防水的重点,即利用结构自身的紧密性、渗水性和刚度来提高结构抗渗性。所以需要依据结构和功能选用具有一定刚性的结构材料,同时材料需要边缘整齐,尺寸恰当,避免不必要的结构突变或是断面突变。
3.2选用合理的构造节点
地下室的防水薄弱点包括各种裂缝和孔隙,例如变形缝、施工缝、后绕带、穿墙孔、阴角等在地下室设计中应尽量少设。
3.2.1变形缝
变形缝作为地下室防水工程中设计难度最大,技术要求最严的构造节点,其防水性能也最差,同样,防水设计的单一防线也是造成这一后果的原因之一。因此,使用复合式防水设计是加强变形缝的防水处理的最佳方案。
3.2.2施工缝
传统的施工缝设计成有凹缝、凸缝、阶梯缝、钢板(橡胶)止水带等形式,都是通过加大混凝土的厚度延长渗水线路。虽然其防水原理简单,但是施工难度依旧很大,所以,一般与其他防水方法共同使用,例如同时使用外贴式止水带、中埋钢板或中埋橡胶板。
3.2.3后浇带
后浇带是地下室结构设计中必不可少的设计项目之一,在与结构设计规范不相矛盾的情况下必须确保其防水性能。一般使用高于原构件强度的混泥土(伴有微膨胀剂)浇筑后浇带,然后在其表面加上柔性防水层,提升其防水性。
3.2.4穿墙管
用止水环和遇水膨胀的橡胶条共同固定穿墙管并采取相应的措施控制止水环的转动,如将其设计成方形。
总之,防水工程需要依据不同的结构节点确定其相对应的防水等级,然后综合运用不同的防水设计加强防水工程。另外,消除不合理的结构节点设计,避免渗漏。
4 高层住宅地下室主体结构设计对于工程防水的影响
高层住宅地下室的主体结构为钢筋混凝土,合理的结构设计以及合适的建筑材料可以减少混凝土裂缝甚至可以控制已存在的混凝土裂缝,可以起到很好的地下室防水渗漏作用。
4.1主体结构材料的强度设计
钢筋混凝土结构的高层住宅地下室主体结构,保证了地下室具有很强的抗外力能力,但是大量的混凝土中伴随着大量的水泥,混凝土强度与掺杂的水泥量成正比,所以高强度的混凝土伴随着混凝土水化热过高的风险。只要混凝土的内外温差大于30℃,其内部的温度应力就会超过混凝土自身的抗拉强度,继而形成裂缝。所以,一般将混凝土强度等级控制在C20~C35范围内,抛弃强度越高越好的错误观念。另外,拌制混凝土的材料选择要谨慎,选用低渣水泥、5~40mm颗粒级配的石子、中砂或粗砂,设置成S6以上抗渗等级。
4.2钢筋布置
地下室的顶板和底板采用小直径、小间距的钢筋进行双面配筋,不仅满足结构设计需求而且还能抵抗湿度应力和控制裂缝。而对于普通的用途地下室其主筋和构造筋的直径分别为14~20mm和10~14mm,间距均为100~150mm。相对于一般用途的地下室,人防工程地下室强度要求更大,所以要适当提高钢筋直径。
人防工程使用的地下室设置有大量的“梅花形”拉结筋,如若不能很好地控制其保护厚度就有可能形成部分的渗水通道,所以尽量减少拉筋。另外,双面配筋的间距一致,交叉点连线垂直于钢筋网,拉结筋中间焊接止水环,迎水面覆盖有50mm厚的钢筋保护层厚度。
4.3严格控制混凝土中的碱含量
混凝土碱集料反应最终会让混凝土由内而外产生裂缝,分别由混凝土、环境以及混凝土集料中的碱成分共同混合起来发生的化学反应,产生胶凝物质吸水膨胀而造成的后果。混凝土中的碱含量均来自水泥等添加剂,建设高层住宅地下室时,用使用碱含量较低的活性集料和水泥,防止混凝土发生开裂或是损毁。
4.4根据使用要求渗入钢纤维或合成纤维
混凝土的防水作用主要体现在施工完成之后,工程使用当中混凝土不发生开裂或是损毁现象。除了合理使用水泥量以及控制碱含量以外,依据相关工程实践经验显示,在混凝土中加入一定量的钢纤维或合成纤维,可以进一步提高混凝土的抗裂性。
4.5使用水泥基渗透结晶型防水材料
水泥基渗透结晶型防水材料,外观为粉末状,实质是由普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材,掺入某种特殊催化剂混合在一起形成的。 硬化后的混凝土是一种综合所有物质状态的不均质结构体,包含晶体、液体、颗粒、胶体等形态。水泥在水化过程中呈现水化、半水化、未水化三种状态,各占三分之一的比例。催化剂利用混凝土的多孔性,以水为载体渗入混凝土当中,遇水之后和未完全水化的水泥继续水化反应。催化剂是一种小颗粒的钙化络合物,很小的浓度(0.01PPm)就可以催化反应:,这样的催化反应在混凝土中循环反应,生成更多的结晶体,然后与混凝土混合在一起,增强了混凝土结构的密实度和强度。晶体膨胀系数与混凝土相同,使混凝土不易产生裂痕,及时暂时产生裂痕也会自我恢复,所以能够承受较强的水压,具备永久的防水性能,另外,它不妨碍混凝土的“呼吸”。
水泥基渗透结晶型防水材料中存在的催化剂能够利用混凝土的多孔性,以水为载体渗入混凝土当中,遇水之后和未完全水化的水泥继续水化反应将混凝土的裂缝和渗漏处愈合起来,继而达到防水的目的。基于以上水泥基渗透结晶型防水材料的防水原理,其更加适合在潮湿的基面上施工,确保混凝土中水泥完全发生水化反应,加固混凝土防水性能。
基于这种防水材料的独特的防水特点,所以无论处在任何施工面上,只要有催化剂渗透的环境和机会,它就可以发挥功能。因此它不仅适用于潮湿面的施工,同时也十分适用于背水面施工。
5 结语
高质量、持久性强的高层住宅地下室防水工程一直是建筑人员追求的目标,而完美的设计、优质的材料和细致的施工工艺是完成防水项目的保障,本文主要阐述了结构防水设计中需要注意的几个细节,包括确定合理的防水等级、做好关键部位的防水设计、选用水化热低的矿渣水泥、控制混凝土中的碱含量、适量掺入混凝土中的碱含量、合理使用外添加剂等。尤其要注意掺入膨化剂的混凝土的维护,注意保温、保湿、养护,特别是在补偿收缩的混凝土浇筑后的一周内的养护,最好进行蓄水养护,一周之后可以拆除模板,然后继续养护半个月左右。
纵观全文,不难发现高层住宅地下室防水工程的质量控制点在于防水设计是否合理、选材是否得当、施工工艺是否过关,如果能够同时做到这三点,完全可以保证其防水工程的高质量和持久性,从根本上完全杜绝了渗漏的可能。所以让我们为营造一个安全、舒适、持久的高层住宅地下室工程共同努力。
參考文献:
[1]付国顺.地下工程结构防水设计[J].建筑技术.2013(11)
[2]陈志军.浅谈地下室防水工程设计和施工[J].有色冶金设计与研究.2012(03)
[3]辛海虹.高层建筑地下室设计及处理方法的探讨[J].中外建筑.2013(01)