地下建筑防水技術(shù)的剖析研究

地下建筑防水技術(shù)的剖析研究

1地下建筑防水在施工過程和施工結(jié)束后，必須解決許多問題。在施工中，預(yù)防坍塌、排水和防水是最重要的問題。照明、通風(fēng)和溫度調(diào)整是運行中不可或缺的。此外，防水防潮問題不容忽視。防水是地下建筑中最重要的問題。地下建筑防水有四個問題需要解決:(1)地下水從地板、四面墻、頂板六個方向向建筑內(nèi)部滲透;(2)通過進(jìn)入地下建筑內(nèi)部的管道與墻板連接部滲入建筑內(nèi)部;(4)地下建筑內(nèi)外空氣交換產(chǎn)生凝結(jié)水。在地下建筑施工過程重要按施工工序及時做好防水工程,如應(yīng)對地下水從六個面和管道接入點滲入,就必須在施工中解決,一旦工程竣工再來解決這些問題就非常困難了。2地下空間防水地下建筑的類型分掘開式和掘進(jìn)式兩種。兩者的防水技術(shù)基本相同,只是在技術(shù)細(xì)節(jié)上略有差異。本文以掘進(jìn)式地下建筑的防水技術(shù)為研究對象。掘開式地下建筑多見于城市地下空間開發(fā),如人防地下室、地下庫房、地下商場等。掘開式地下建筑又分為單建式和復(fù)建式兩種,單建式地面不建其他建筑,復(fù)建式則有建筑。單建式地下建筑防水比復(fù)建式地下建筑多一個頂板防水界面。復(fù)建式是建在地面建筑下面的,故頂板防水比較簡單,其他五個面防水做法兩者沒有區(qū)別。在地下水豐富的南方地區(qū),單建式建筑還必須考慮抗浮問題。地下建筑的防水技術(shù)措施一般采用混凝土自防水和附加材料防水兩者相結(jié)合的形式?；炷磷苑浪淖龇?是指利用混凝土自身的防水特點作為第一道防水層,也是最為保險的防水措施。附加防水材料有卷材和涂料,附加材料要做在迎水面才能起到好的防水效果。對于雨水倒灌的問題,是影響地下建筑正常使用的主要隱患。這幾年城市地下建筑的建設(shè)量越來越大,全國各大城市如北京、上海、南京等,夏季遇大暴雨都有地下建筑雨水倒灌的事故發(fā)生,地下車庫灌水,車輛受損嚴(yán)重。如2011年8月14日江南一帶大暴雨,江蘇省南通市某醫(yī)院的地下車庫被徹底淹沒,水深2m,內(nèi)存200兩電動車被淹,造成經(jīng)濟(jì)損失(見圖2)。防止雨水倒灌,要做好地下建筑口部的斷水設(shè)施,一般來說,把入口處抬高效果最好,但對地下車庫的入口抬高不利于車輛通行。目前常見的做法是在汽車坡道交接處設(shè)斷水溝槽,正常雨量尚可,遇到暴雨就來不及斷水了,結(jié)果形成倒灌,這種情況通過技術(shù)措施可以解決。地下建筑凝結(jié)水主要發(fā)生在夏季,室外空氣潮濕溫度高,進(jìn)入地下室后遇低溫產(chǎn)生凝結(jié)水(見圖3)。凝結(jié)水對地下建筑的正常使用影響很大,人在內(nèi)部工作會很不舒服,對地下建筑的設(shè)備也會產(chǎn)生破壞作用。解決凝結(jié)水的問題,需要借助專門的除濕設(shè)備,用設(shè)備對地下建筑進(jìn)行除濕,可以有效消除凝結(jié)水現(xiàn)象。3地下建筑主要部分的防水技術(shù)3.1混凝土底板施工地下建筑的底板,在掘開式地下建筑中是結(jié)構(gòu)受力的重要部分,對人防地下室更是如此。一方面,要承受一部分建筑的部分結(jié)構(gòu)荷載;另一方面地下水的反作用力,在戰(zhàn)時遭炸彈攻擊時還要承受爆炸的沖擊力,故一般地下建筑的地板都比較厚,鋼筋混凝土板厚都250mm以上。底板比較厚對防水比較有利。底板的防水一般構(gòu)造做法:在澆注底板混凝土之前先要把附加防水材料這道工序做好,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行混凝土底板施工(見圖4)。對面積大的地下建筑,底板在施工時需要設(shè)施工縫或變形縫。施工縫是底板防水的重要部位,通常的做法是在設(shè)施工縫處放置鋼板止水帶,并輔以聚合物防水砂漿,能夠達(dá)到很好的防水效果(見圖5)。3.2地下建筑側(cè)墻施工場景分析掘開式地下建筑側(cè)墻的防水與底板方法類似,圖6為地下建筑側(cè)墻施工場景。由圖6可以看到側(cè)墻的防水采用了防水卷材,使用粘合劑貼于墻外側(cè),為了保護(hù)防水卷材不被破壞,卷材敷設(shè)完成后又做磚砌護(hù)墻。3.3做細(xì)石混凝土防水層頂板防水技術(shù)與底板類似,所不同的是工序與底板正相反,先做好混凝土結(jié)構(gòu)層,然后再做防水層。防水層上部用細(xì)石混凝土按1%找坡,其作用是避免土壤中的水在頂?shù)咨喜糠e存滯留,保證頂板的防水效果。在實際工程中經(jīng)常會遇到地下建筑的上部做水景的情況,此時不能只靠地下建筑的頂板承受上部水池的防水,而應(yīng)該在做水池時做好自身的防水。3.4管道穿墻與腫瘤的防水設(shè)計掘開式地下建筑管道穿過墻壁、頂板、底板的節(jié)點處,是防水的重點部位。圖9給排水管道穿過墻壁時的施工場景。在所有地下建筑的設(shè)計與施工中,都必須嚴(yán)格遵守管道(水管、電管、風(fēng)管)穿過墻壁及頂板、底板時要預(yù)埋套管的規(guī)范。嚴(yán)格禁止事后在壁板上鑿孔洞,其原因是事后鑿孔洞一則破壞建筑的結(jié)構(gòu),二則不利于防水。套管的大小取決于管道的大小,套管在中間部位焊有止水鋼板,鋼板呈圓形狀。套管以焊接的方式固定在墻體鋼筋上。圖9中看出,管道穿墻節(jié)點有一套比較完整的防水系統(tǒng),除了穿墻處需要做套管外,還要在建筑外部設(shè)置檢修窖井,窖井內(nèi)設(shè)集水井,及時排除窖井內(nèi)的積水。套管穿墻在安裝管道時,要在套管與管道之間填充防水材料,可以使用油膏麻絲或防水泡沫膨脹劑填充,以避免外部水的滲入。4地下建筑污水中斷和供水系統(tǒng)4.1臺階設(shè)置形式地下建筑的斷水與排水系統(tǒng)是防水工程中不可缺少的一個重要項目。斷水系統(tǒng)一般設(shè)在地下建筑的口部。如果沒有車輛行駛,多以臺階的形式阻止地面雨水進(jìn)入地下建筑內(nèi)部,如果是地下車庫,無法設(shè)置臺階,則以斷水溝槽為主。采用臺階斷水可以有效阻斷雨水的倒灌,但由于出入人員多,加上雨水飄入,仍會有一些雨水進(jìn)入出入口內(nèi)部,通常還需要在口部與建筑內(nèi)部的結(jié)合部設(shè)置斷水溝槽。4.2防止雨水回流的技術(shù)措施4.2.1建設(shè)城市地下共同溝使整個城市免遭雨水洪水的淹沒,這是一個大議題,涉及到地理地質(zhì)、氣象及歷史等多門學(xué)科,我們僅從工程技術(shù)的角度來分析研究。城市的選址必須慎之又慎,必須做大量的調(diào)查研究,選擇能避開自然災(zāi)害的地區(qū)作為城市的建設(shè)用地。從工程技術(shù)方面而言,市政建設(shè)必須科學(xué)合理,有超前理念,建設(shè)城市地下共同溝。雨水污水的分開排放不僅是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求,同時也是城市抵御洪水災(zāi)害的重要措施。一般的做法,污水需要經(jīng)過處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時方能流入江河湖泊,而雨水可以直接排放。城市雨水向河流排放,多為利用地勢的高差自然排入,如果城市處于低洼地帶,自然排放就會有困難,可能要借助機(jī)械設(shè)備進(jìn)行排放,不僅成本高,也存在隱患,一旦遇到大暴雨,就會來不及排放而造成淹沒。自然排放也存在隱患,城市雨水管道必須與接受排放的河流或湖泊有足夠的高差,否則河流湖泊水位暴漲時會通過雨水管道對城市倒灌,使城市的雨水排放系統(tǒng)癱瘓,不僅雨水無法排放,反而使城市遭受河流湖泊的淹沒。上述分析的問題,在市政建設(shè)中必須予以重視的,這不是地理地質(zhì)問題,也不是氣象問題,而是純粹的工程技術(shù)問題。4.2.2改善地下建筑口部雨水排放水平根據(jù)前面對地下建筑出現(xiàn)雨水倒灌的原因的分析,對應(yīng)地提出防范的技術(shù)措施。(1)地下建筑的口部在設(shè)計時就要謹(jǐn)慎處之,設(shè)計人員應(yīng)到現(xiàn)場調(diào)查,了解50年一遇的降雨對該區(qū)域的淹沒情況,使口部的標(biāo)高有足夠的防雨水倒灌的高度,保證口部的安全使用。(2)改善地下建筑口部周邊城市雨水排放系統(tǒng)的使用功能,應(yīng)有目的地增加雨水口的數(shù)量,加大雨水管道的排水量,使其雨水排放功能明顯高于城市其它區(qū)域,使該區(qū)域在遭受大暴雨時不出現(xiàn)積水現(xiàn)象。(3)地下建筑口部斷水設(shè)施應(yīng)科學(xué)合理。地下建筑口部從交通形式來講可分為兩種形式:一種是人行,另一種是車行。人行口部如過街地下通道、地下商場、地鐵等;車行的有隧道、地下車庫等。對于人行入口,防止雨水倒灌不是難事,只要在口部處設(shè)置幾階踏步,就可以有效地阻止雨水倒灌。5解決地下建筑防水問題的機(jī)體地下建筑的防水是一個系統(tǒng)工程,涉及到地理地質(zhì)、氣象、建筑形式、建筑材料、機(jī)械設(shè)備、施工技術(shù)等諸多因素?？茖W(xué)地將這些因素融為一個整體———一個和諧的有機(jī)體,才能有效地解決地下建筑的防水問題。事實上,地下建筑如果不能很好地解決防水問題,就不能達(dá)到地下建筑