清水池防滲施工技術(shù)探討

摘要:清水池的防滲堵漏施工的完善程度直接影響到水池的實際功能和使用年限,文章首先分析了混凝土清水池滲水的基本機理,簡要討論了當(dāng)前幾種主要的防滲施工技術(shù),并引出了新的垂直鋪塑防滲體的施工工藝分析,在此基礎(chǔ)上又對清水池防滲施工的工藝和技術(shù)問題進行了分析,對于進一步提高清水池防滲能力及施工水平具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:清水池;防滲措施;施工技術(shù);滲水機理;垂直鋪塑防滲體

中圖分類號:TU761

文獻標(biāo)識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)18-0131-02

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展,高層建筑日益增多。根據(jù)消防要求高層建筑必須有一定數(shù)量消防用水的儲存,以供消防急用,同時,尚需提供高層建筑內(nèi)人們?nèi)粘Ｏ牡挠盟?。因?與高層建筑配套的鋼筋混凝土清水池的建設(shè)數(shù)量也逐漸增多。從經(jīng)濟角度講,采用防水混凝土結(jié)構(gòu)比一般混凝土結(jié)構(gòu)所需增加的費用,僅相當(dāng)于一般混凝土結(jié)構(gòu)采用卷材防水層所耗資金的10%左右,因此,鋼筋混凝土清水池一般采用防水混凝土施工。

另一方面,防水混凝土一旦施工不好,就會出現(xiàn)滲水、漏水的現(xiàn)象,而其維修又相當(dāng)困難,因此,如何對清水池采取必要的防滲措施,是清水池施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本論文主要針對清水池在防滲方面的施工進行探討,以期和同行分享。

一、 清水池防滲技術(shù)概述

(一)混凝土清水池的滲水機理分析

目前絕大多數(shù)的清水池構(gòu)建,都是采用混凝土作為基本構(gòu)筑原料的?；炷磷鳛橐环N由水泥為膠結(jié)料、以砂石骨料粘結(jié)而成的特殊材料,其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水的滲漏,必然是混凝土中存在著滲漏通道。混凝土是由水泥、水、砂和石子等基本材料組成的,水泥石、集料本身在結(jié)構(gòu)形態(tài)上都存在著各種大小不等的孔隙和微細裂縫,水泥石與集料的接觸界面處也存在著各種形狀的縫隙和毛細管。另外,施工過程中的振搗不密實、水泥骨料離析而造成混凝土的孔結(jié)構(gòu)和孔隙率的增大,養(yǎng)護過程中的水分保持程度對水泥石大毛細孔的影響等因素,直接決定了混凝土固有的多孔性狀,而混凝土內(nèi)水分的不斷蒸發(fā),則將導(dǎo)致水泥水化的不充分并造成毛細管網(wǎng)彼此連通,伴隨混凝土收縮出現(xiàn)的龜裂,形成滲水通道。一旦滲水通道形成,只要存在內(nèi)外壓力差,混凝土的多孔性必然會導(dǎo)致液體的滲流,意味著其抗?jié)B能力的降低或喪失。這種現(xiàn)象就是混凝土的滲透性。

(二)防滲施工技術(shù)分析

1.傳統(tǒng)防滲技術(shù)對比分析。(1)混凝土防滲墻?；炷练罎B墻是利用成槽設(shè)備在地基或壩體中成槽孔,并用泥漿護壁以防塌孔,成孔后用混凝土置換出孔中的泥漿,筑成墻體。該技術(shù)在水利工程中己被廣泛采用,是透水地基防滲處理的一種有效措施。(2)水泥攪拌樁防滲墻。近幾年,在處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、粉質(zhì)粘土等軟弱地基時,經(jīng)常采用深層攪拌樁進行復(fù)合地基加固處理。深層攪拌是利用水泥類漿液與原土通過葉片強制攪拌形成墻體的技術(shù)。該工法適用于豁土、粉質(zhì)砧土、淤泥質(zhì)土以及密實度中等以下的砂層,且施工進度和質(zhì)量不受地下水位的影響。(3)高壓噴射灌漿防滲墻。該技術(shù)既可用于低水頭土壩壩基防滲,也可用于松散地層的防滲堵漏、截潛流和臨時性圍堰等工程,還可進行混凝土防滲墻斷裂以及漏洞、隱患的修補。高壓噴射灌漿防滲加固技術(shù)適用于軟弱土層,包括第四紀沖擊、洪積層、殘積層以及人工填土等。實踐證明,對砂類土、粘性土、黃土和淤泥等土層,效果較好。(4)振動沉模防滲墻。振動沉模防滲板墻技術(shù),是利用強力振動原理將空腹模板沉入土中,向空腹內(nèi)注滿漿液,邊振動邊拔模,漿液留于槽孔中形成單塊板墻,將單板連接起來,即形成連續(xù)的防滲板墻帷幕。施工時采用雙模板交又套接連續(xù)施工法,可防止單元板之間垂直偏移、縮壁和塌壁現(xiàn)象,保證防滲墻體的連續(xù)性和可靠性。

2.新型防滲技術(shù)——垂直鋪塑防滲體的應(yīng)用。垂直鋪塑是20世紀90年代初開始研制發(fā)展起來的一項新的防滲技術(shù),經(jīng)過十余年的發(fā)展,該技術(shù)已日趨成熟并廣泛應(yīng)用于水庫大壩和江河、湖泊大堤的防滲加固過程。(1)垂直鋪塑防滲技術(shù)的特點:1)防滲材料性能好。垂直鋪塑防滲技術(shù)所采用的防滲材料一般為土工膜或塑料板如聚乙烯(PE)土工膜、聚抓乙烯(PVC)土工膜、復(fù)合土工膜或防水塑料板等。這類材料防滲效果好,本身滲透系數(shù)一般小于10～11cm/s;柔性好,易于施工,壽命長。2)施工速度快。工程造價低垂直鋪塑防滲技術(shù)之所以被廣泛應(yīng)用,一是新型開槽機結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、施工速度快、造價低:二是防滲材料的單位面積造價經(jīng)濟,每平方米只有80元。(2)垂直鋪塑防滲技術(shù)的施工工藝。首先用水沖、鏈斗或柱復(fù)式鋸槽機在需防滲的土體中垂直開鑿槽孔,并以泥漿護槽壁,然后將與槽深相當(dāng)?shù)恼硗凉つは氯氩蹆?nèi),倒轉(zhuǎn)軸卷,使土工膜展開,相鄰兩幅之間用搭接的方式連接:最后進行膜兩側(cè)的回填,即形成防滲帷幕?；靥顣r,在槽底回填粘土,厚度不小于1m,目的是密封,以防止水從下部繞滲,接著填與原筑壩土質(zhì)相同的土料,待其下沉穩(wěn)定后,往槽內(nèi)繼續(xù)填土壓實;待土工膜出槽后,將其與建筑物防滲體系連接,不得外露。在與建筑物連接處,土工膜應(yīng)留有足夠的富裕,以防建筑物變形時拉斷土工膜。(3)垂直鋪塑防滲技術(shù)的防滲性能。垂直鋪塑防滲體的防滲性能主要取決于土工膜的防滲性能,一般說來,如果膜體接頭處理比較正常,滲透系數(shù)一般小于10～11cm/s。

二、清水池防滲施工技術(shù)分析

(一) 清水池防滲施工工藝

1.加固地基基礎(chǔ)。為了實現(xiàn)清水池的高防滲能力,地基首先必須要穩(wěn)固,如果地基不穩(wěn),即使混凝土施工工藝及后續(xù)其他施工步驟再完善,也無可避免水池由于地基不穩(wěn)固而引起的裂變滲漏,因此,加固地基基礎(chǔ),對于清水池的防滲能力具有基礎(chǔ)性的決定作用。

2. 提高混凝土的抗?jié)B性。提高混凝土的抗?jié)B性,防止鋼筋混凝土清水池滲漏水,主要是加強施工管理,確保防水混凝土的施工質(zhì)量.并嚴格控制混凝土配合比各項技術(shù)參數(shù),通過試配獲得防水混凝土的最佳配合比提高混凝土本身的密實性,使有足夠的合乎質(zhì)量要求的水泥砂漿能將粗骨料充分包裹起來,并使之成為不接觸的隔離體,抑制和減少混凝土內(nèi)部孔隙及微裂縫的生成,堵塞滲水的通路,從而達到防水的目的。具體可以從三個方面著手:(1)選擇混凝土適宜的水灰比值,使防水混凝土具有良好的和易性抗?jié)B性,一般水灰比值不大于0.6。水灰比過大,則多余的水分會在混凝土硬化過程中逐漸蒸發(fā)出來,使混凝土內(nèi)部形成孔隙和毛細管通路,降低混凝土的抗?jié)B性;水灰比過小,則混凝土施工和易性差,會因拌和及澆搗不良而影響混凝土質(zhì)量,使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)孔隙,同樣會降低混凝土的抗?jié)B性。(2)選擇適宜的砂率,來確保粗骨料石子間的空隙體積,被具有一定數(shù)量與質(zhì)量的水泥砂漿充分填實,從而獲得較高的密實度和抗?jié)B性。(3)施工間歇時間不得超過混凝土的初凝時間。

3.抹防水砂漿面層。為了防止水池的滲水點在壓力水作用下出現(xiàn)隱性滲漏,一般在結(jié)構(gòu)表面再做一層約20mm的防水砂獎層,分2～3層,增加一道防線。防水砂漿面層的涂抹順序是先墻面,后地面;先外墻,后隔墻。操作時應(yīng)分出層次,并錯開;地面與墻面交界處的陰陽角做成圓弧形,各層防水砂漿應(yīng)抹成一個封閉整體。抹面操作時,先將基層清理干凈,表面涂刷一遍MI79膠粘劑,可不鑿毛。在膠粘劑未干時,隨即抹一層5mm厚M142防水砂漿,并壓實搓毛,待達到一定強度(泛白)后,接上抹第二層約7mm厚防水砂漿,壓實、搓毛,然后再用同法抹第三層約5mm厚防水砂漿,表面抹平、壓光;并每4～6h澆水一次,養(yǎng)護7天。

4.進一步提高水池的防滲能力。為提高抗?jié)B能力,選用中國建筑材料研究院所研制的U型砼膨脹劑(簡稱UEA),這是一種專門用于抗防水的外加劑,UEA膨脹劑摻入砼中,可以生成膨脹結(jié)晶水化物——鈣礬石,使砼早期和中期適度膨脹。在鋼筋和鄰位的約束下,它產(chǎn)生的膨脹轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力,這一壓應(yīng)力可大致抵消砼干縮時產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而防止或減少砼收縮開裂,并使砼致密化,提高砼的抗裂防滲力,達到結(jié)構(gòu)自防水效果。UEA膨脹劑的用量為在水泥中內(nèi)摻,等量取代水泥率為10%～20%。

(二)清水池防滲施工應(yīng)注意的技術(shù)問題

1. 選擇外加劑的品種應(yīng)根據(jù)使用外加劑的主要目的通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。

2.外加劑的摻量,規(guī)范根據(jù)膨脹混凝土、膨脹劑的不同種類規(guī)定了摻量范圍。

3.水灰比是混凝土中用水量與水泥用量之重量比,水灰比的大小直接影響混凝土的強度、密實性及和易性。

4.嚴格控制混凝土攪拌質(zhì)量,膨脹混凝土應(yīng)采用機械攪拌,必須攪拌均勻,攪拌時間不應(yīng)少于3min,應(yīng)比不摻外加劑混凝土延長30s。

5.摻入引氣型外加劑的防水混凝土產(chǎn)生的氣泡和水泥顆粒大小基本相同。其目的是切斷混凝土中的許多毛細管通路,提高抗?jié)B性。含氣量控制在3%～5%比較合適,超過5%,混凝土強度急劇下降,抗?jié)B性能減弱。

6.水池達到混凝土強度后應(yīng)及時充水進行閉水試驗,試水合格后及時進行回填土工作,以減少水池暴露時間,防止混凝土干縮和溫差裂縫的產(chǎn)生。

三、結(jié)語

目前,各類水池在我國建筑消防用水儲備、水利工程建設(shè)以及排污水體存儲等方面數(shù)量龐大,這些水池對于我國水資源的轉(zhuǎn)化、存儲和合理利用起到了關(guān)鍵性的作用,因此,水池的防滲施工技術(shù)問題的解決,對于進一步提高我國水體工程建筑的防滲水平及其施工工藝水平具有重要作用。我國的科技工作人員應(yīng)該進一步挖掘水池防滲堵漏技術(shù),開發(fā)新的防滲結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品,如目前防滲等級最高的垂直鋪塑防滲體的應(yīng)用,同時在具體的施工方面,注意施工的每一個環(huán)節(jié),提高施工工藝,為進一步提高水池的防滲能力繼續(xù)做出努力。

參考文獻

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作者簡介:金崇德(1975-),男,浙江永嘉人,供職于溫州水務(wù)集團公司,研究方向:給水工程。