樁基地下室防水施工研究
發布時間:2014-08-05
樁基一直困繞著地下室的防水。1990年筆者提出地下室底板與樁頭斷開,
防水層水平地通過二者之間的作法設想,得到防水界同行和建築師的歡迎,但結構工程師提出疑異,不肯接受。10nianlaibizheduocizaifangshuixueshuyantaohuishangchenshuzheyifangshuishexiang,dedaoyuelaiyueduoderenzhichi,fanduidejiegougongchengshiyekaishihuanjie。congguowaiziliaohuoxizhuangjiduankaidezuofajizaituiguangyingyong,zhejiugengjiashibizhechongmanxinxin,yushiguqiyongqi,jixujiangzheyiketiwancheng,yiqinengzaizhuangjigongchengshangguangfanyingyong,shi
地下室防水得到滿意地解決。這一研究雖經數年觀察、采訪、請教,但研究依然不夠深入,論述觀點、閘述理由未必能切中要害,希望得到同行們和從事樁基工作的同誌們熱誠地支持、指導和指正。
1 地下室
滲漏嚴重
高gao層ceng建jian築zhu在zai全quan國guo各ge城cheng市shi中zhong如ru雨yu後hou春chun筍sun,鱗lin次ci櫛zhi比bi。地di下xia室shi二er三san層ceng乃nai至zhi四si五wu層ceng亦yi屢lv見jian不bu鮮xian,大da部bu分fen地di下xia室shi皆jie在zai地di下xia水shui位wei以yi下xia,這zhe些xie地di下xia室shi長chang期qi浸jin泡pao在zai水shui裏li,若ruo防fang水shui不bu當dang,地di下xia室shi就jiu很hen容rong易yi
滲水。近些年地下室
滲漏率高達60%以上,有的城市地下室
滲漏率達70%~80%。地下室
滲漏,不僅汙染環境,而且牆體底板內的鋼筋鏽蝕、膨脹,混凝上裂縫,鋼筋斷麵縮小,承載力減小,易造成倒塌、崩潰、斷裂等破壞性事故。況目建造地下室的造價比地麵建築高,許多地下室內
滲水嚴重而無法使用,使設備生鏽,電線短路,儲存貨物黴爛,造成巨大損失。因此地下室防滲治漏迫在眉睫。
2 剛性防水不可靠
從防水機理講,
鋼筋混凝土達到S12以上具有很好的防水效果,如在混凝上中摻入減水劑、膨脹劑、zengshuijidengwuzhi,ketigaohunningshangdefangshuinengli。raneryouyuzhongzhongyuanyinshihunningtuzongshidabudaofangshuiyaoqiu,beifanggangxingfangshuidechenggonglvdiyunanfang,shibaidezhuyaoyuanyinshihunningtubumishi,ermishishifangshuidegenbenbaozheng。hunningshangbumishideyuanyinruxia:
1)砂石級配不按規定。許多工程所用混凝土不是商品混凝土站供應的,而在就地攪拌。人工配料時,砂、石、水泥不按設計規定,不用秤稱,憑感覺“差不多”,鐵鍬當計量器,
所以混凝土強度難以保證。
2)砂石含泥量高。按照規定,砂石必須以水清洗,石的含泥量為1%,砂的含泥量為2%。但實際並非如此,砂石不洗,甚至草根、樹葉、果皮也混入攪拌機,影響混凝上密實度。
3)振搗不好。振搗時的疏忽致使漏振,石子之間的空隙因沒有水泥砂而出現蜂窩孔,振搗時間過長使石子下沉、水泥漿上升,造成下部蜂窩孔。
4)qiangtipeijinduo。yinduoshigaocengjianzhu,dixiashiqiangtipeijinduo,shizipengdaozonghengjiaocuodegangjin,shoudaoyizu,shuinishakeyiziyouyundong,cishishizixiachengxianweixi,chengwei
滲水通道。
5)養護不好。不及時澆水,或很難澆水,混凝土水化熱溫度很高,造成收縮裂縫。
以上幾點在目前情況下是難以避免的,因此,為了保證不
滲漏,應在結構牆和底板下增加一道柔性
防水層。國外
地下防水為了安全也是有一道柔性
防水層的。我國防水政策中的剛柔結合源於此因。
3 全封閉是關鍵
地下室在水的包圍下,柔性
防水層必須對地下室全封閉,一處封閉不嚴,就是
滲水的隱患。無樁的地下室,很容易做到全封閉防水;而設了樁基,樁頭和地下室底板連接為一體,柔性
防水層逢樁斷開,一棟建築多達百根樁,
防水層呈星羅棋布的洞眼,不能全封閉,柔性
防水層形同虛設。樁身長數米至數十米,插入土中,柔性
防水層無法對樁身包裹,樁身浸水,沿樁而上,進入底板。
從全封閉的防水原則出發,最理想最完善的措施是樁頭與底板斷開,柔性
防水層水平地通過底板下、樁頭上,形成對地下室全封閉。這一設想建築師雙手讚同,而與結構工程師意見相左:通tong常chang按an樁zhuang基ji規gui範fan設she計ji,承cheng台tai下xia多duo根gen樁zhuang,承cheng台tai上shang為wei板ban或huo牆qiang。在zai地di下xia室shi設she樁zhuang,則ze不bu設she承cheng台tai,底di板ban作zuo為wei承cheng台tai,如ru果guo樁zhuang頭tou與yu底di板ban斷duan開kai,必bi須xu另ling設she承cheng台tai,這zhe一yi點dian結jie構gou工gong程cheng師shi不bu同tong意yi。另ling一yi點dian,有you的de建jian築zhu產chan生sheng水shui平ping力li,或huo是shi振zhen動dong時shi產chan生sheng水shui平ping力li,須xu要yao樁zhuang來lai承cheng受shou。如ru果guo樁zhuang頭tou與yu底di板ban斷duan開kai,水shui平ping力li誰shui來lai承cheng擔dan?這zhe也ye是shi結jie構gou工gong程cheng疑yi異yi的de地di方fang。
斷開與不斷開,各講各的道理,10年來爭論不休。還是從樁的功能意義分析一番為好。
4 樁的功能和意義
樁zhuang是shi加jia固gu地di基ji的de構gou件jian,是shi增zeng強qiang地di基ji承cheng載zai能neng力li的de措cuo施shi,或huo者zhe以yi樁zhuang身shen擠ji密mi周zhou圍wei的de土tu壤rang,或huo者zhe通tong過guo樁zhuang身shen荷he載zai力li傳chuan給gei樁zhuang下xia的de持chi力li層ceng。樁zhuang不bu是shi基ji礎chu,樁zhuang屬shu於yu地di基ji的de一yi部bu分fen。為wei了le改gai善shan軟ruan土tu地di基ji的de承cheng載zai能neng力li,需xu更geng換huan大da體ti積ji的de地di基ji土tu,而er樁zhuang是shi省sheng工gong簡jian便bian的de辦ban法fa,和he換huan土tu地di基ji具ju有you同tong工gong異yi曲qu的de意yi義yi。
從受力狀態分,樁可分為(1)支承樁(樁尖頂在岩層上),(2)摩擦樁(樁身和周圍土體摩擦),(3)密擠樁(鬆軟多孔上被樁身擠密),(4)擋土樁(防止滑坡,以樁阻擋),(5)抗拔樁(防止建築或構築物歪閃)。凡地下室的樁基本屬前3種,而前3zhongjunwushuipinghezai,zhichengdanchuizhihezai。zhuangtouhedixiashidibangongtonggongzuozhuangtaishijiechuchuandi,dibanjianghezaichuizhidichuandigeizhuangtou,meiyoushuipingdexiangduiweiyi,suoyizhuangtouhedibanduankaihuobuduankai,shoulizhuangtaibubian。yinciweiledixiashidefangshui,yaoqiudibanyuzhuangtoushuipingduankai,yingdangshikexingde。
5 建築
抗震和樁
地(di)下(xia)室(shi)底(di)板(ban)下(xia)的(de)樁(zhuang),隻(zhi)承(cheng)受(shou)垂(chui)直(zhi)荷(he)載(zai),不(bu)承(cheng)受(shou)水(shui)平(ping)荷(he)載(zai),在(zai)這(zhe)一(yi)前(qian)提(ti)條(tiao)件(jian)下(xia),可(ke)以(yi)斬(zhan)釘(ding)截(jie)鐵(tie)地(di)說(shuo),建(jian)築(zhu)不(bu)需(xu)要(yao)樁(zhuang)的(de)嵌(qian)固(gu)來(lai)對(dui)抗(kang)地(di)震(zhen)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)水(shui)平(ping)力(li)。下(xia)麵(mian)分(fen)幾(ji)點(dian)說(shuo)明(ming)。
5. 1 中國古代建築並不嵌固
中國古代建築多為木結構構架,現在完好留存下來的有唐佛光寺大殿、宋應縣釋伽塔、蘇州玄妙觀、薊縣獨樂寺大殿等。這些大殿皆很高大,特別是釋伽塔,明暗9層,高67 m,全身均為木構。底層木樁高11 m,樁跟落在石礎上,石礎上表麵平滑,不設槽臼或凸榫,樁跟底略呈弧形(球麵)平擺浮擱(圖1),如有水平力時,樁跟會往複滾動,呈現舟顛現象,也可產生離隙或水平小位移,地震力從而消失殆盡。
yourenmuji,dulesizaitangshandadizhenshi,qiangliedidafuduhuangdong,zuowaishiyoumianzhuanggenlikaizhuangchu,ranhouhaiyuan,goujiameiyoubianxinghesunhuai。ruguozhuangyuchugangxinglianjie,zaijuliehuangdongshigoujiabianxingshenzhibengkui。beijinggugongshenwumenshangdechenglou,zaitangshandadizhenshi,xibeijiaoyigenzhuweiyi5cm,未回原位,顯然它曾在短時間內柱跟離升石礎,因組裝時內應力過大,借地震之機,得以舒適。
5. 2 地震水平力不需樁來製止
congtangshandizhenkuihuidefangwukan,buguanshenjichuhaishiqianjichudejianzhu,jiecongshangbubengkui,shuomingyueshigao,huangdongyuelihai,erbushishuipingweiyierdaota。dizhenshuipingbobushijinmouyijianzhushuipingweiyi,ershizhenggedaditongbuwangfuyundong。zhuangyuchulianbulianyiyang,buhuiyinweibulianjie,shuipingyundongshangxiabutongbu。zhenyuanshendashushigongli,zaichangdezhuanghezhenyuanshendubi,yexiaowujiandawu。maoshengyupi,pifuyurou,roudongmaobudong,weizengyouye。
建(jian)築(zhu)越(yue)高(gao),晃(huang)動(dong)越(yue)大(da),屋(wu)頂(ding)比(bi)底(di)層(ceng)晃(huang)動(dong)大(da),振(zhen)幅(fu)大(da)小(xiao)呈(cheng)倒(dao)三(san)角(jiao)形(xing),建(jian)築(zhu)如(ru)一(yi)根(gen)懸(xuan)臂(bi)梁(liang)。水(shui)平(ping)往(wang)複(fu)運(yun)動(dong)時(shi),建(jian)築(zhu)物(wu)運(yun)動(dong)滯(zhi)後(hou)於(yu)基(ji)礎(chu),形(xing)成(cheng)時(shi)間(jian)差(cha),導(dao)致(zhi)最(zui)上(shang)部(bu)首(shou)先(xian)破(po)壞(huai)。基(ji)礎(chu)與(yu)地(di)基(ji)連(lian)不(bu)連(lian)沒(mei)有(you)關(guan)係(xi)。
地(di)震(zhen)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)垂(chui)直(zhi)波(bo),使(shi)建(jian)築(zhu)物(wu)上(shang)下(xia)運(yun)動(dong),這(zhe)種(zhong)運(yun)動(dong)形(xing)式(shi)對(dui)於(yu)磚(zhuan)混(hun)結(jie)構(gou)危(wei)害(hai)很(hen)大(da),對(dui)於(yu)地(di)基(ji)與(yu)基(ji)礎(chu)沒(mei)有(you)影(ying)響(xiang)。既(ji)便(bian)發(fa)生(sheng)瞬(shun)時(shi)離(li)隙(xi),對(dui)建(jian)築(zhu)也(ye)沒(mei)影(ying)響(xiang)。所(suo)以(yi)樁(zhuang)與(yu)基(ji)礎(chu)斷(duan)開(kai)是(shi)可(ke)行(xing)的(de),也(ye)是(shi)正(zheng)常(chang)的(de)。
5. 3 無樁的基礎與地基接觸而不連
因(yin)為(wei)地(di)基(ji)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)強(qiang),基(ji)礎(chu)座(zuo)落(luo)在(zai)地(di)基(ji)上(shang),並(bing)不(bu)設(she)樁(zhuang)。不(bu)設(she)樁(zhuang)的(de)基(ji)礎(chu)量(liang)大(da)麵(mian)廣(guang),是(shi)主(zhu)要(yao)的(de)基(ji)礎(chu)形(xing)式(shi)。無(wu)樁(zhuang)的(de)基(ji)礎(chu),並(bing)不(bu)在(zai)地(di)基(ji)上(shang)插(cha)鋼(gang)筋(jin),基(ji)礎(chu)與(yu)地(di)基(ji)隻(zhi)是(shi)接(jie)觸(chu),並(bing)不(bu)相(xiang)連(lian),如(ru)果(guo)說(shuo)地(di)震(zhen)水(shui)平(ping)力(li)靠(kao)樁(zhuang)來(lai)承(cheng)擔(dan),那(na)麼(me)無(wu)樁(zhuang)的(de)基(ji)礎(chu)是(shi)怎(zen)樣(yang)承(cheng)擔(dan)水(shui)平(ping)力(li)的(de)?再(zai)者(zhe)關(guan)於(yu)抗(kang)拔(ba)力(li),有(you)樁(zhuang)的(de)建(jian)築(zhu)可(ke)以(yi)抗(kang)拔(ba),無(wu)樁(zhuang)的(de)建(jian)築(zhu)又(you)如(ru)何(he)抗(kang)拔(ba)?看(kan)來(lai)不(bu)考(kao)慮(lv)抗(kang)拔(ba)也(ye)行(xing)。由(you)此(ci)可(ke)見(jian),基(ji)礎(chu)(地下室底板)與樁頭建築斷開是可行的,不影響建築物的
抗震。
5.4 基礎的平活性接觸
建築界防震工作者多年的觀察研究,認為防震措施有兩點,一是建築物本身的堅固性;二是建築物消解地震力。在此僅談談後者。
地(di)震(zhen)時(shi)產(chan)生(sheng)水(shui)平(ping)和(he)垂(chui)直(zhi)波(bo),使(shi)大(da)地(di)上(shang)下(xia)或(huo)水(shui)平(ping)運(yun)動(dong),這(zhe)種(zhong)力(li)是(shi)強(qiang)大(da)的(de),建(jian)築(zhu)物(wu)隻(zhi)能(neng)隨(sui)波(bo)而(er)行(xing),決(jue)不(bu)能(neng)抗(kang)拒(ju)。但(dan)是(shi),建(jian)築(zhu)物(wu)座(zuo)落(luo)在(zai)大(da)地(di)上(shang),其(qi)嵌(qian)固(gu)程(cheng)度(du)大(da)小(xiao),可(ke)以(yi)影(ying)響(xiang)建(jian)築(zhu)的(de)破(po)壞(huai)大(da)小(xiao)。嵌(qian)固(gu)越(yue)強(qiang),接(jie)受(shou)地(di)震(zhen)力(li)越(yue)大(da),越(yue)需(xu)要(yao)建(jian)築(zhu)自(zi)身(shen)的(de)堅(jian)固(gu)來(lai)對(dui)抗(kang)。反(fan)之(zhi),大(da)地(di)嵌(qian)固(gu)建(jian)築(zhu)較(jiao)弱(ruo),接(jie)受(shou)地(di)震(zhen)力(li)減(jian)弱(ruo),從(cong)而(er)減(jian)輕(qing)了(le)建(jian)築(zhu)破(po)壞(huai)力(li)。譬(pi)如(ru)一(yi)隻(zhi)球(qiu)放(fang)在(zai)地(di)表(biao)麵(mian),地(di)震(zhen)時(shi)它(ta)可(ke)以(yi)自(zi)由(you)滾(gun)動(dong),不(bu)會(hui)破(po)壞(huai)。因(yin)為(wei)球(qiu)僅(jin)和(he)地(di)麵(mian)接(jie)觸(chu),而(er)不(bu)連(lian)接(jie),球(qiu)可(ke)以(yi)滾(gun)向(xiang)任(ren)何(he)方(fang)向(xiang),而(er)不(bu)受(shou)阻(zu)擋(dang)和(he)製(zhi)約(yue)。為(wei)了(le)消(xiao)解(jie)地(di)震(zhen)對(dui)建(jian)築(zhu)的(de)製(zhi)約(yue),力(li)求(qiu)建(jian)築(zhu)隻(zhi)和(he)大(da)地(di)接(jie)觸(chu)而(er)不(bu)連(lian)接(jie),這(zhe)一(yi)理(li)論(lun)己(ji)被(bei)眾(zhong)多(duo)人(ren)接(jie)受(shou),並(bing)且(qie)進(jin)行(xing)大(da)量(liang)的(de)試(shi)驗(yan),認(ren)為(wei)是(shi)可(ke)行(xing)的(de)、有效的、大有前景的。現列舉6種基礎活性接觸方式,供參考采用,同時證明基礎與地基斷開的可行性。
1)jichuyudijizhijianshezhixiangjiaodian,youyidingdanxing,keyidaliangxiaojiedizhenli。jianshebukejituiguangxiezuowang,jiangzhongdiantuiguangduocengfangwujiacengxiangjiaodiangezhenjishu,yaoqiumeishengluoshigezhenshiyanlougongcheng,fanshichuyudizhenquyu,geshengshizizhiquzaiguanxiaqufanweinei,zeyouxuanzeyidongzhuzhailoujinxingshiyan,weixiayibudamianjituiguangzuozhunbei。jianshebuzheyizhishizuyizhengmingjichuyudijiduankaishikexuedehekexingde(圖2)。
2)基礎與地基之間設置滾動裝置。地震時,建築可以自由地水平移動,或者上下離隙,力求建築頂部和基礎同步等幅往返(圖3)或者出現大地往複運動,而建築卻相對靜止。滾動裝置比橡膠墊更富自由度。
3)基礎與地基之間設置彈簧裝置。在基礎與地基之間設置彈簧墊,地震時建築可以垂直、顛波運動,從而減弱地震對建築的破壞力。
4)漂(piao)浮(fu)減(jian)震(zhen)。地(di)基(ji)做(zuo)成(cheng)大(da)小(xiao)槽(cao),建(jian)築(zhu)物(wu)建(jian)在(zai)內(nei),竣(jun)工(gong)後(hou)注(zhu)水(shui),建(jian)築(zhu)受(shou)到(dao)很(hen)大(da)的(de)漂(piao)浮(fu)力(li),接(jie)近(jin)於(yu)浮(fu)起(qi)的(de)程(cheng)度(du)。地(di)震(zhen)力(li)大(da)大(da)減(jian)弱(ruo)對(dui)建(jian)築(zhu)的(de)衝(chong)擊(ji)。
5)懸掛建築。在地基上設計若幹短牆或短柱,建築基礎通過若幹索鏈掛在短牆或短柱上。地震時建築可自由晃動。
6)潤滑隔離。混凝土地基表層壓實、抹光、平整。塗厚質潤滑油。基礎底表麵亦要平整、光滑。發生地震時,建築可以滑動。
上述6種防震措施,其核心意義是地基與基礎徹底斷開,僅僅是接觸,沒有任何牽製與製約。地震時建築能夠很容易地滑動、擺動,或者上下彈動、顛簸。基於這一意義,基礎和樁頭斷開,是合理的、可行的、有利於建築的,不存在其他問題。
6 樁頭基礎斷開
防水方案
此方案的構造層次如圖4所示。
1)樁頭設樁台,樁台尺寸及配筋由結構工程師設計,樁台頂平麵要平整;
2)樁台與樁台之間回填土應夯實,最好用灰土(2: 8) ,深500 mm;
3)樁台與樁台之間,回填土上鋪築C15混凝土墊層,抹平;
4)水泥砂漿找平層,20 mm厚,1: 2配比,壓光抹平,不起砂、不起皮,要有足夠養護時間;
5)鋪作
防水層,宜用卷材,兩道柔性
防水層最好;
6)鋪築細石混凝土保護層,如
防水層多於4 mm厚,可以在上直接鋪築,否則須先鋪一道柔性保護層(如紙胎瀝青氈),然後再鋪築細石混凝土保護層;
7)基礎如果是地下室底板,應摻入防水劑(減水劑、膨脹劑等)。