地下工程結構自防水的設計探討
發布時間:2014-08-09
摘要:新修訂的《地下工程
防水技術規範》對常用
防水方法和材料進行了修改,明確了必須嚴格執行的強製性條文,體現了以結構自防水(含外加劑)為主的主導思想。本文主要從結構設計方麵討論合理確定防水等級;選用合理結構形式及構造節點設計;主zhu體ti結jie構gou設she計ji及ji鋼gang筋jin布bu置zhi。在zai結jie論lun部bu分fen提ti出chu了le地di下xia工gong程cheng尤you其qi是shi人ren防fang地di下xia室shi和he人ren防fang工gong程cheng在zai結jie構gou自zi防fang水shui設she計ji中zhong應ying注zhu意yi的de幾ji個ge問wen題ti,可ke供gong從cong事shi人ren防fang科ke研yan和he設she計ji工gong作zuo者zhe參can閱yue。
關鍵詞:地下工程 結構防水
1 前 言
防(fang)水(shui)對(dui)於(yu)地(di)下(xia)工(gong)程(cheng)來(lai)說(shuo)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)地(di)上(shang)建(jian)築(zhu)都(dou)是(shi)以(yi)排(pai)為(wei)主(zhu),雨(yu)水(shui)在(zai)屋(wu)麵(mian)上(shang)停(ting)留(liu)的(de)時(shi)間(jian)短(duan),能(neng)通(tong)過(guo)有(you)組(zu)織(zhi)或(huo)無(wu)組(zu)織(zhi)的(de)排(pai)水(shui)方(fang)法(fa),從(cong)落(luo)水(shui)管(guan)或(huo)簷(yan)口(kou)排(pai)入(ru)下(xia)水(shui)道(dao),對(dui)
防水層形xing成cheng不bu了le透tou水shui壓ya力li。而er地di下xia工gong程cheng長chang期qi置zhi於yu地di下xia水shui的de包bao圍wei之zhi中zhong,如ru果guo沒mei有you防fang水shui措cuo施shi,或huo者zhe僅jin有you措cuo施shi而er效xiao果guo不bu好hao,地di下xia水shui就jiu會hui滲shen入ru結jie構gou內nei部bu,不bu但dan影ying響xiang地di下xia工gong程cheng的de使shi用yong,而er且qie會hui使shi混hun凝ning土tu腐fu蝕shi,鋼gang筋jin生sheng鏽xiu,地di基ji下xia沉chen,甚shen至zhi淹yan沒mei構gou築zhu物wu,直zhi接jie危wei及ji地di下xia工gong程cheng的de安an全quan。因yin此ci修xiu建jian地di下xia工gong程cheng時shi,必bi須xu認ren真zhen考kao慮lv和he做zuo好hao防fang水shui處chu理li,否fou則ze無wu法fa使shi用yong。
提起防水,傳統上認為是建築專業的事而與結構專業無關,其實不然。新修訂的《地下工程
防水技術規範》將原《規範》中的“宜采用防水
混凝土結構”改為“應采用防水
混凝土結構”,可見體現了以結構自防水(含外加劑)為主的主導思想,其重要性已越來越受到結構設計工作者的重視。
2 合理確定地下工程的防水等級
合he理li確que定ding工gong程cheng的de防fang水shui等deng級ji是shi確que保bao工gong程cheng使shi用yong功gong能neng的de前qian提ti,也ye是shi進jin行xing防fang水shui設she計ji的de準zhun則ze和he依yi據ju。地di下xia工gong程cheng的de防fang水shui等deng級ji確que定ding過guo低di,輕qing者zhe會hui影ying響xiang整zheng個ge工gong程cheng的de正zheng常chang使shi用yong,重zhong者zhe則ze使shi整zheng個ge防fang水shui設she計ji失shi敗bai,造zao成cheng地di下xia工gong程cheng的de報bao廢fei。而er防fang水shui等deng級ji確que定ding過guo高gao,又you會hui造zao成cheng不bu必bi要yao的de浪lang費fei,得de不bu償chang失shi。規gui範fan規gui定ding的de防fang水shui等deng級ji劃hua分fen為wei四si級ji,除chu一yi級ji外wai,其qi它ta各ge級ji都dou給gei出chu了le定ding量liang指zhi標biao。在zai設she計ji時shi,可ke根gen據ju規gui定ding的de定ding量liang指zhi標biao,結jie合he工gong程cheng的de實shi際ji情qing況kuang合he理li確que定ding地di下xia工gong程cheng的de防fang水shui等deng級ji。如ru指zhi揮hui工gong程cheng屬shu極ji重zhong要yao的de戰zhan備bei工gong程cheng,應ying定ding為wei一yi級ji;而人員掩蔽工程屬重要的戰備工程,應定為二級。隻有合理確定地下工程的防水等級,才能準確製定
防水方案,做到有的放矢。
3 選用合理結構形式、優化構造節點設計
3.1 選用合理的結構形式
結構自防水(含外加劑)為主的防水主導思想在《地下工程
防水技術規範》中得到了充分體現,結構自防水法是利用結構本身的密實性、憎(zeng)水(shui)性(xing)以(yi)及(ji)剛(gang)度(du),提(ti)高(gao)結(jie)構(gou)本(ben)身(shen)的(de)抗(kang)滲(shen)性(xing)能(neng),通(tong)常(chang)被(bei)稱(cheng)為(wei)剛(gang)性(xing)防(fang)水(shui)。它(ta)要(yao)求(qiu)結(jie)構(gou)本(ben)身(shen)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)一(yi)定(ding)的(de)剛(gang)度(du),而(er)合(he)理(li)的(de)結(jie)構(gou)形(xing)式(shi)恰(qia)恰(qia)是(shi)提(ti)高(gao)結(jie)構(gou)整(zheng)體(ti)剛(gang)度(du)的(de)關(guan)鍵(jian)。因(yin)此(ci),設(she)計(ji)中(zhong)在(zai)結(jie)構(gou)選(xuan)型(xing)方(fang)麵(mian),應(ying)根(gen)據(ju)防(fang)護(hu)要(yao)求(qiu)、平時和戰時使用功能、工程地質和水文地質條件等因素綜合確定,能方的不長、能整的不散,避免結構突變(或斷麵突變),盡量使結構選型規則、整齊,借以提升結構的整體剛度,減少裂縫開展及變形縫的設置。
3.2 構造節點設計
變形縫、施工縫和其它(例如穿強孔、陰角等)構造節點的設計在地下工程防水設計中占有重要的位置,同時也是防水薄弱環節,在設計中應盡量不設或少設。
⑴ 長期以來就有“十縫九漏”deshuofa,suiranyouxiekuazhang,queyechongfenbaoluchubianxingfengfangshuicunzaidewenti。jiejuezheyiwenti,chulejiejuebianxingfengdefangshuiwentiwai,jinliangjianshaobianxingfengdeshezhiyeshijianshaozheyigangaxianxiangdeyouxiaotujing。bianxingfengde
滲漏問wen題ti是shi地di下xia工gong程cheng的de通tong病bing之zhi一yi,已yi越yue來lai越yue受shou到dao工gong程cheng界jie的de重zhong視shi,解jie決jue好hao它ta們men的de防fang水shui設she計ji是shi鏟chan除chu這zhe一yi病bing害hai的de根gen本ben。十shi縫feng九jiu漏lou,究jiu其qi原yuan因yin,除chu變bian形xing縫feng
防水施工難nan度du較jiao大da外wai,防fang水shui設she計ji中zhong的de單dan一yi防fang線xian也ye是shi原yuan因yin之zhi一yi,這zhe就jiu要yao求qiu工gong程cheng設she計ji人ren員yuan在zai變bian形xing縫feng的de防fang水shui處chu理li上shang加jia強qiang重zhong視shi,變bian單dan一yi式shi的de防fang水shui設she計ji為wei複fu合he式shi防fang水shui設she計ji。目mu前qian,應ying用yong最zui廣guang的de複fu合he式shi防fang水shui設she計ji有you中zhong埋mai式shi止zhi水shui帶dai與yu外wai貼tie
防水層複合使用;中埋式止水帶與遇水膨脹橡膠條、嵌逢材料複合使用;中埋式止水帶與可卸式止水帶複合使用。
⑵ 關於施工縫的防水設計,傳統的凹縫、凸縫、階梯縫、
鋼板(橡膠)止水帶,其原理都是延長
滲水線xian路lu,等deng於yu加jia大da了le混hun凝ning土tu的de厚hou度du。這zhe一yi原yuan理li除chu本ben身shen不bu完wan善shan外wai,施shi工gong起qi來lai也ye不bu好hao處chu理li,因yin此ci不bu再zai提ti倡chang單dan獨du使shi用yong。建jian議yi采cai用yong外wai貼tie式shi止zhi水shui帶dai與yu中zhong埋mai
鋼板(橡膠)複合使用,其中以遇水膨脹膠條或膩子條與中埋
鋼板(橡膠)複合使用最佳,但在防護結構中宜采用
鋼板,以確保工程的防護效果。
⑶ 穿牆管、線、螺栓宜采用止水環與遇水膨脹膩子條複合使用,且應采取防止轉動的措施,如將止水環平麵外形改為非圓形。
總之,構造節點的防水設計應避免單一式,盡量采用複合式防水設計,並且盡量減少變形縫、施工縫的設置,借以減少地下工程的
漏水概率。
4 主體結構材料強度設計及鋼筋布置
在地下工程防水設計中,合理的混凝土強度設計及材料選用、鋼筋及拉接筋的合理布置對減少和控製混凝土裂縫的開展至關重要。
4.1 主體結構材料強度設計
地下工程特別是高抗力人防指揮工程,其頂、底板多為大體積混凝土。混凝土設計強度越高,水泥用量就越大,必然造成混凝土水化熱過高,當混凝土內外溫差超過30℃時,溫度應力容易超過混凝土的抗拉強度,產生開裂。因此,大體積混凝土強度等級宜在C20~C35範圍內選用,高抗力人防指揮工程可適當提高,但應控製在C40左右,避免設計上“強度越高越好”的錯誤觀念。在配置混凝土的材料選擇方麵,水泥應優先采用水化熱低的礦渣水泥配置大體積混凝土,用量控製在380kg/m3以內;采用5~40mm顆粒級配的石子和中、粗砂,控製含泥量小於1.5%;且配置的混凝土抗滲等級應在S6以上。筆者最近接觸了一例由於頂板裂縫而產生
滲漏shuiwentidemoudixiarenfanggongcheng,suiranqichanshengliefengdeyuanyinhaibuwanquanqingchu,dancongshigongdanweidehunningtupeihebizhongbunanfaxian,qishuiniyongliangmingxianpiangao,bunengshuoyudingbanchanshengliefengmeiyouguanxi。
4.2 鋼筋布置
由(you)於(yu)地(di)下(xia)工(gong)程(cheng)多(duo)為(wei)雙(shuang)向(xiang)雙(shuang)麵(mian)配(pei)筋(jin),除(chu)滿(man)足(zu)結(jie)構(gou)應(ying)力(li)外(wai),還(hai)承(cheng)受(shou)因(yin)水(shui)泥(ni)水(shui)化(hua)熱(re)引(yin)起(qi)的(de)溫(wen)度(du)應(ying)力(li)及(ji)控(kong)製(zhi)裂(lie)縫(feng)的(de)開(kai)展(zhan)。因(yin)此(ci),上(shang)下(xia)鋼(gang)筋(jin)的(de)布(bu)置(zhi)應(ying)盡(jin)可(ke)能(neng)采(cai)用(yong)小(xiao)直(zhi)徑(jing)、小間距。普通地下室主筋采用直徑14~20mm的鋼筋和100~150mm間距是比較合適的,構造筋直徑宜為10~14mm,間距100~150mm,renfangdixiashiherenfangzhihuigongchenggangjinzhijingkeshidangtigao。lingwai,zaihunningtuneibujiaruyidingliangdegangxianwei,duikongzhihunningtuliefengdekaizhanxiaoguogengjia。youyurenfangdixiashiherenfangzhihuigongchengxuyaoshezhidaliangdelajiejin,ruguobunenghenhaodekongzhiqibaohucenghoudu,shibihuixingchengyidingshuliangde
滲水通道。這就要求我們在設置拉接筋時,采用“梅花型”布置、盡量少而精(用 Φ8或Φ10鋼筋);同時雙麵配筋要采用統一的模數確定鋼筋間距,保證雙麵鋼筋交叉點連線垂直於鋼筋網;有可能的話,可在拉接筋中間焊接止水環;最重要的一點是必須嚴格保證砼迎水麵50mm的鋼筋保護層厚度。
5 結 語
地下工程的防水是多方麵的,涉及的領域和專業非常廣泛,它需要各專業密切配合;同時對於整個工程的建設前期準備、設計、施shi工gong及ji使shi用yong,各ge單dan位wei都dou應ying該gai密mi切qie關guan注zhu地di下xia工gong程cheng的de防fang水shui問wen題ti,一yi旦dan發fa現xian問wen題ti立li刻ke采cai取qu措cuo施shi。這zhe裏li,作zuo者zhe隻zhi就jiu結jie構gou設she計ji方fang麵mian對dui地di下xia工gong程cheng防fang水shui作zuo了le簡jian要yao論lun述shu,並bing提ti出chu如ru下xia在zai結jie構gou自zi防fang水shui設she計ji中zhong應ying注zhu意yi的de幾ji個ge問wen題ti,供gong結jie構gou設she計ji者zhe參can閱yue。
⑴ 合理確定工程的防水等級是確保工程使用功能的前提,也是進行防水設計的準則和依據。
⑵ 選擇規整的結構形式,做好構造節點的防水設計。
⑶ 破除設計上“強度越高越好”的錯誤觀念,采用合理的材料強度設計值。
⑷ 優先采用水化熱低的礦渣水泥配置大體積混凝土;合理布置鋼筋和拉接筋。