1預(yù)鋪法防水材料的由來
我國自從上個世紀50年代修建北京地鐵一號線以來.已建成軌道交通的城市有10座。至2006年底,北京、上海、廣州3座城市的軌道交通長度均突破了100Km。軌道交通將覆蓋全國34座城市,截止2017年7月運營總里程約為4200km,預(yù)計2020年底總里程將達到6000km。在地鐵工程設(shè)計建設(shè)中,結(jié)構(gòu)防水極其重要。自最早的北京地鐵以來,我國的地鐵結(jié)構(gòu)防水技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了探索、借鑒、爭辯的漫長過程。就防水層設(shè)置而言,主要分為以下幾個階段:
1)第一階段:北京地鐵一號線設(shè)計期間,防水設(shè)計以結(jié)構(gòu)自防水輔以全包外防水層,混凝土結(jié)構(gòu)主要考慮承受結(jié)構(gòu)荷載,柔性防水層承擔防水主要角色。
2)第二階段:上海地鐵修建時,由于上海地處粘土及淤泥為主的地層,考慮到地層透水系數(shù)不大,因此出現(xiàn)了只作頂板防水層、側(cè)墻及底板以結(jié)構(gòu)防水并承受結(jié)構(gòu)荷載的防水模式,從而也引發(fā)了防水界南北派之爭。其爭論的焦點在于:是以結(jié)構(gòu)混凝土剛性防水為主、引排少量滲水,還是結(jié)構(gòu)混凝土與防水層剛?cè)岵⒂霉餐浪?/p>
3)第三階段:在修建廣州及其它沿海城市的軌道交通時期,由于日本、南非、英國、香港地鐵以及國內(nèi)上海打浦路隧道等20世紀80年代修建的地下工程在設(shè)計使用年限內(nèi)都出現(xiàn)了不同程度的腐蝕破壞,加之地下水污染情況越來越嚴重,國家有關(guān)部門開始重視混凝土的耐久性及腐蝕帶來的影響,并在《地鐵設(shè)計規(guī)范》(CB50157—2003)中明確提出了將重要結(jié)構(gòu)的使用壽命提高至100年。過去結(jié)構(gòu)、防水各自為政的設(shè)計模式已不能適應(yīng)工程的要求,地鐵土建設(shè)計已逐漸改進為將結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(包括防腐設(shè)計)及結(jié)構(gòu)防水設(shè)計綜合考慮的新的設(shè)計理念。結(jié)構(gòu)防水設(shè)計引入“低抗?jié)B、高抗裂”“剛?cè)峤Y(jié)合、多道設(shè)防”“防止與預(yù)防結(jié)合、提高抗風(fēng)險能力”“全生命周期設(shè)計”等理念。
隨著防水設(shè)計理念的更新.也隨著設(shè)計理念對材料發(fā)展產(chǎn)生影響,防水材料從低檔到高檔、從單一到復(fù)合型、從空鋪型到預(yù)鋪反粘法發(fā)展,也為防水設(shè)計帶來了勃勃生機,為實現(xiàn)滿粘的預(yù)鋪反粘法防水材料也應(yīng)運而生。經(jīng)過調(diào)研、試驗及工程驗證,在即將頒布的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108—2007)中對預(yù)鋪法防水材料做了相關(guān)定義,增加了相關(guān)內(nèi)容。
2什么是預(yù)鋪法防水材料
所謂預(yù)鋪法防水材料,是指能實現(xiàn)防水層先于主體結(jié)構(gòu)施工而又能反粘于主體結(jié)構(gòu)(即需防護結(jié)構(gòu))的防水材料。就現(xiàn)有的地鐵結(jié)構(gòu)施工方法和結(jié)構(gòu)形式而言,有放坡開挖、復(fù)合結(jié)構(gòu)、礦山法等,明挖車站頂板及放坡開挖側(cè)墻較容易實現(xiàn)滿粘,比如涂料、膨潤土或自粘卷材。復(fù)合式的側(cè)墻及底板要實現(xiàn)滿粘則需采用預(yù)鋪法防水材料。目前能實現(xiàn)預(yù)鋪反粘法施工的防水材料主要有以下幾種類型:
1)第一類:特殊自粘卷材(單面有作為粘結(jié)過渡層的改性樹脂,或雙面/單面自粘的改性瀝青卷材)。采用現(xiàn)場預(yù)鋪設(shè)方法,將卷材鋪在墊層或其他基面上,帶粘結(jié)層的一面向著主體結(jié)構(gòu),綁扎鋼筋后(有粘結(jié)面保護隔離膜的需揭開自粘卷材上表面的隔離膜),然后澆注結(jié)構(gòu)混凝土。通過混凝土與卷材表面柔軟的壓敏型膠粘層接觸后,良好的粘結(jié)或化學(xué)反應(yīng)效果使兩者持久緊密地咬合粘結(jié)在一起,實現(xiàn)預(yù)鋪設(shè)功能。
2)第二類:膨潤土防水毯。采用現(xiàn)場預(yù)鋪設(shè)方法.將膨潤土防水毯鋪在墊層或其他基面上,綁扎鋼筋、澆注結(jié)構(gòu)混凝土。當覆土遇水后膨潤土將變成膠泥狀物質(zhì),通過滲透纖維層與主體結(jié)構(gòu)粘結(jié).防水毯中的超細微粒進入混凝土內(nèi),形成致密的不透水層。同時后澆筑的混凝土與防水毯纖維面緊密咬合.這兩者的共同作用使膨潤土防水毯成功實現(xiàn)預(yù)鋪設(shè)功能。
3)第三類:帶齒槽或凹凸面的改性樹脂類片材。采用現(xiàn)場預(yù)鋪設(shè)方法,將帶齒槽或凹凸面的改性樹脂類片材鋪在墊層或其他基面上,綁扎鋼筋、澆注結(jié)構(gòu)混凝土。通過混凝土對齒槽或凹凸面的咬合作用.后澆混凝土與片材緊密嵌同于一體,實現(xiàn)預(yù)鋪設(shè)功能。
作為預(yù)鋪式防水體系,有以下兩條基本要求:
1)柔性防水層不應(yīng)與圍護結(jié)構(gòu)或墊層粘結(jié)(或只點粘),避免防水因墊層混凝土收縮開裂或圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)不同步沉降而破壞。
2)防水層與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)緊密貼合,即實現(xiàn)滿粘.防止因防水層某一點存在缺陷而導(dǎo)致防水層與主體結(jié)構(gòu)間竄水現(xiàn)象的發(fā)生。
3應(yīng)用預(yù)鋪法防水材料應(yīng)重點關(guān)注的幾個問題
要實現(xiàn)設(shè)計理念上的預(yù)鋪防水層,使防水層能真正緊密牢固持久地與需防護結(jié)構(gòu)粘結(jié).必須關(guān)注以下幾個問題:
1)預(yù)鋪法防水材料除要有預(yù)鋪功能外,必須滿足結(jié)構(gòu)防水的基本功能,如抗拉強度、延伸率、撕裂強度、老化要求、低溫柔性等都應(yīng)達到一定的指標.不可只強調(diào)預(yù)鋪功能而忽視防水層自身的品質(zhì)要求。
2)在預(yù)鋪防水體系中,靠主體結(jié)構(gòu)一側(cè)不再設(shè)防水層保護層,只在施工中根據(jù)不同操作步驟采用臨時性保護措施,主要基于:①預(yù)鋪法主要是要實現(xiàn)與主體結(jié)構(gòu)間的滿粘,如有防水層保護層夾在中間就很難實現(xiàn)此功能;②目前的防水層保護層從材質(zhì)上看,無法實現(xiàn)既能與防水層牢固粘結(jié)又能與主體結(jié)構(gòu)緊密粘貼的功能,放在防水層與主體結(jié)構(gòu)問反而成了可能的竄水層,并人為地將防水層與主體結(jié)構(gòu)分離。
3)材料應(yīng)有抗刺穿性要求。由于取消了保護層.在綁扎鋼筋或澆注混凝土?xí)r難免對防水層有摩擦或踩踏、沖擊,為避免對防水層造成損傷,從材質(zhì)上提出抗刺穿性要求是有效的防范措施。
4)對材料粘結(jié)過渡層的耐久性要求;炷两Y(jié)構(gòu)工程要求使用壽命為100年,防水層是依附于主體結(jié)構(gòu)上的,而且是無法修復(fù)的隱蔽工程。而對預(yù)鋪防水系統(tǒng)而言,需要在防水層使用壽命期保證其預(yù)鋪反粘功能,這就需要有與防水層同壽命的粘結(jié)過渡層。因此要求粘結(jié)過渡層與防水層主材同壽命。
4目前預(yù)鋪法防水材料應(yīng)用中存在的主要問題
近年,經(jīng)過不斷探索和改進,防水設(shè)計在總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,從理念到設(shè)計細節(jié)都有了很大提高。其中能夠?qū)崿F(xiàn)滿粘效果的預(yù)鋪反粘就是在考慮以前空鋪防水設(shè)計存在竄水可能、一旦滲水很難治愈,以及地鐵各類通道接口多、空鋪防水層收口困難等問題后而提出的。
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