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膨润土毯在机场项目地下室防水中的应用

工程简介
阿尔及利亚新机场位于阿尔及利亚的首都阿尔及尔,属于地中海气候,冬季温和多雨,夏季炎热干燥,年降水量在400~1 000 mm之间,每年的11—次年3月为雨季,降雨连续集中。
阿尔及利亚新机场项目的主楼北侧地下室结构相对标高为-7.25 m,南侧地下室结构标高为-3.60 m,地下水位由北至南为-14.17~-3.50 m。由于雨季时期水位较高,故在地下室的防水设计中,同时考虑到了地下水和地面水对地下建筑的作用,对地下室的底板和侧墙采用地下室的防水

措施。该机场地下室的主要功能是设备用房及少量仓储空间,为机场的运营提供后勤保障,在防水设计中参照我国的一级防水等级进行设计,在设计中采用防水与排水相结合,底板及侧墙采用膨润土毯防水,在地下室的挡土墙内做双层墙排水沟,从而保障地下室的防水效果(图1)[1-2]。

膨润土防水毯

2 膨润土毯的分类
1)针刺法钠基膨润土毯:由2层土工布包裹钠基膨润土颗粒针刺而成的毯状材料(图2)。

膨润土防水毯
2)针刺覆膜法钠基膨润土毯:在针刺法钠基膨润土毯的非织造土工布外表面复合1层高密度聚乙烯薄膜(图3)。
膨润土防水毯

3)胶黏法钠基膨润土毯:用胶黏剂把膨润土颗粒黏结到高密度聚乙烯板上,压缩产生的一种钠基膨润土毯(图4)。
膨润土防水毯

在实际的建筑工程当中,应用较多的是前2种,其中针刺法钠基膨润土毯的生产工艺相对简单,因而价格较低;针刺覆膜法钠基膨润土毯多1层高密度聚乙烯薄膜,防水性能更佳,同时价格也比较高。考虑到阿尔及利亚地区的年降水量不高,机场项目的地下水位较低,同时采用了双墙排水的设计,因此在地下室底板及侧墙的外防水中采用了针刺法钠基膨润土毯。
3 膨润土毯的施工节点及注意事项
3.1 膨润土毯的铺设及搭接节点
施工中,配合膨润土毯使用的产品还包含膨润土粉和膨润土泥,膨润土粉及膨润土泥均应采用和膨润土毯内的膨润土性能相同的产品。膨润土粉用于膨润土毯的水平搭接接缝处,用量为0.3~0.5 kg/m。膨润土泥是膨润土粉和水的混合物,用于膨润土毯垂直方向搭接的接缝处,以替代膨润土粉(图5)。底板上膨润土毯需同方向铺设,搭接方向和混凝土的浇筑方向一致,短边搭接位置需要错缝(图6)。
膨润土防水毯
3.2 底板变形缝防水构造
在地面垫层完成后,底板在施工缝位置的施工分为2步。
第1步:铺设水平方向的膨润土毯,并在施工缝位置将膨润土毯多预留60 cm长度,将多出来的部分弯折成双层膨润土毯进行保护,并在收头位置撒布膨润土粉。在施工缝位置支设模板,止水带设置在底板板厚的1/2处并固定牢固,止水带下方放置U形膨润土毯并固定在模板上。在这些完成之后,浇筑一侧的混凝土(图7)。
第2步:拆模后继续完成另一侧底板的膨润土毯的水平铺设,在变形缝处的U形膨润土毯内填充膨润土粉,并将膨润土毯固定于已完成的底板上,在止水带上方固定厚2 cm的聚苯板,然后进行另一侧的混凝土板浇筑(图8)。需要注意的是,膨润土毯的搭接要避开变形缝的位置至少60 cm。3.3 顶板变形缝防水构造在顶板上使用膨润土毯需要满足顶板上方至少有厚50 cm的回填土或类似质量的混凝土,以保证有足够的质量将膨润土毯挤压紧实,从而实现膨润土毯防水的功能。
膨润土防水毯

膨润土毯在顶板上的使用同样需要结合止水带形成2道防水,在混凝土的浇筑过程中将止水带嵌入混凝土板的伸缩缝位置并使止水带居中。在膨润土毯开始施工之前,将止水带上方的施工缝内填满膨润土粉,使膨润土粉的表面和混凝土顶板的上表面齐平或略高于混凝土板,然后开始铺设作为附加层的膨润土毯,附加层的宽度至少为30 cm,居中放置并将一侧与混凝土顶板固定。在附加层两侧撒布膨润土粉之后开始铺设作为整体防水层的膨润土毯。膨润土毯铺设完成之后,及时进行土壤回填或尽快对已完成的膨润土毯进行保护(图9)。
3.4 地下室侧墙膨润土毯和顶板防水卷材的搭接地下室侧墙的膨润土毯的铺设高度要满足回填土对膨润土毯有足够的压力这一要求,因此膨润土毯的最高点距室外地坪应不小于50 cm,在距离室外地坪50 cm的范围内需要使用其他对回填土压力没有要求的防水材料,搭接位置要与施工缝错开。由于不同厂家的膨润土毯在生产过程中会导致边缘部分的膨润土粉含量略有差别,故搭接宽度需要依据膨润土毯的产品要求进行确定。膨润土毯与顶板防水卷材的搭接位置要在地下水位线以上至少20 cm(图10)。

膨润土防水毯

3.5 穿墙节点
在地下室的施工过程中,会存在穿墙钢筋、穿墙管等特殊位置,需要在防水过程中进行特别处理,以防止这些位置成为防水的薄弱环节[3-4]。
1)穿墙钢筋位置的防水:需要将穿墙位置用砂浆填补密实,在钢筋两侧使用密封胶将墙体两侧进行封堵,在外墙区域填充膨润土粉或膨润土泥,之后铺设膨润土毯并在穿墙孔周边10 cm范围内用水泥钉进行固定(图11)。在实际工程中,往往容易在砂浆和密封胶密封的位置形成凹陷,导致膨润土毯完成侧墙铺设并回填之后造成局部挤压不紧实,使相应位置的膨润土毯不能起到相应的防水作用。因此,在此位置额外增加膨润土粉或膨润土泥,意在将此位置挤压紧实并形成局部的防水加强层,防止局部漏水。
膨润土防水毯

2)穿墙管位置的防水:穿墙管位置的膨润土毯在实际施工中需要按照管径进行剪裁,由于材料特性容易导致整块的膨润土防水卷材剪裁位置不能和管道挤压得严丝合缝 ,故在此位置需要增加附加防水层,以保证和管道衔接的位置能够和管道边缘没有缝隙。在附加防水层和防水层之间、附加防水层之后均需用膨润土填实嵌缝,以起到防水加强的作用。在对管道周边的土壤进行回填时,尤其需要防止管道附近不能有回填不紧实的情况发生,以确保膨润土毯能够发挥作用(图12)。
膨润土防水毯

4 膨润土毯的施工措施
1)膨润土毯采用带垫片的钉子进行固定,在底板进行固定时,只需在膨润土毯四周将带垫片的钉子钉人底板,钉距一般采用1 m,也可适当放大,确保在混凝土浇筑时不会出现卷边的现象即可;在侧墙施工时,在膨润土毯的四周及中间均可固定,钉距依据侧墙的高度和单块膨润土毯的尺寸及质量确定,确保在侧墙混凝土浇筑时膨润土毯不脱落即可。同时,由于膨润土毯的特殊构造,在遇水膨胀时膨润土粉会将钉孔挤压密实,不会对防水层产生破坏,因此不需要在钉子的位置铺设膨润土毯的附加层。
2)传统的地下室外墙防水在回填时需要进行保护,而膨润土毯由于材料表面土工布的特性,故只需要注意在回填时没有大强度的机械破坏即可。传统的防水卷材在防水层完成之后需要的保护层,例如排水板、聚苯板,均会导致回填土对膨润土毯的挤压不够紧实,从而破坏防水效果。
3)一般的地下室底板防水,在垫层上施工完防水层之后需要做保护层,以防止底板施工时对防水层的破坏。但膨润土毯用于底板防水时,由于底板浇筑和膨润土毯能够黏结为一体,防水效果更好,故膨润土毯上面不需要做单独的保护层。需要注意的是,严禁工人在防水毯上穿钉鞋和在膨润土毯上拖拽钢筋,万一在施工中将膨润土毯破坏,需要在破坏的区域铺撒膨润土粉,并在上面铺盖膨润土补片。
4)在选择防水材料时需充分考虑地理特性和气候特点。如果地下水位过高并且在施工过程中不能将水充分排净,则将会导致膨润土毯的施工无法正常进行,因此不建议选择膨润土毯。如果地下室施工期间正好是多雨季节,则将会导致地下室防水不能正常施工或施工的防护成本增加,也不适宜选择膨润土毯。
5)和生金膨润土毯的质量约为5 kg/m2,施工时需要多人合作或采用机械配合,在考虑施工成本时需对此部分充分考虑。同时由于搬运困难等原因,为降低成本,故需要在施工前对膨润土毯的铺设进行预排。
5 膨润土毯使用中的问题、原因分析及解决方案膨润土毯的防水原理和传统防水材料的防水原理略有区别,导致防水施工过程中容易出现一些问题。在地下室施工完成一年之后,针对这些问题对地下室防水进行原因分析,希望能够在以后的膨润土毯使用过程中避免这些问题[5-6]。
1)在雨季降雨量较大时,少量侧墙会有均匀的潮湿点。原因分析:挡土墙施工时,在支模钢筋切割之后,挡土墙外侧出现凹点,没有修补平整,导致回填土壤之后在凹点部位没有办法充分压实,致使膨润土毯有一定的膨胀空间,不能发挥防水作用;同时由于支模钢筋是穿透性
的,故导致此区域出现漏水点。解决方案:对支模钢筋进行切割后,在迎水面和背水面采用防水砂浆或防水油膏对切割点进行全数修补,避免遗留凹点。
2)侧墙凹角容易出现渗漏。原因分析:在土壤回填的施工过程中,对凹角很难做到夯实,因此在凹角位置容易出现渗漏现象。解决方案:尽量避免小的凹角;在凹角位置尽量保证回填土密实。
6 结语
和生金膨润土毯这种新型、环保的防水材料和传统的防水材料相比,在施工工艺上有很大的优势,同时施工过程中无烟、无毒,在安全上也有很大优势。同时膨润土粉不会老化,因此具有永久的防水性能,长期的经济效益也较为明显。在阿尔及利亚新机场项目中,施工较为顺利,效果较好,为今后其他工程的同类产品使用提供了经验。
☆☆ 参考文献 ☆☆
[1] 陈彤,黄琦.新型防水产品:膨润土防水毯[J].江西建材,2005(3):23-25.
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[6] 顾强,丁春颖,夏雪康,等.膨润土防水毯在地下室防水工程中的应用[J].建筑技术,2004,35(7):526-527.