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關(guān)鍵詞 地下工程 防水層設(shè)計 結(jié)構(gòu)自防水 柔性防水
   
　　摘 要  特別強(qiáng)調(diào)在地下工程防水設(shè)計中，要注意結(jié)構(gòu)自防水的設(shè)計、粗骨料的選擇、防水混凝土的采用、粉煤灰摻合料的應(yīng)用、后澆縫的留設(shè)、墻體水平構(gòu)造筋的布置等，因?yàn)檫@些因素均會影響結(jié)構(gòu)自防水的質(zhì)量。另外，柔性防水材料的選擇和應(yīng)用不當(dāng)也會影響地下防水的可靠性。 



1結(jié)構(gòu)自防水應(yīng)注意的問題
   
1.1應(yīng)重視粗骨料的選擇
   
　　在混凝土集料的選擇過程中，人們非常重視水泥的選擇，但對石子等粗骨料的選擇則往往忽視。粗骨料占混凝土全部體積的70％以上，其滲透性也能影響混凝土的滲透性。如石英閃長巖的滲透系數(shù)為8.24×10－13m/s，相當(dāng)于水灰比為0.70的硬化水泥漿。可見，在防水混凝土設(shè)計中，優(yōu)選骨料巖石種類對提高混凝土的抗?jié)B性非常重要。
   
1.2應(yīng)優(yōu)先采用摻外加劑的防水混凝土
   
　　防水混凝土最早以最小孔隙率和最大密實(shí)度為理論依據(jù)的骨料級配防水混凝土。它是以骨料級配的方法，遵循“理想級配曲線”，對骨料進(jìn)行篩分并丟棄部分砂石，求得配制高密實(shí)度混凝土。現(xiàn)行人防預(yù)算定額上的自防水混凝土就是這種級配混凝土。但由于此種混凝施工時耗時費(fèi)力、效率低下，已逐漸淘汰。代之而起的是以UEA補(bǔ)償收縮混凝土為代表的外加劑防水混凝土。這種混凝土與原級配防水混凝土相比，不但施工效率高，強(qiáng)度可提高10％～30％，抗?jié)B性提高2倍，而且抗凍性及抗硫酸性也大為提高。目前，這種外加劑自防水混凝土的理論及施工工法都已成熟，應(yīng)該大膽使用。
   
1.3重視粉煤灰摻合料的應(yīng)用
  
　　 用粉煤灰取代混凝土中的部分水泥可以制成粉煤灰混凝土。這種混凝土具有抗腐性能，若用于地下防水工程會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。
   (1)粉煤灰混凝土的防水性 粉煤灰混凝土與普通混凝土的防水原理基本相同。粉煤灰的加入可改善砂子的級配，填充混凝土內(nèi)部微小孔隙，還可降低水灰比(粉煤灰可看成是膠凝材料的一部分)，從而增加混凝土的密實(shí)性，提高混凝土的抗?jié)B性。
   表1 普通混凝土與粉煤灰混凝土抗?jié)B性能比較


   由以上可知 ，防水混凝土抗?jié)B標(biāo)號隨煤粉煤灰的增加而提高，而抗壓強(qiáng)度卻隨之略有下降。因此合適的摻量可以在滿足抗壓強(qiáng)度的情況下取得最高的抗?jié)B標(biāo)號和最低的水泥用量。
   (2)粉煤灰混凝土的抗腐性 粉基中含有大量Al2O3，這些礦并不象水泥熟料礦物水化那樣快，往往建筑物開始使用期間仍有大量反應(yīng)，而這一時期正是腐蝕介質(zhì)F－、CL－、SO42－的侵入過程，因此會發(fā)生長時間的化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)一方面降低了F－、CL－、SO42－的侵入濃度，另一方面也增大了固相體積。由于介質(zhì)一般都是從孔隙中進(jìn)入，所以固相體積增加不但不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力，而且會減少孔徑，堵塞滲水通道，從而降低了對鋼筋的腐蝕作用。

   
　　可見，在混凝土中摻加一定量的粉煤灰取代水泥，不僅有較好的技術(shù)效果，而且有其經(jīng)濟(jì)意義。尤其在天津、沿海一帶，工業(yè)粉煤灰較多，砂石料較貴，就更具有現(xiàn)實(shí)意義了。
   1.結(jié)構(gòu)上盡可能不留或少后澆縫
   
　　后澆縫遵循的是“抗放兼?zhèn)洌�以放為主”的設(shè)計原則。因?yàn)槠胀ɑ炷�土存在開裂問題，后澆縫的設(shè)置就是把大部分約束應(yīng)力釋放，然后用膨脹混凝土填縫以抗衡殘余的收縮應(yīng)力。這種設(shè)計已經(jīng)列入規(guī)范而廣泛使用。然而，后澆帶的清理與鑿毛也給填縫施工帶來麻煩，不但工期延長，而且有時還會影響工程的防水能力。因此，工程防水設(shè)計時，應(yīng)盡量去掉后澆帶，以實(shí)現(xiàn)混凝土的連續(xù)澆筑。
   
　　近年來，科技工作者對大體積混凝土無縫設(shè)計進(jìn)行了大量的研究。其中UEA替代水泥量10％～20％范圍內(nèi)，對強(qiáng)度無影響，其膨脹率為2×10 4～3×10 4 在配筋率為0.2～0.8下，可在結(jié)構(gòu)中建立0.2～0.7MPA的預(yù)壓應(yīng)力，從而防止裂縫的產(chǎn)生，把后澆縫的間距延長至50m以上。若結(jié)構(gòu)長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出50m，可根據(jù)計算設(shè)置若干條膨脹加強(qiáng)帶，實(shí)現(xiàn)混凝土的連續(xù)澆筑施工。
  
　　 此外，當(dāng)結(jié)構(gòu)的配筋率達(dá)到一定值后，也具有抗收縮能力。如當(dāng)外墻≥0.62，內(nèi)縱墻≥0.45，底板≥0.25，混凝土標(biāo)號為250時，建筑物長度若不超過80m，則可認(rèn)為是安全的。
   
1.5適當(dāng)增加墻體水平構(gòu)造筋
   
　　墻體容易開裂的原因是多方面的，但墻體受力鋼筋過多，水平構(gòu)造過少也是原因之一。因?yàn)樵谑┕み^程中墻體拆膜較早，且養(yǎng)護(hù)困難，極易開裂。為了防止這些裂縫的產(chǎn)生，可以采用螺紋鋼筋，并適當(dāng)減少水平構(gòu)造筋的間距，以提高混凝土極限拉伸強(qiáng)度。對于厚度在300～500mm的地下工程來說，水平構(gòu)造筋采用直徑14至15的布置方式較為合理。這與采用光圓鋼筋相比較，投資僅有略微提高，但它卻可以與自防水混凝土共同承擔(dān)抗衡收縮應(yīng)力，防止裂縫產(chǎn)生，在綜合經(jīng)濟(jì)效益上是合理的。
   
　　此外，在地下工程無梁板結(jié)構(gòu)及梁板結(jié)構(gòu)中，墻體上常設(shè)有墻體，這些柱的配筋率要比它所在墻體的配筋率大得多。這樣，當(dāng)混凝土收縮時，往往會在相連部位出現(xiàn)應(yīng)力集中而開裂。為分散應(yīng)力，應(yīng)在此處加強(qiáng)水平筋直徑為8至10，長1000mm,其中200插入柱中，800mm插入墻中。
   
2 柔性防水應(yīng)注意問題
   2.1不選用水溶性防水涂料
　　不溶性防水涂料在與水接觸時間較短時可防水，但如果在地下被水日久天長地浸泡，涂膜將乳化成液體，失去防水能力。
   2.2不選用易腐爛材料作胎體的卷材
　　瀝青在水下時間長了也會吸水，那些易腐的紙?zhí)ァ⒉继ゾ蜁�腐爛，失去防水功能。
   2.3柔性防水層不能設(shè)計在模板墻上
　　由于市區(qū)用地緊張，基坑常常不能放坡開挖。主體施工時，應(yīng)在墻外砌筑磚墻作為外側(cè)模板。在這種情況下，柔性防水材料常被用于“外防內(nèi)作法”，即將防水層粘貼或使得外墻與防水層之間的聯(lián)系減弱，甚至只是接觸。這樣建筑物沉降時，防水層并不與建筑同步下沉，極易造成防水層被拉斷，失去防水效果。