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地下防水设计应考虑的方方面面

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地下防水设计应考虑的方方面面

发布日期:2016-12-16 14:02 来源:http://www.dlsfwp.com 点击:

地下防水设计应考虑的方方面面

 

 

防水系统的组成
  防水系统由一系列必要的组成部分构成,各组成部分协同工作,防止水的入侵。防水施工实际上就是构筑防水层的过程,目的是防止水进入建筑结构的各个部位。
 在所有的防水应用中,防水系统的配置大体类似,常见的组成有结构基层、泛水层、防水膜(卷材)和保温。
 水平面大面积防水(地上或地下)一般由以下层次组成:结构板、泛水、防水膜(卷材)、保护板、排水(面层排水沟)、保温和保护层。
 垂直面地下防水组成如下:结构基层、泛水层、防水膜(卷材)、保温、排水层和回填。
垫层
 地下防水一般从地面做垫层开始。垫层就是基础下面的素混凝土板或卵石层。设置垫层的目的是防止结构底板直接接触地下水,在地下水位高的地方建造建筑物应当始终牢记这一点。
 这些垫层板用来作为比较稳定的、能全天候施工的平台,进行底板下面的防水施工,也可以在钢筋混凝土底板施工中支撑钢筋座和钢筋。这样的素混凝土底板确实会有水进入,会引起防水膜(无论是液态的还是增强的膜)与这些垫层板脱开。在选择保护材料和系统时要考虑这一因素。
 在垫层上做防水膜(卷材),要视垫层状况而定。如果是混凝土垫层板,卷材要全粘;如果是卵石层垫层,粘结就不可能,卷材要松铺在上面,将接缝连接起来即可。如果上面还有一层卷材,则面层卷材应当与底层卷材粘结。垫层上的防水膜宽度应超出基础23~30 cm,这样垂直面上的卷材可以翻过来搭在水平面外露的伸出部分上。
防水基层
 防水可以做在不同的基层上,例如混凝土、水泥纤维板、石膏板或木材。对于防水来说,混凝土是最好的基层材料,而现浇整体结构混凝土板比预制混凝土板更好,因为预制混凝土板上面需要有约5 cm的面层,以便形成平滑连续的表面,盖住伸缩缝。考虑板间的位移还要求设置膨胀缝。
泛水
 地下防水在铺卷材前,要先做具有防水功能的泛水;与屋面施工顺序正好相反,后者先铺卷材再做泛水。泛水做在阴阳角、穿孔部位、冷接缝、膨胀缝、高度变化处以及所有的垂直面。泛水用的材料需经制造商同意,并按制造商的要求施工。
 泛水一个重要的特点是使用增强材料,没有适当增强材料的泛水很容易引起过早损坏。墙与基础间的冷接缝以及墙与结构底板间接缝尤为重要。无论是现浇混凝土还是混凝土砌块,在垂直和水平的阴角和阳角处,必须采用合适的织物或毡作为泛水增强材料。
防水膜(卷材)
 在所有外露的基层面上都应做防水,尤其是混凝土。位于地面上压力板下面的膜(卷材)可以延伸到基础墙下面和桩帽上。基础防水必须延伸到高出地面至少20 cm,防水材料必须用金属泛水、砖石或灰泥覆盖,因为大多数防水材料不耐紫外线必须覆盖。
 用于防水系统的材料种类决定了施工方法。防水膜(卷材)包括:叠层沥青卷材;改性沥青卷材;液态涂膜;单层卷材(弹性体和热塑性两种)和膨润土。
 为使防水系统有效发挥作用,整个地下结构应构成一个完整的或连续的防水包围圈,对所有受到静水压和/或化学污染物作用的地方提供全面的保护。墙体间断的地方,如果没有穿墙泛水保护或保持墙体连续的措施,就可能使防水层完全失效。
保温
 防水系统中使用保温有两个基本目的:隔热和保护防水膜(卷材)。地下防水系统中的保温应当始终置于卷材外侧或上面,这样在垂直和水平面施工时,保温可以保护卷材免受回填和施工交通的影响。地面防水系统所受到的交通影响要大于屋面系统,因而保温要有较高的抗压强度提供保护。对有采暖和空调的使用空间而言,保温的热阻比集料或回填土大得多。即使在最寒冷的气候条件下,卷材上面的保温可以维持卷材温度在露点以上,从而消除冷凝问题。
 由于保温是用在地下防水系统中,因而保温材料只有一种选择,即使用挤压聚苯乙烯板,它具有高的抗压强度(0.42 MPa)和耐水性。要求保温材具有耐水性是因为保温材没有保护并且可能持续处于水的环境中。研究表明,挤压聚苯乙烯板在持续潮湿条件下可以保持其干燥时80%左右的热阻。在垂直面上保温应满粘施工,在水平面上应按防水系统制造商的要求施工。
保护板
 保护板的作用是保护卷材免受因其他工种引起的损坏和抵御紫外线。由于防水卷材施工是第一个完工的项目,被其他工种的施工人员踩踏损坏是完全可能的,其他的损坏因素还有设备、机器、脚手架和掉落的工具等。保护板施工应当在防水卷材蓄水试验完成后、其他工种进场前进行。蓄水试验后,如果要求做任何修复,应当在保护板施工前完成。
 最常见的保护板是沥青夹心叠层板,厚度有1.6 cm,3.2 cm和6.4 cm几种,板的一面有聚乙烯膜以防止在运输和贮存过程中粘结。有些制造商还主张使用只有0.15 mm的聚乙烯膜作为保护膜,卷材的缺陷容易被发现和修复,而一般认为很薄的保护层很容易受到设备、机械和脚手架的损坏。
垂直施工时的排水
 地下防水会受到来自地表水和地下水的作用。要使防水系统很好地发挥作用,必须对这两方面的水进行控制和排放。地表水包括雨水、融雪、浇灌水。
 地下水的控制比较复杂,因为一年之中地下水位是波动的。防水卷材设计和施工必须考虑地下水位最高时的情况,即使这样的状态不是经常发生。
 正确的地下防水设计必须包括地下水收集和排放系统,最有效的方法是采用基础排水。基础排水可以是现场施工的排水系统或预制的污水管排水系统。
水平施工时的排水
 带面层混凝土的水平面大面积排水系统组成包括(由基层往上):带保护板卷材,滤布,豆石或土工布,保温,面层混凝土。
 面层覆土的水平面大面积排水系统组成一般包括(由基层往上):带保护板卷材,滤布,豆石或土工布,保温,聚乙烯膜,豆石,过滤板,面层覆土。
 水平面上的排水系统应当包含从面层混凝土至卷材的所有组成。水平排水系统做在两个层面上:面层混凝土层面和卷材层面。合适的排水可以在水平基层上做成至少1%~2%的坡度,使水能流到排水管。排水系统基层可以采用卵石或塑料排水板。
防水系统种类
 受到静水压作用的地下空间,其所有面都要做防水。建筑师和设计人员的职责是确定最适合该设施的防水系统。通常用于商业建筑迎水面防水的系统有5种基本类型。防水系统所用材料类型决定了施工的方法。
增强片材
 长期使用实践表明这种材料可靠,是垂直面防水施工最常用的一种类型。在美国此类材料制造商已经有60年以上历史。
 增强片材制造时将专门设计的聚合物涂在胎体材料上,形成一个薄片,再把薄片浸于胶粘剂里。大多数制造商会规定这一层保护涂层,要求不得有织物露出。片材外观平滑,施工时形成整体,没有接缝。
 这种产品的主要优点是,叠层使用的毡或织物增强材料(胎体)增加了抵抗因沉降、混凝土固化和温度差引起的结构位移的能力,从而确保了防水层的连续性,防止水的渗入。
热施工沥青系统
 从有防水开始,就已经使用这种系统。系统采用多层织物、毡或两者一起使用。施工时沥青和毡(玻纤或有机的)一层隔一层使用,其中沥青起防水剂和胶粘剂的作用,毡和织物起增强的作用,使防水膜稳定和提供抗拉强度。
 这些系统通常寿命可达30年或更长,在过去几十年里使用十分普遍。另外一个优点就是3~5层的增强材料赋予系统优异的耐久性。出于安全和烟气方面考虑,过去二十多年这种系统的使用已经减少。这种系统在垂直面上施工时必须小心,因为材料的温度高达200 ℃以上。
液态施工系统
 这是将各类液态组成材料在现场直接施工于基层,形成防水涂膜。这些系统通常要求基层先打底,然后用液态材料涂或喷若干遍。具体喷涂多少遍取决于材料的种类和黏度,也因制造商而异。有些制造商要求有2层涂层,中间为纤维层,这样的防水层更加牢固。
 液态施工涂膜可以采用热的或冷的聚合物改性沥青。热施工材料在专门的设备中加热至200 ℃,施工厚度最多可达4.6 mm。提高材料性能最重要的是材料的固含量和涂膜厚度。材料固含量至少80%,规定的最小厚度为1.5 mm,以降低因基层不规则如裂缝、蜂窝状引起的应力集中。
 这些系统可以用于地上和地下,一般不耐紫外线,也不能经受人员走动,因而不应用于外露的地方。面层要求铺混凝土、面砖或其他硬质材料。液态施工涂膜可以用于混凝土、砖石、金属和木材表面。
单层卷材
 用于地下的PVC、PE、EPDM等单层卷材,薄膜表面一般涂以由改性沥青、丁基橡胶等组成的胶粘剂。这些产品与基层全粘,大多数情况下接缝是热焊接的。单层卷材用于地下防水的关键因素是材料的吸水能力和抵抗土中化学物质的性能。一般PVC和丁基橡胶的吸水率最低,接近2%,两者都有很好的耐化学性能。用于地下防水的PVC,以耐化学物的添加剂(碱和藻类)替代紫外线稳定剂和屋面PVC 中的高温防老剂。
 用于地下的热塑性片材,除PVC外还有氯化聚乙烯(CPE)和氯磺化聚乙烯(CSPE)。这些片材有不同的厚度范围,PVC 0.75~1.5 mm;CPE 0.75~1.5 mm;CSPE 0.75~0.89 mm。
膨润土
 膨润土是传统的防水材料,其应用可以追溯到80年前。膨润土成分是粒状蒙脱石,可以吸水膨胀到干燥时体积的将近15倍,起到防水的作用。膨胀是由材料的分子结构造成的。如今先进的聚合物化学使膨润土有了更多的种类,目前用于防水的主要有4种类型:膨润土预制板;预制膨润土防水毯;高密度聚乙烯-膨润土片材;用于细部的可涂抹的膨润土胶。
 这些变化使施工更加方便。过去膨润土施工需要熟练的工人,用涂抹的方法保证均匀的厚度。如今只要将膨润土板(毯、片材)置于基层上,做好材料之间的搭接,用钉与基层固定就行了。
 深开挖的结构迎水面防水以及使用时对渗水和湿度控制没有过高要求的结构,使用膨润土一般可以获得很好的防水效果。膨润土的主要优点是几乎在混凝土拆模以后马上就可以放在上面。一个可能的担心是这种材料施工后必须马上覆盖,因为硬纸板与任何外面的雨水接触(雨、雪、露水等)都会使材料吸水而产生预先膨胀。

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