湖北武漢隨著城市建設(shè)的發(fā)展和人們對環(huán)境美化的要求,地鐵車站、地下商業(yè)街等地下工程的建筑裝修,越來越豐富多彩,趨向高檔次。但多年來這一領(lǐng)域,一直忽視工程防水與建筑裝修的協(xié)調(diào),裝修工程的返修率居高不下。業(yè)主浪費大量的投資,束手無策,十分頭痛。究其原因,一是工程的防排水設(shè)計,不顧及日后的裝修;二是裝修的設(shè)計,也不去研究原本的工程防水。土木工程的施工和建筑裝修多數(shù)是由不同的單位承包,從而更激化了這一對矛盾。建議設(shè)計、施工、管理諸方面的工程技術(shù)人員注意研究這一問題。業(yè)主要重視作好‘工程防水與建筑裝修’的接口協(xié)調(diào)工作。
1 地下空間內(nèi)的水
水泥混凝土是多孔性的透水材料。從水泥混凝土聞世,科學家就在研究配制低滲透性能的‘防水混凝土’。到目前為止,用于地下工程的‘防水混凝土’襯砌的滲透系數(shù),一般可以達到1.0×10-10m/s 至1.0×10-11m/s。對房屋建筑工程來說,要求目前配制的防水混凝土滲透系數(shù)達到零,是不現(xiàn)實的;谥T多因素,地下空間內(nèi)的滲漏水現(xiàn)象還會長期存在。
地下空間內(nèi)的水分來源,有3個要因:
·混凝土結(jié)構(gòu)滲漏水;
·與地下空間溫度相關(guān)聯(lián)的水分蒸發(fā),形成的高濕度;
·地下空間與地面連通,因溫差形成的‘結(jié)露現(xiàn)象’。
這3個因素,會導致在地下空間工作的人員身體不適和某些設(shè)施的運轉(zhuǎn)障害。
地下工程滲漏水,與地下水位、地下結(jié)構(gòu)的形式、地層的滲透性、混凝土的材質(zhì)和厚度有關(guān)。地下工程設(shè)計必須規(guī)定防水等級。國標GB50208-2002《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定的地下工程防水等級標準,如表1所示。地下工程驗收時,也必須按設(shè)計的防水等級標準嚴格驗收。
地下工程防水等級標準 表.1
防水等級
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標 準
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1 級
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不允許滲水,結(jié)構(gòu)表面無濕漬
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2 級
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不允許漏水,結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬
工業(yè)與民用建筑:濕漬總面積不應(yīng)大于總防水面積(包括頂板、墻面、地面)的千分之一;任意100平方米防水面積上的濕漬不超過1處,單個濕漬的****面積不大于0.1平方米。
其他地下工程:濕漬總面積不應(yīng)大于總防水面積的千分之六;任意100平方米防水面積上的濕漬不超過4處,單個濕漬的****面積不大于0.3平方米。
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3 級
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有少量漏水點,不得有線流和漏泥砂
任意100平方米防水面積上的漏水點數(shù)不超過7處,單個漏水點的****漏水量不大于2.5L/d,單個濕漬的****面積不大于0.3平方米。
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4 級
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有漏水點,不得有線流和漏泥砂
整個工程平均漏水量不大于2L/㎡·d,任意100平方米防水面積的平均漏水量不大于4L/㎡·d
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不同防水等級的適用范圍,如表2所示。地下工程對人員長期停留的場所和人員經(jīng)常活動的場所,必須達到防水等級一級或二級的規(guī)定標準。
不同防水等級的適用范圍 表.2
防水等級
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適 用 范 圍
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一 級
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人員長期停留的場所;因有少量濕漬會使物品變質(zhì)、失效的貯物場所及嚴重影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和危及工程安全運營的部位;極重要的戰(zhàn)備工程
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二 級
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人員經(jīng)常活動的場所;在有少量濕漬的情況下不會使物品變質(zhì)、失效的貯物場所及基本不影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和工程安全運營的部位;重要的戰(zhàn)備工程
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三 級
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人員臨時活動的場所;一般戰(zhàn)備工程
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四 級
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對滲漏水無嚴格要求的工程
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本文的著眼點是人員長期停留的場所和人員經(jīng)常活動的場所,該類型地下工程驗收時,不允許有滲漏水存在。
達到防水等級一級和二級的地下空間,濕氣(高濕度)和結(jié)露現(xiàn)象是不可避免的。
·濕氣(高濕度),即空氣中含有的水分;
·結(jié)露,即凝結(jié)到地下空間壁面和設(shè)施表面的水珠。
濕氣(高濕度)、結(jié)露與地下空間的溫度、水蒸汽壓、以及空調(diào)的設(shè)置使用,具有相互依存性關(guān)系。
2 侵蝕性物質(zhì)在混凝土表層露點區(qū)域的沉積
防水混凝土結(jié)構(gòu)的定義:見SIA 162/1標準(Definition of a waterproof concrete structure: standard SIA 162/1)
混凝土是防水的,即指:混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的水分蒸發(fā)量,大于從迎水面滲透穿過混凝土結(jié)構(gòu)本身的滲入量。(The water evaporation on the air side exceeds the water absorption on the water side.)
混凝土是防水的這一概念,并不意味著沒有一定量的水從混凝土本身滲透而過。(The fact that a concrete is waterproof does not mean that we do not have a certain water transport through it )
新加坡地鐵對地下工程混凝土滲透系數(shù)的檢測表明:
·預制混凝土(如隧道管片)為1 X 10-11 m/sec
·現(xiàn)澆混凝土(如車站頂板)為1 X 10-10 m/sec
對一個設(shè)計壽命100年、承受20m水頭的地下構(gòu)筑物,在100年內(nèi)理論上,預制混凝土每平方米的地下水滲入量為2.5m3 ;現(xiàn)澆混凝土每平方米的地下水滲入量為16.0m3。
土層水從隧道襯砌的外表面滲透流向隧道襯砌內(nèi)表面(圖1),在這一滲流過程中,必然在隧道襯砌混凝土壁的某一區(qū)域,水分的蒸發(fā)與水分的補給達到平衡狀態(tài),這個區(qū)域我們稱其為“露點區(qū)域”(Dew point zone)。
土層水中含有的可溶性或其他活性侵蝕性物質(zhì),隨著水分的蒸發(fā),將沉積在混凝土壁的露點區(qū)域。天長日久,越積越多,從而加劇了對混凝土的腐蝕。常見的表面膨脹剝離,就是腐蝕損害的體現(xiàn)。因混凝土的密度不同,所以露點區(qū)域的分布也是極不規(guī)則的,這樣更加劇了混凝土結(jié)構(gòu)表面的損壞。
土層水往混凝土襯砌內(nèi)的滲入,除了靜水壓力作用外,還受到隧道內(nèi)環(huán)境的影響,由地鐵列車通行活塞風產(chǎn)生的強氣流,促使隧道內(nèi)表面的水分快速蒸發(fā),由此產(chǎn)生的負壓力,起著吸引土層水滲入的明顯作用。進而加劇了侵蝕性物質(zhì)的滲入和沉積。
圖1 侵蝕性物質(zhì)在隧道襯砌壁中的沉積示意圖
侵蝕性物質(zhì)的沉積,還發(fā)生在地下空間出入口的混凝土壁‘結(jié)露區(qū)域’。同樣,有表面析堿和腐蝕病害發(fā)生。
3 結(jié)構(gòu)防水與建筑裝修
地下空間內(nèi)有水存在和水中侵蝕性介質(zhì)對混凝土潛在的腐蝕,是客觀存在的事實。但在地下工程的建筑裝修行業(yè),對這一事實的研究甚少。招致地下工程的返修率居高不下,浪費大量的人力、財力、物力。
地下商場、地鐵車站、交通隧道、地下工廠等,系人員經(jīng)常活動的場所。通常要求設(shè)置良好的通風與空調(diào)設(shè)施。借以減緩地下空間內(nèi)的水分導致的高濕度,對人體帶來的不適。
3.1 工程防水與建筑裝修的‘接口’協(xié)調(diào)
·地下工程建筑裝修,應(yīng)在全面研究工程防水功能的基礎(chǔ)上,進行設(shè)計;
·建筑裝修現(xiàn)場施工,必須保護防排水設(shè)施;
·建筑裝修必須顧及到地下工程滲漏水治理的實施。
3.2 露點區(qū)域的建筑裝修
·建筑裝修設(shè)計要對防腐蝕作特別考慮;
·考慮對混凝土表面定期沖洗的作業(yè)方便;
·與通風設(shè)施匹配,改變混凝土壁結(jié)露的位置與狀態(tài)。
3.3 建筑裝修與防水工程維護
·從腐蝕防護的角度,設(shè)定鋼骨架的安全使用期;
·建筑裝修用鐵管、鐵件,按10至15年的安全使用期,確定再次裝修的年限;
·建筑裝修顧及到可卸式止水帶的更換。
·建筑裝修力求使地下工程的引排水措施隱蔽化。
3.4 滲漏水現(xiàn)象與結(jié)露現(xiàn)象的鑒別
在可疑的濕基面上,粘貼一塊鋁板,隔數(shù)小時,如表面凝結(jié)水珠,則判定為結(jié)露現(xiàn)象;如鋁板正面無水珠,反面有水珠,則判定為滲漏水現(xiàn)象。
4 只能引流排導的構(gòu)筑物滲漏水實例
滲漏水對建筑裝修危害實例很多,作者在本文論述、關(guān)注的焦點是“不能封堵、只能引流排導的構(gòu)筑物滲漏水現(xiàn)象”。在眾多的滲漏水治理案例中,使作者,潛心于研究地下工程防水與結(jié)構(gòu)建筑裝修的相互影響課題。
地下工程招致滲漏水、淤積水的原因:
建筑裝修前必須調(diào)查研究的問題
- 防水設(shè)計方面的原因;
-結(jié)構(gòu)內(nèi)外排水措施不周;
-自流坡度不足;
-濕度增加
-結(jié)構(gòu)外水倒灌
-地下結(jié)構(gòu)中非正常的蓄水
-結(jié)構(gòu)裂縫
5 建筑裝修型式與防水
·建筑型式A:頂部空置型(無管線、無燈具)
- 從防水角度便于滲漏水治理;
- 便于地下工程維護(管線都在下部);
- 地下建筑的頂部開闊,可自由的設(shè)計裝飾圖案和高雅色調(diào);
建筑型式B:頂部占用型
- 空間得到利用,類同于地面建筑作法;
- 頂部的結(jié)構(gòu)防水應(yīng)達到防水等級的一級標準,否則地下防水的維修和維護非常困難;
- 若地下工程的頂部發(fā)生滲漏水,影響地下結(jié)構(gòu)的美觀和使用功能。
6 地下工程出入通道防水處理難點
·變形縫的防水
·樓梯的防水
·結(jié)露區(qū)的表面裝飾
地下構(gòu)筑物通道結(jié)露現(xiàn)象工程實例:
這是盛夏在杭州拍攝的某人防工程照片,可見頂板的結(jié)露水珠和底板的
淤積水;墻壁也是潮濕的;
地下構(gòu)筑物內(nèi)的通風除濕措施與設(shè)備。
7 建筑裝修與地下防水的協(xié)調(diào)
1. 地下工程設(shè)計要規(guī)定防水等級;地下工程驗收要嚴格按防水等級規(guī)定標準驗收;
2. 地下工程滲漏水整改的關(guān)鍵是裂縫補修
由長江科學院蔣碩忠、薛希亮等多年研究開發(fā)的CW系化學灌漿材料,2002年6月通過鑒定。CW系材料的主劑和變定劑組份,系研究者精心設(shè)計、探索獨特合成工藝;并經(jīng)過大量工程實踐,多次升級改革的新體系、新工藝。其系列配方,經(jīng)過選型與調(diào)節(jié),能在地下混凝土構(gòu)筑物的干狀態(tài)裂縫、濕狀態(tài)裂縫、以致完全處于水中的建筑空隙中浸潤固化。固結(jié)體具有滿足裂縫補強的優(yōu)良力學性能和不透水性能。
3. 混凝土結(jié)構(gòu)背水面防水處理技術(shù);
4. 滲漏水與結(jié)露的鑒別;
5. 裝修材料的耐腐蝕性和防霉;
6. 地下防水工程的排水系統(tǒng)及其重要性。
8 滲排水層武漢地鐵3號線的應(yīng)用
滲排水、盲溝排水是采用疏導的方法,將地下水有組織地經(jīng)過排水系統(tǒng)排走,以削弱水對地下結(jié)構(gòu)的壓力,減小水對結(jié)構(gòu)的滲透作用,從而輔助地下工程達到防水目的。
滲排水層的構(gòu)造、施工程序。
9 結(jié)語
2000年1月我國頒布了【建設(shè)工程質(zhì)量管理條例】,該條例第40條規(guī)定‘地下工程結(jié)構(gòu)防水的保修年限’,應(yīng)為‘設(shè)計文件規(guī)定的該工程的合理使用年限’。該條款對地下防水工程維護,提出了很高的要求。因此,建筑裝修與保障地下防水工程功能相協(xié)調(diào),顯的極為重要。
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