清水池防渗施工技术探讨

摘要:清水池的防渗堵漏施工的完善程度直接影响到水池的实际功能和使用年限,文章首先分析了混凝土清水池渗水的基本机理,简要讨论了当前几种主要的防渗施工技术,并引出了新的垂直铺塑防渗体的施工工艺分析,在此基础上又对清水池防渗施工的工艺和技术问题进行了分析,对于进一步提高清水池防渗能力及施工水平具有一定的借鉴意义。

关键词:清水池;防渗措施;施工技术;渗水机理;垂直铺塑防渗体

中图分类号:TU761

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)18-0131-02

随着城市建设的不断发展,高层建筑日益增多。根据消防要求高层建筑必须有一定数量消防用水的储存,以供消防急用,同时,尚需提供高层建筑内人们日常消耗的用水量。因而,与高层建筑配套的钢筋混凝土清水池的建设数量也逐渐增多。从经济角度讲,采用防水混凝土结构比一般混凝土结构所需增加的费用,仅相当于一般混凝土结构采用卷材防水层所耗资金的10%左右,因此,钢筋混凝土清水池一般采用防水混凝土施工。

另一方面,防水混凝土一旦施工不好,就会出现渗水、漏水的现象,而其维修又相当困难,因此,如何对清水池采取必要的防渗措施,是清水池施工的关键环节。本论文主要针对清水池在防渗方面的施工进行探讨,以期和同行分享。

一、 清水池防渗技术概述

(一)混凝土清水池的渗水机理分析

目前绝大多数的清水池构建,都是采用混凝土作为基本构筑原料的。混凝土作为一种由水泥为胶结料、以砂石骨料粘结而成的特殊材料,其结构出现水的渗漏,必然是混凝土中存在着渗漏通道。混凝土是由水泥、水、砂和石子等基本材料组成的,水泥石、集料本身在结构形态上都存在着各种大小不等的孔隙和微细裂缝,水泥石与集料的接触界面处也存在着各种形状的缝隙和毛细管。另外,施工过程中的振捣不密实、水泥骨料离析而造成混凝土的孔结构和孔隙率的增大,养护过程中的水分保持程度对水泥石大毛细孔的影响等因素,直接决定了混凝土固有的多孔性状,而混凝土内水分的不断蒸发,则将导致水泥水化的不充分并造成毛细管网彼此连通,伴随混凝土收缩出现的龟裂,形成渗水通道。一旦渗水通道形成,只要存在内外压力差,混凝土的多孔性必然会导致液体的渗流,意味着其抗渗能力的降低或丧失。这种现象就是混凝土的渗透性。

(二)防渗施工技术分析

1.传统防渗技术对比分析。(1)混凝土防渗墙。混凝土防渗墙是利用成槽设备在地基或坝体中成槽孔,并用泥浆护壁以防塌孔,成孔后用混凝土置换出孔中的泥浆,筑成墙体。该技术在水利工程中己被广泛采用,是透水地基防渗处理的一种有效措施。(2)水泥搅拌桩防渗墙。近几年,在处理淤泥、淤泥质土、粉土、粉质粘土等软弱地基时,经常采用深层搅拌桩进行复合地基加固处理。深层搅拌是利用水泥类浆液与原土通过叶片强制搅拌形成墙体的技术。该工法适用于豁土、粉质砧土、淤泥质土以及密实度中等以下的砂层,且施工进度和质量不受地下水位的影响。(3)高压喷射灌浆防渗墙。该技术既可用于低水头土坝坝基防渗,也可用于松散地层的防渗堵漏、截潜流和临时性围堰等工程,还可进行混凝土防渗墙断裂以及漏洞、隐患的修补。高压喷射灌浆防渗加固技术适用于软弱土层,包括第四纪冲击、洪积层、残积层以及人工填土等。实践证明,对砂类土、粘性土、黄土和淤泥等土层,效果较好。(4)振动沉模防渗墙。振动沉模防渗板墙技术,是利用强力振动原理将空腹模板沉入土中,向空腹内注满浆液,边振动边拔模,浆液留于槽孔中形成单块板墙,将单板连接起来,即形成连续的防渗板墙帷幕。施工时采用双模板交又套接连续施工法,可防止单元板之间垂直偏移、缩壁和塌壁现象,保证防渗墙体的连续性和可靠性。

2.新型防渗技术——垂直铺塑防渗体的应用。垂直铺塑是20世纪90年代初开始研制发展起来的一项新的防渗技术,经过十余年的发展,该技术已日趋成熟并广泛应用于水库大坝和江河、湖泊大堤的防渗加固过程。(1)垂直铺塑防渗技术的特点:1)防渗材料性能好。垂直铺塑防渗技术所采用的防渗材料一般为土工膜或塑料板如聚乙烯(PE)土工膜、聚抓乙烯(PVC)土工膜、复合土工膜或防水塑料板等。这类材料防渗效果好,本身渗透系数一般小于10～11cm/s;柔性好,易于施工,寿命长。2)施工速度快。工程造价低垂直铺塑防渗技术之所以被广泛应用,一是新型开槽机结构简单、操作方便、施工速度快、造价低:二是防渗材料的单位面积造价经济,每平方米只有80元。(2)垂直铺塑防渗技术的施工工艺。首先用水冲、链斗或柱复式锯槽机在需防渗的土体中垂直开凿槽孔,并以泥浆护槽壁,然后将与槽深相当的整卷土工膜下入槽内,倒转轴卷,使土工膜展开,相邻两幅之间用搭接的方式连接:最后进行膜两侧的回填,即形成防渗帷幕。回填时,在槽底回填粘土,厚度不小于1m,目的是密封,以防止水从下部绕渗,接着填与原筑坝土质相同的土料,待其下沉稳定后,往槽内继续填土压实;待土工膜出槽后,将其与建筑物防渗体系连接,不得外露。在与建筑物连接处,土工膜应留有足够的富裕,以防建筑物变形时拉断土工膜。(3)垂直铺塑防渗技术的防渗性能。垂直铺塑防渗体的防渗性能主要取决于土工膜的防渗性能,一般说来,如果膜体接头处理比较正常,渗透系数一般小于10～11cm/s。

二、清水池防渗施工技术分析

(一) 清水池防渗施工工艺

1.加固地基基础。为了实现清水池的高防渗能力,地基首先必须要稳固,如果地基不稳,即使混凝土施工工艺及后续其他施工步骤再完善,也无可避免水池由于地基不稳固而引起的裂变渗漏,因此,加固地基基础,对于清水池的防渗能力具有基础性的决定作用。

2. 提高混凝土的抗渗性。提高混凝土的抗渗性,防止钢筋混凝土清水池渗漏水,主要是加强施工管理,确保防水混凝土的施工质量.并严格控制混凝土配合比各项技术参数,通过试配获得防水混凝土的最佳配合比提高混凝土本身的密实性,使有足够的合乎质量要求的水泥砂浆能将粗骨料充分包裹起来,并使之成为不接触的隔离体,抑制和减少混凝土内部孔隙及微裂缝的生成,堵塞渗水的通路,从而达到防水的目的。具体可以从三个方面着手:(1)选择混凝土适宜的水灰比值,使防水混凝土具有良好的和易性抗渗性,一般水灰比值不大于0.6。水灰比过大,则多余的水分会在混凝土硬化过程中逐渐蒸发出来,使混凝土内部形成孔隙和毛细管通路,降低混凝土的抗渗性;水灰比过小,则混凝土施工和易性差,会因拌和及浇捣不良而影响混凝土质量,使混凝土内部出现孔隙,同样会降低混凝土的抗渗性。(2)选择适宜的砂率,来确保粗骨料石子间的空隙体积,被具有一定数量与质量的水泥砂浆充分填实,从而获得较高的密实度和抗渗性。(3)施工间歇时间不得超过混凝土的初凝时间。

3.抹防水砂浆面层。为了防止水池的渗水点在压力水作用下出现隐性渗漏,一般在结构表面再做一层约20mm的防水砂奖层,分2～3层,增加一道防线。防水砂浆面层的涂抹顺序是先墙面,后地面;先外墙,后隔墙。操作时应分出层次,并错开;地面与墙面交界处的阴阳角做成圆弧形,各层防水砂浆应抹成一个封闭整体。抹面操作时,先将基层清理干净,表面涂刷一遍MI79胶粘剂,可不凿毛。在胶粘剂未干时,随即抹一层5mm厚M142防水砂浆,并压实搓毛,待达到一定强度(泛白)后,接上抹第二层约7mm厚防水砂浆,压实、搓毛,然后再用同法抹第三层约5mm厚防水砂浆,表面抹平、压光;并每4～6h浇水一次,养护7天。

4.进一步提高水池的防渗能力。为提高抗渗能力,选用中国建筑材料研究院所研制的U型砼膨胀剂(简称UEA),这是一种专门用于抗防水的外加剂,UEA膨胀剂掺入砼中,可以生成膨胀结晶水化物——钙矾石,使砼早期和中期适度膨胀。在钢筋和邻位的约束下,它产生的膨胀转变为压应力,这一压应力可大致抵消砼干缩时产生的拉应力,从而防止或减少砼收缩开裂,并使砼致密化,提高砼的抗裂防渗力,达到结构自防水效果。UEA膨胀剂的用量为在水泥中内掺,等量取代水泥率为10%～20%。

(二)清水池防渗施工应注意的技术问题

1. 选择外加剂的品种应根据使用外加剂的主要目的通过技术经济比较确定。

2.外加剂的掺量,规范根据膨胀混凝土、膨胀剂的不同种类规定了掺量范围。

3.水灰比是混凝土中用水量与水泥用量之重量比,水灰比的大小直接影响混凝土的强度、密实性及和易性。

4.严格控制混凝土搅拌质量,膨胀混凝土应采用机械搅拌,必须搅拌均匀,搅拌时间不应少于3min,应比不掺外加剂混凝土延长30s。

5.掺入引气型外加剂的防水混凝土产生的气泡和水泥颗粒大小基本相同。其目的是切断混凝土中的许多毛细管通路,提高抗渗性。含气量控制在3%～5%比较合适,超过5%,混凝土强度急剧下降,抗渗性能减弱。

6.水池达到混凝土强度后应及时充水进行闭水试验,试水合格后及时进行回填土工作,以减少水池暴露时间,防止混凝土干缩和温差裂缝的产生。

三、结语

目前,各类水池在我国建筑消防用水储备、水利工程建设以及排污水体存储等方面数量庞大,这些水池对于我国水资源的转化、存储和合理利用起到了关键性的作用,因此,水池的防渗施工技术问题的解决,对于进一步提高我国水体工程建筑的防渗水平及其施工工艺水平具有重要作用。我国的科技工作人员应该进一步挖掘水池防渗堵漏技术,开发新的防渗结构及产品,如目前防渗等级最高的垂直铺塑防渗体的应用,同时在具体的施工方面,注意施工的每一个环节,提高施工工艺,为进一步提高水池的防渗能力继续做出努力。

参考文献

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作者简介:金崇德(1975-),男,浙江永嘉人,供职于温州水务集团公司,研究方向:给水工程。