某工业仓库地面渗水原因分析及解决方案探讨

袁天皎

(中海油石化工程有限公司,山东 济南 250000)

0 引言

随着工业化进程的加快,工业企业也随之蓬勃发展,企业内生产车间、仓库等各类建筑的应用越来越广泛。为了保持厂区地面环境干净整洁,非建筑物的用地,如设备区域、道路等也大多采用水泥或沥青硬化,“海绵城市”的理念在工业企业中应用不广,渗水蓄水措施欠缺,大面积区域地面硬化改变了原有的自然生态本底和水文特征,导致地表径流发生了改变,下渗补充的地下水急剧减少[1],当厂区地势存在高差时,丰水期雨水在浅层地面以下大量积聚,造成下游地势的建筑物内部出现渗水现象。

本文通过实际工程案例,结合地质勘察结果,分析其地面渗水的原因,并提出了解决措施,希望对今后的工程设计改造起到借鉴意义。

1 工程概况

某化工项目包装仓库,属于自动化立体仓储项目,于2022年5月勘察设计完成,同期开始动工,2023年5月基本建成并开始安装仓库室内货架,进入6月份以后,当地降雨增加,6月—8月份为雨水最丰沛的季节,已施工完成的地面在墙角处和地面分缝位置处不断渗水,造成地面存水,地沟长期积水(见图1),影响了货架及轨道安装和后期仓库的正常使用。

2 地势情况

本区域地貌成因类型为剥蚀丘陵,地貌类型为倾斜平地,地形高差变化较大,通过勘察报告显示,勘察期间施工场地东北侧高,西南侧低,由东北向西南倾斜之势。经场地平整之后,本区域场地较为平坦,室内±0.000 m相对于绝对标高24.6 m,室外北侧地表标高最大值为27.2 m,东侧地表标高最大值为26.9 m,相对高差较大,因此在本区域北侧和东侧设置了挡墙,使得仓库地势较东北两侧道路低,位于天然洼地之中(见图2)。

3 地下水情况

根据水文地质调查,大理岩岩溶裂隙水是本区主要地下水源,地下水类型为上层滞水[2]。根据勘察期间实测水位情况,场区总体稳定地下水位标高介于22.4 m～28.2 m,水位变化较大,且已高于仓库设计室内地坪24.6 m。由于勘察期间属丰水期,地下水主要补给源分为大气降水(垂直渗入补给)和北部东部高地势侧向补给(由高地势径流),排泄方式主要依靠蒸发和侧向径流。根据本区域地下水长期观测资料可知,地下水位年变幅是2 m～6 m,地下水最高水位可达地表,丰水期地下水埋深已达到地面以上标高2 m范围,天然地下水位高。

4 设计概况

4.1 总图竖向设计

受工艺流程要求,本包装仓库物流来源固定,上游成品罐区经管道输送液体物料至包装厂房,并通过自动化灌装生产设备完成包装工序,通过轨道在库房内自动存储,以及输送至发货区。这就使得本包装仓库与外管廊对接标高已定,室内地坪标高受限。在室外东部与北部的挡土墙处,本应设计渗沟以截断上游地下水不向本包装仓库地下渗透(见图3),并采用透水管汇集引导地下水汇往场地外其他地点[3],因空间受限,主要是东部与北部均有外管廊汇集进入本包装仓库,因此未考虑此项设计,导致上游地势的地下水直接压往下游包装仓库,丰水期这种现象尤为突出。

4.2 土建设计

根据地质勘察结果,区域内没有较大活动断裂带通过,不存在滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、岩溶等不良地质作用,也不存在多年冻土、膨胀岩土、盐渍土、湿陷土等特殊性岩土,仅存在填土、残积土及风化岩。因本场地局部填土厚度较大,土建设计时考虑地面沉降对本工程的不利影响。设计以强风化花岗岩作为基础持力层,采用天然地基独立基础方案,对第3层粉质黏土进行沉降验算,考虑到本包装仓库内的立体化货架对地面平整度和变形量要求很高,要求50 m范围内地面允许偏差不大于10 mm,且在地面货架安装后,在货物满载状态下,货架基础地坪的局部倾斜不得超过1/2 000。因此设计采取钢筋混凝土重载地坪提高包装仓库的整体地基承载力,地面采取分缝措施消除不均匀沉降影响(见图4)。但设计未考虑到上游地势的地下水对本区域地下水位的影响,因此结构混凝土底板未做连续浇筑,而采用企口缝;也没有按照地下工程适当考虑地面防水节点构造措施,例如分缝处放置止水钢板,结构变形缝处设置橡胶止水带等[4],留下渗漏隐患。建筑防水设计仅设置1.5 mm厚聚氨酯防水涂料,未考虑塑料防水板,预铺反毡高分子防水卷材等更为有效的防水做法。

5 渗水情况分析

通过勘察报告、设计情况、相关资料并现场实地查看分析,对渗水情况得出结论：

1)本包装仓库占地范围约6 000 m2,设计之初仅考虑满足工艺需求,尽可能扩大规模以满足后期扩容扩产需要,未留有足够的空间作为市政排水需要,导致包装仓库地面丰水期出现带压涌水情况。2)土建设计重点放在了结构安全性稳定性这一方面,忽视了上游地势的地下水对本区域地下水位的影响,仅做了常规防水处理,未对本包装仓库地面做重点设防,特别是地面留设防止不均匀沉降的企口缝形成了地下水上涌的通道。3)混凝土地面施工过程中,由于分布钢筋密集,也可能会因为振捣不密实,出现蜂窝麻面现象,如果没有使用掺加微膨胀剂的细石混凝土修补,也会导致混凝土底板疏松形成孔隙产生渗漏现象[5]。此外如果施工缝留设位置不当,也会导致墙体根部出现渗漏水现象。

6 渗水处理

6.1 室内变形缝处注浆封堵

本工程室内出现的渗水情况较为规律,主要为地面分缝处和墙体与地面的交界处,因此采取封堵措施是最有针对性和有效的方法,重点对室内地面企口缝和墙角处采用柔性灌浆材料做止水处理[6],柔性材料可以弥补地面混凝土板后期再变形。具体做法如下：用丙烯酸盐或发泡聚氨酯类材料沿预留缝注浆,直至临时止水;用开槽机开凿20 mm～30 mm宽,40 mm深的平底槽,底部剔凿平整;填充厚度约5 mm的泡沫板;沿槽口上沿在槽内两侧贴2 cm宽美纹纸,防止施工密封胶时污染基面;清理基面后打胶,深度约15 mm,材料选用双组分MS密封胶;待胶固化后将两侧美纹纸去除;在密封胶表面粘贴美纹纸,覆盖密封胶;施工修补胶泥,将槽口填平。通过此种手段,可以有效地封堵室内渗水通道(见图5)。同时可采取建筑外墙与散水之间的缝隙用密封材料填堵,并沿外墙向散水方向做防水处理。

6.2 室外打透水管排出室内地下水

在包装仓库东侧和北侧增加排水暗沟,排水暗沟接至现有集水井,并沿东、北两个方向打透水管,以及时排出包装仓库地下的承压水,降低地下水位,从而使地下水不再沿混凝土缝隙上涌。室外排水暗沟1 m深,室内重载地坪持力层底最深处0.8 m深(重桶区较空区桶荷载更大,因此地面混凝土层厚度更厚),室内外地坪高差300 mm,天然地基柱基础顶标高-2 m,因本包装仓库采用轻钢结构,墙下无基础梁,为打透水管引水创造了有利的条件。透水管采用双壁波纹管,管径DN150,间距2 m设置一根,位置避开柱基础。室内侧打入碎石层底部以下,室外侧接入新增排水暗沟。透水管采用机械设备打入室内侧10 m～15 m,表面均预打孔,并包覆过滤膜,防止地下水重碎石杂质进入透水管堵塞,影响透水管引出地下水。此方法可以在雨期降低场地内地下水位,并尽快排走上游雨水减少下渗。透水管引水措施示意图见图6。

6.3 室外仓库周边布置排水盲沟+集水井

因包装仓库周边用地受限,因此采取在周边道路外侧布置排水盲沟+集水井(兼做减压井)的方式进行对本包装仓库区域内地下水的控制[7],集水井采用管井,沿建筑东、西、北侧布置,间距20 m左右,井底标高15 m(绝对标高,即盲沟下部5 m～7 m)。集水井成孔直径700 mm,全孔段均安装滤水管,井管采用外径500 mm,内径400 mm的无砂混凝土滤水管,外包两层60目尼龙网,滤料采用干净的中粗砂。排水盲沟宽度1 m,沟底标高为-22 m(绝对标高),盲沟内回填1 cm～2 cm碎石。集水井兼做观察井,当井内水位接近室内地面标高时,应立即抽排减水井内地下水。也可根据场地标高将排水盲沟挖至低处,利用场地高差把水排出场地外。

6.4 止水帷幕

沿包装仓库周边道路外侧布置塑性混凝土截渗墙,即止水帷幕,用于进行地下水控制。截渗墙宽度0.4 m,深度18 m(绝对标高),混凝土强度等级C20,沿建筑东、西、北侧布置。本工程如果采取截渗墙措施,需要对原有已建成的混凝土路面进行破拆重建,影响范围较大,地面以下综合管线复杂,因而截渗墙在施工过程中可能遇到的不确定因素也较多,需要根据现场实际情况随时调整,支护体系一旦出现移位或变形,桩体咬合搭接不良,喷浆封堵不及时,将难以保证工程质量,造成止水封闭不严密[8],且由于止水帷幕造价偏高,因此本工程未采纳。

7 结论及建议

本工程最终采用室内注浆封堵、室外打透水管,周边布置排水盲沟+集水井,这种防排结合的方法治理地面渗水问题。处理之后,包装仓库内地面不再反水和产生积水,所有雨水都顺排水沟汇集到集水井内,并排出场地外,达到了补救的目的。在今后此类项目的设计及施工过程中,应及时、全面、准确地掌握地勘资料,并根据现场实际情况,制定有效且有针对性的总图竖向设计方案和土建施工方案,并与施工密切配合,发现问题及时解决,避免此类现象的发生,保证工程质量。