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充气膨胀密实法在地下工程止水堵漏的应用
梁志勤,邓天宁
( 广州市鲁班建筑防水补强有限公司)

摘 要:本文提出全新的地下工程变形缝止水堵漏这一防水业界的难题并列举解决方法,对于常用的做法包括:表面粘贴法、填充密实法及灌浆堵漏法由于受到建筑物结构变形、沉降、水头压力、缝体体型等影响,均遇到难以实现或控制的问题,常用做法因而成为对地下工程变形缝止水堵漏的难题。本文针对充气膨胀密实法和一般常用整治方法进行分析对比;通过示例佛山怡翠玫瑰园小区地下室变形缝背面止水堵漏工程,介绍充气膨胀密实法的工程应用实例,从而推广本施工技术在地下变形缝止水堵漏工程的应用。
关键词:充气膨胀密实法;变形缝;止水堵漏

1 概述
长期以来,地下工程(如民用建筑、工业设施、交通隧道等)的变形缝渗(涌)漏处理被业界认为是技术含量高、施工难度大、环境条件复杂的工程。尽管在《地下工程防水技术规范》GB 50108-2008中新建工程明确多种变形缝标准做法,但地下工程变形缝渗漏问题并未而止,如何进行地下工程变形缝有效背面止水堵漏,尤其是在建筑物周期性伸缩变形、沉降继续发展、水头压力过大等因素影响下,变形缝反复渗(涌)漏现象经常产生,严重的还影响建筑物正常使用、设备运作及交通运行。因此,对上述的情况,一直是业界十分关注的问题。
2 变形缝背面止水堵漏技术类型及简要分析
2.1 技术类型
2.1.1 充气膨胀密实法
采用专用环氧树脂粘接剂粘贴充气膨胀式变形缝密封橡胶止水条并安装在变形缝体内,通过充气使其膨胀形成预压力,将安装时的粘接剂充分紧贴缝壁,固化成型后实现密实填充止漏目的。
2.1.2 表面粘贴法:
采用优质聚氯乙烯卷材通过特殊粘接剂粘贴在室内变形缝顶两侧混凝土200~300mm部位,粘接剂粘贴固化卷材后对抗缝体内部地下水。
2.1.3 填充密实法:
采用缓膨遇水膨胀橡胶止水条,嵌填密实在变形缝体内,当缝体中地下水浸泡止水条产生膨胀受到缝壁约束实现密实填充止漏。
2.1.4 灌浆堵漏法:
采用发泡聚氨酯、丙凝等化学注浆材料通过设备对变形缝加压灌注,当注浆材料遇水发生膨胀、固化反应后,达到止漏目的。
2.2 应用技术分析对比
2.2.1 分析情况表
表0
2.2.2 分析归纳比较:
.充气膨胀密实法:满足较大变形要求的各类建筑、构筑物变形缝,能长期抵御较大水头压力,使用周期长;环境适应好,可以超长距离连续驳接施工,接头灵活多变并满足各种复杂情况。综合应用广泛,除地下工程使用外,还可以在屋面、外墙、公路、桥梁、码头等多种新、旧(维修)变形缝工程中施工使用。
.表面粘贴法:可满足一般的工业与民用建筑,但对水头较大的地下建筑有一定限制,能适应施工复杂环境,尤其曲线或曲面部位,施工简易,维修容易。
.填充密实法:可满足一般的工业与民用建筑,对建筑结构的变形有一定的适应能力,曲线或曲面部位较好处理,但对变形缝的复杂体型、多向分支适应性以及连续长向施工比较差,施工要求高,维修麻烦。
.灌浆堵漏法:适用于低水头,建筑结构稳定或变形较小情况,施工灵活简易,工程效果需要中长期观察,可能需要二次或多次灌注方可止水堵漏。
3 充气膨胀密实法工程案例分析
3.1 工程概况
佛山怡翠玫瑰园小区地下室顶板以上为组团式高层商住楼,地下室一层,为整合一体形式,并联通各组团单元。地下室平面面积约为30000平方米,底板面-5米,变形缝约共1300米。2007年开始投入使用,该地下室变形缝已多次进行止水堵漏整治,但效果不理想。至2009年6月,地下室变形缝已多处渗漏并难以控制积水,严重影响地下室正常使用。该地下室变形缝有三个主要特点:① 变形缝纵横交错,存在大量双柱、四柱,以及平面转角、十字、三岔等复杂接头情况。② 地下室平面局部区域不在同一平面,变形缝不但是平面设置,还有立面连通,增大整治难度。③ 下雨时候变形缝渗漏点漏速度约为0.8~1L/min,且是一条缝体产生多点渗漏。根据工程特点,经过多次论证,该整治工程决定采用充气膨胀密实方法作为主要技术方案。
3.2 材料介绍
3.2.1 概述
充气膨胀式变形缝密封橡胶止水条是一种由优质氯丁橡胶制造。该橡胶条经充气膨胀及特制的环氧树脂粘接剂安装到位,在变形缝隙侧面完全粘接紧密一致。材料正确安装后,在建筑物周期伸缩运动或沉降继续发展中,橡胶条系统不会脱落、突出结构面或从原来位置滑出。
充气膨胀式变形缝密封橡胶止水条具有多种适合的变形缝缝宽尺寸,满足不同项目的要求。本工程采用具有±50%位移能力的W型40mm宽的橡胶条,适用于位移活动活跃的工程部位,安装构造图如图1,其配套材料包括:环氧树脂粘接剂、胶条接合胶水、封堵胶板、通气软管等。
图1 充气膨胀密实法结构图
3.2.2 产品特点及优点
.采用经久耐用的氯丁橡胶材料,能较好抵抗臭氧、风蚀、油脂和其他大多数化学物质的侵害。
.正确安装后完全防水密封,同时适应建筑物结构三维方位的位移和旋转,包括水平、旋转、纵向剪切和横向剪切等复杂位移。
.橡胶条满足结构±50%的位移,并且可以多方位移动。
.根据现场特点和要求进行纵向和横向改变,能够自行制定各类“┌、⊥、┼、Y、Z”等交叉接头(如图2)。实现多转折、带水压情况下的变形缝背面防水堵漏技术。
图2 部分交叉接头情况
.单节橡胶条一次性长度最大可达150米,可以长向连续施工,自行驳接后满足现场实际长度要求。
.橡胶条密封系统设计合理,能缩短施工期和提高施工效率,建筑物可在最短的时间内恢复使用。经过充气膨胀密封,橡胶条外表面与变形缝隙边缘表面达到100%的密封防渗粘接。
.橡胶条两旁的独有侧棱使环氧树脂粘接剂的表面粘接区域达到最大(如图3)。环氧树脂粘接剂为双组份无溶剂型无流挂型,确保橡胶条和混凝土之间粘接牢固。经过防渗水测试,在混凝土接缝中至少承受30~55米水位差,仍良好保持防渗水性能。
图3 W40型充气膨胀式变形缝密封橡胶止水条构造图
3.2.3 主要性能指标
表1 充气膨胀式变形缝密封橡胶止水条
表2 环氧树脂粘结剂性能
4 充气膨胀密实法施工方法及步骤
4.1 基面处理及准备
1) 对渗(涌)水严重的变形缝局部进行灌浆堵漏法以及引流疏导办法临时止(导)水处理,以减少流量过大的地下水对施工缝体的影响,并提供变形缝获取干净、临时无水浸泡的条件状态。(见图4)
图4 变形缝临时止水导流
2) 缝壁的混凝土必须坚固,不足的局部进行剔除并进行修复,要求具有C20以上的强度。缝体深度及宽度尺寸符合设计图标示的要求。否则,缝壁必须根据设计图进行调整或安装角钢以使其达到要求。
3) 为防止混凝土边角破碎,缝隙的两面边缘应切成斜面,避免安装时橡胶条拖动造成小碎片及细屑。
4) 对缝壁两侧的各种凹陷、大气孔洞、蜂窝等缺陷采用环氧乳液水泥胶泥进行嵌实修平,最终要求缝壁平行无破损,缝隙开口尺寸一致。
5) 为了形成粗糙且没有杂质的混凝土侧面,对缝壁表面进行砂轮圆盘打磨,并采用洁净空气吹去缝隙开口处的灰尘(见图5),清水拭擦干净。处理后的变形缝施工前状态要求为:无残留积水、干净、干燥,没有任何油脂、油漆、锈迹、结晶物等缝体杂质。
图5 变形缝除尘清理
4.2 橡胶止水条制作准备
4.2.1 工具及辅料
表3 工具、辅料及用途
4.2.2 橡胶条制作
根据每个部位的变形缝长度,采用切割刀/手工锯并配合造型锯槽切割橡胶条,切割之前让橡胶条处于松弛状态。把橡胶条的末端切成弯角连接45°或末端密封90°角度。切口应准确、平顺。(见图6)
图6 橡胶条手工切割操作
对切口采用角磨机及砂轮进行仔细打磨,每个连接面都必须打磨,否则导致不能密封而无法保持空气压力影响安装质量。要求各个连接面打磨光滑平顺,并用干净棉纱和丙酮拭擦,确保表面无粉尘。(见图7)
图7 橡胶条手工打磨操作
先将连接面涂上胶条接合胶水,仔细调整对接另一连接面,确保橡胶条没有出现扭曲或变形后进行粘结并紧压。并在端头粘贴封堵胶板(开通气小孔)及通气软管。(见图8)
图8 橡胶条接合压实
在橡胶条框架制作完成半小时后,对橡胶条充气并进行所有接头密封性测试。如连接部位没有漏气,就可以进行下道安装工序。如果有漏气的现象,就将漏气部位用小刀割开,将已凝固的接合胶水刮掉,并重新涂抹新的胶水粘结。完成后再进行密封测试,直到无漏气现象。
4.3 橡胶条安装
1)用丙酮拭擦变形缝两侧壁面,稍后将环氧树脂粘接剂均匀涂在缝壁两侧。涂抹的胶粘剂的厚度应为1.5~3mm,深度应与橡胶条的齿形区域深度相等,要求饱满、不漏涂。(见图9)
图9 缝体侧壁涂抹环氧树脂粘接剂
2)将环氧树脂粘接剂涂抹在橡胶条两侧的齿形区域,要求饱满、连续。(见图10)
图10 橡胶条涂抹环氧树脂粘接剂
3)将橡胶条采用夹具仔细放在变形缝内,注意必须放置在缝壁两侧涂胶范围内,同时要求橡胶条低于变形缝混凝土顶部3mm。见(图11)
图11 安放橡胶条
4)准确放入橡胶条后,对其进行充气膨胀。首先通过气泵和进气管给橡胶条充气,然后塞住充气管保持压力,气压应在0.10~0.15 MPa之间,保压期应为24小时即可。充气时注意不要过度充气以免橡胶条被挤出缝壁。(见图12)
图12 橡胶条充气操作
5)采用清洁剂将橡胶条顶部及缝壁混凝土顶部擦干净并清理现场,待过橡胶条保压期后打开气阀排气。
4.4 验收
独立单跨(或每部分)缝体进行封闭,对其进行注水试压试验,恒压0.3MPa,24小时后观察变形缝体接驳部位、缝壁与橡胶条、橡胶条自身连接部位,上述部位均不出现任何渗漏为合格。
5 施工效果
佛山怡翠玫瑰园小区地下室变形缝经过上述充气膨胀密实法进行止水堵漏后,所施工的1300米缝体至今无一渗漏,地下室使用良好。在现场取样观察,橡胶条粘接牢固、密封优异、无任何建筑物正常结构变形而造成的损坏。
6 结论
关于充气膨胀密实法的应用,近年在上海南站地铁隧道防渗漏工程、北京火车站地下室渗漏处理工程、广州石化原油码头扩建工程等重要工程均取得良好效果。从以上工程及其获得的技术经验说明,采用充气膨胀密实法对地下工程变形缝背面止水堵漏是可靠耐久的,可以作为一种新型的有效解决方案。


参考文献:
〔1〕《地下工程防水技术规范》(GB 50108-2008).
(注:图、表示内容详见会刊2010年第6期)

[发布日期:2010/12/10] [关闭窗口]