上层滞水作用下高层建筑地下室渗漏原因及防治技术探析 Summary:地下室结构不仅是高层建筑的
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配置,也是高层建筑病害中最常见的结构部位,因此需要在施工过程中应给予足够的重视。高层建筑地下室渗漏是一种常见的事故,一般与设计、施工和材料有关,上层滞水也是导致渗漏的最大诱因。为了防止这些问题,有效地消除地下室的渗漏,必须从控制上层滞水、优化防渗漏设计
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、加强现场管理、加强混凝土养护等方面,严格控制结构裂缝,确保地下室无渗漏。Keys:上层滞水;高层建筑;地下室渗漏;防治技术前言:随着城镇化进程的加速,高楼大厦日益增加,城市规划建设向规模化方向发展。为了满足高密度居民对停车场和公共设施的需求,大多数人认为地下室工程是设计中不可或缺的一部分。为了充分利用地下室空间,地下室的建造也趋于面积大而深。然而,地下室渗漏现象比较普遍,一旦出现漏水的情况将直接影响到地下室的整体使用寿命,导致更多的人力物力财力被浪费。本文将对影响地下室防渗漏情况的影响因素进行分析,并提出具体的改善措施。一、上层滞水导致地下室渗漏对高层建筑物的影响上层滞水水位过高导致漏水问题发生时,渗漏部分的钢筋砼材料会遭到严重腐蚀,对地面的结构稳定性也会遭到很大影响。若未有效处理好地下室建筑的漏水问题,将危及到整个建筑的使用安全性,从而减少了其使用寿命。不同的地下室建筑都有其自身的应用功能,而漏水问题也将直接影响到建筑场地的利用价值。因为长时间的漏水将会影响地下室建筑的整体环境,影响人员的正常工作能力和日常生活,从而降低了建筑的使用价值和储存功效,也会影响建筑的整体美观。另外,当地下室建筑漏水问题出现后,维修难度大,浪费维修经费多,因此很有必要及时查明地下室工程水泄露的真正原因,并采取相应的防治措施。二、工程实例本人先后解决处理过三座高层住宅小区地下室渗漏问题,渗漏面积达30000余平方米。经过分析与研究同时到其他有类似情况的工地进行实地考察与交流,发现渗漏情况与特点基本相同,具体相同点主要如下:1、自然地基形式或构造底板下部均为粉质粘土类似的不透水土层;2、地下室底板均为构造底板,厚度均为300-400mm,配筋量较小,未设抗拔桩;3、渗漏多发生于7、8月份雨季后;4、渗漏严重部位均为地库承台与构造底板交接处或后浇带处;5、进行重新补充地勘后发现地下水位发生一定变化。针对以上渗漏因素,综合研判找寻渗漏原因。承台周围均匀布置探水孔,观察水位情况。在距离柱边700mm处,探水孔钻至260mm深处,孔内向外涌现水柱,水柱涌出孔顶高约30mm;在距离柱边400mm处,探水孔钻至200mm深处,孔内向外涌现水柱,水柱涌出孔顶高约50mm。探水孔分布见图1。通过探水孔分析构造底板裂缝破坏形式为承台边缘至柱根呈斜上走向的冲切破坏,裂缝剖面图详见图2。图1探水孔平面图图2裂缝剖面图经分析,原设计中,抗浮水位高程位于底板下1.15m,故设计中未考虑抗浮设计。由于原勘探单位勘探时间处于附近项目降水期间内,无法测定准确的水文情况。集中降雨后,由于地基土粉质粘土原土层的不透水性,在建筑施工前地下水位很低,基本在粉质粘土层以下的砂层中。开挖回填后粉质粘土密实不透水性受到破坏。基坑开挖、地下结构的建设、桩基础的施工会影响本场区的区域水文地质条件;加之受大气降水,地下水渗流补给,外网管道渗漏等原因导致水位发生变化,地下水赋存于粉质粘土中。而由于回填的灰土或混砂密实程度无法与原土相比,赋存于粉质粘土层的水顺着地库两侧回填土渗入底板下,使整个地库形成“水盆”,详见图3。后经补勘确定,结构回填土层内存在滞水,浅处滞水层位于构造底板之上3m。图3水盆效应因上部结构荷载作用,建筑整体抗浮满足要求。运用PKPM软件验算局部抗浮,结合地下室结构图纸,建立单柱为局部抗浮的计算模型,柱距取值8.1m,双层双向配置钢筋,底板下部钢筋C18@150,上部钢筋C16@200。通过计算得出,实配钢筋面积1696mm²小于在浮力作用下计算钢筋面积2249mm²,局部抗浮不满足要求。详见图4。图4PKPM配筋验算结果抗浮计算分析:由于结构局部抗浮不足,承台与构造底板交界处应力集中点产生斜向冲切破坏,导致柱根处漏水。三座地下室整治方法均采用堵排结合+结构加强方式。即:(1)先将承台与底板交接部位混凝土凿除,露出底板上层钢筋,然后对渗漏处进行双组分聚氨酯堵漏剂注浆,注浆完成后用抗裂快凝硫铝酸盐水泥掺水不漏防水剂配置浆料,对凿除混凝土部位进行封堵填平;(2)在对渗漏部位进行注浆封堵后,在渗漏严重的部位埋设pvc排水引流管,将水直接引入地库排水沟内,这样有效地减小了底板下水的压力,封堵部位的注浆液与堵漏剂在受到水压冲击减小的情况下大大提高了堵漏效果,完成后施工地面面层将引流管隐蔽。(3)地下水位对地库抗浮水位进行重新设计,并根据新的抗浮水位进行承载力计算,将原地库底板及承台采用植筋方式进行结构底板加固,增强抗浮能力。三、高层建筑物地下室渗漏的主要因素(一)设计因素施工之前,建筑设计单位就必须根据精准的地勘资料先对建筑施工现场环境进行
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并结合历年水位情况,以掌握建筑施工现场的地理要求和自然环境变化,并分析研究建筑施工现场的地下水分配状况。而如果在早期地勘过程中,由于附近降水施工等诸多因素,导致地勘数据与实际不符,将会有可能形成整个建筑地下室抗浮设计,致使施工产生致命的漏洞,导致基础抗浮措施、地下建筑外立面的架构设计、防水渗漏分级建筑设计、砼强度、伸缩缝、后砼带建筑设计等都将受环境影响。(二)施工、管理因素地下室建筑的施工质量差也是造成地下室施工时渗漏严重的一项关键因素。由于工作人员在开展施工作业时,往往没有责任心,对施工技能运用不到位。管理者的不
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施工管理首先将危害地下室建筑的施工品质,其次是在后续施工管理不当,如上荷过早所造成的混凝土施工裂缝、后浇带、预埋件、预留孔洞等关键部位、基础处理和防水层施工质量不达标导致防水渗漏。构造底板与承台交接角部回填不密实或未夯实,也会造成底部积水,对结构产生冲切作用。(三)浇筑、养护因素混凝土的保养非常重要,尤其是基础混凝土的热绝缘保养。在浇筑过程中,由于混凝土振捣不密实、连续浇筑不及时、混凝土施工后未能及时做好养护措施,均可能造成了砼应力不均,砼收缩与温差应力的合力往往大于砼所能承载的最大抗拉强度,从而产生裂缝,从而造成渗漏隐患。四、高层建筑地下室渗漏控制措施(一)上层滞水控制措施上层滞水主要受大气降雨的补给,地下室施工完毕后应对其周边进行分层压碾回填,并做好地面硬化工作,以防雨水渗入[1]。并严格按照设计文件,控制肥槽回填土材料,一般采用2:8或3:7灰土。灰土回填可抵御一部分雨水,在雨水遇到生石灰后,产生化学反应生成氢氧化钙,体积增大1~3倍,有效填补回填土不密实的空隙,使肥槽回填土更加密实,进而起到部分隔水效果。(二)提高地勘、设计准确性项目建设初期,地勘
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作为工程一手资料,一定要保证其准确、有效。在地勘过程中,应辨别周围施工环境,是否有影响地质条件、水文条件的因素存在。例如周边工程项目正在降水施工,管井降水因土体的渗透系数,降水曲线等因素,最大降水影响半径可达1千米以上,直接影响勘察地滞水水位标高,进而导致设计抗浮水位不准确及抗浮设施不到位,大大的影响了结构的安全性及耐久性。故有效的地勘资料,准确的抗浮设置是防治上层滞水引起渗漏防治的重中之重。(三)控制回填质量构造底板下地基回填土的回填质量是控制地下室渗漏的重中之重,在回填材料方面应严格把控材料含水率,如粉质粘土等不透水材料,严禁含水率过高。在施工方面,着重关注回填土夯实质量,利用环切试验测定回填土密实度,通常情况下密实度不应小于94%,细部位置如承台与构造底板交界处,密实度要求应提高至98%,确保回填土不因自身下沉导致积水,进而防止浮力对结构薄弱处的冲切应力集中。(四)施工裂缝控制1.混凝土的浇筑质量控制依据《混凝土结构工程施工规范》(GB50666-2011),混凝土施工时应保证连续浇筑,混凝土从运送到入模的延续时间最大不宜超过120分钟,技术间歇总时间最大不应超过210分钟,来保证冷缝的控制。混凝土浇筑过程中,应注重振捣质量,避免结构内部不密实,产生裂缝、通缝,造成渗漏隐患。2.控制施工温度地下室底板通常为大体积混凝土,在施工中应格外注重温度控制。如将垫层帽分层分段浇筑,使水泥的温度维持平稳上升的状态。室外温度较低时(如夜间)应进行混凝土浇筑,同时在混凝土浇筑过程中,应注意外部温度不应大于28°C,部分地方应放置温度计,可采用循环管道水冷却。3.混凝土成品保护在混凝土结构强度未达标时,严禁拆除支撑立杆,并避免过早在混凝土楼板上堆放材料、行车。特殊条件下,地下室底板可进行局部回顶,以控制堆荷破坏,回顶架体构造应经过结构安全验算,保证架体稳定及传力均匀。结论:综上所述,上层滞水对高层住宅地下室结构危害较大,地下室作为高层建筑工程的重要组成部分,作为人防或车库有不可替代的作用。为防止上层滞水引起的结构渗漏,一是要准确勘探滞水水位,增强结构强度及局部抗浮措施;二是在施工中严格控制地基土及肥槽灰土的材料质量、施工质量;三是对地下室混凝土结构施工进行严格控制,避免产生裂缝,造成渗漏。地下室防水工程控制是高层建筑的一项重点工作,影响防水施工质量的因素较多以必须针对各个因素采取有效的管理和控制措施,做好地下室防渗漏控制,进而确保整个高层建筑工程的质量及使用耐久性。Reference:[1]杨大椅.上层滞水产生的浮托力对建筑物的危害应加以重视[A].大众科技,2010,(05):85. -全文完-