何江清(江苏建科工程咨询有限公司, 江苏 南京 210008)
合肥市地铁 3 号线高河东路站车站主体为地下两层双跨岛式站台车站,车站主体结构采用明挖法施工。围护结构采用钻孔桩+内支撑支护体系,主体结构采用钢筋混凝土箱形框架结构,纵向标准柱跨为 9 m。
本车站主体结构防水方案有以下两种:一是主体结构混凝土自防水,即以地下结构本身的密实性实现防水功能,采取措施控制结构混凝土裂缝开展,提高混凝土的抗渗性能;二是主体结构外表面采用柔性防水层外包防水,即在结构外的外表面加设柔性防水层,以达到防水的目的。本项目设计是底板和墙体采用卷材防水层,顶板采用涂膜防水层+卷材防水层,防水等级均为一级防水。
底板混凝土垫层施工→底板防水卷材铺设→底板防水保护层施工→底板钢筋、混凝土施工及施工缝防水材料预埋→下侧墙防水卷材铺设→下侧墙、中板钢筋、混凝土施工及施工缝防水材料预埋→上侧墙、顶板防水卷材铺设→侧墙、顶板钢筋、混凝土施工及施工缝防水材料预埋→顶板涂膜防水+外包防水卷材铺设→细石混凝土保护层施工→土方回填。
防水混凝土施工是以调整混凝土配合比或掺外加剂的方法来提高混凝土的密实度、抗渗性、抗冻性,满足设计要求对地下车站主体工程的抗渗要求,达到防水目的。
掺外加剂的防水混凝土是在混凝土中掺入一定比例的有机或无机的外加剂,改善混凝土的性能和结构组成,提高混凝土的密实性和抗渗性,从而达到防水目的。防水混凝土是通过材料的选择、混凝土拌制、浇筑、振捣等环节严格控制,从而提高混凝土的质量,达到内实外光的效果。裂缝宽度迎水面和背水面均符合规范要求,裂缝不得出现贯通。
本工程防水混凝土在施工中要注意的事项:材料选择要满足设计图纸和规范要求;混凝土配合比设计强度等级为 C35;抗渗等级为 P8.2(图纸设计抗渗等级为 P8);保持施工环境干燥,避免带水施工;模板支撑系统牢固、拼缝严密、不漏浆;防水混凝土浇筑时自由下落高度不大于1.5 m;每层灌注厚度:插入式振捣器不应大于 300 mm,采用机械振捣,振捣要密实。混凝土强度达到 1.2 MPa 之前,不得在其上踩踏或安装支架;在混凝土浇筑时,应按相关规定制作拆模和强度合格评定试件。需要时,还应制作抗冻、抗渗或性能试验用的试件。
混凝土浇筑振捣完成后,应及时对混凝土暴露面进行覆盖,减少暴露时间,防止表面水分蒸发;混凝土保湿养护时间应不小于 14 d,且达到混凝土设计强度 75% 以上。
已浇注混凝土强度:水平施工缝处不应低于 1.2 MPa,垂直施工缝处不应低于 2.5 MPa;施工缝处混凝土表面必须凿毛,清洗干净后粘贴遇水膨胀胶条;水平施工缝先铺设30 mm 厚,与灌注混凝土水灰比相同的砂浆。
同一配合比时,每 100 m3和 500 m3应分别做两组抗压强度和抗渗强度试件。
本车站为明挖法复合式结构,采用全外包柔性防水层。底板、侧墙采用的单层 4 mm 厚双面粘沥青基聚酯胎预铺式防水卷材 PY 类;顶板采用涂刷高渗透改性环氧树脂肪水与粘接双功能防水涂料(0.5 kg/m2)+1 层单面粘自粘聚合物改性沥青防水卷材PY-II型,单层厚度 4 mm。
雨季和冬季施工时顶板涂刷或喷涂 1.7 mm 橡化沥青非固化防水涂料(2.0 kg/m2)+1 层 4 mm 厚单面粘自粘聚合物改性沥青防水卷材 PY-II 型。
防水卷材铺设前,检查基层平整度、坚固性、整洁情况。基层平整度应满足 D/L≤1/20(D 为相邻凹凸面间的最大深度,L 为相邻凹凸面间的最小距离),且凹凸起伏部位应圆滑平缓,否则应采取措施处理。基层表面应洁净、干燥,不得有酥松、起砂、起皮现象;深基坑侧壁应采用M5水泥砂浆对喷射混凝土进行找平;所有阴角处均采用50 mm ×50 mm 的 1∶2.5 水泥砂浆钝角处理,阳角处应做成 R≥20 mm 圆弧,在转角处、变形缝、施工缝等部位应按施工设计图纸及规范要求铺设卷材加强层;顶板结构混凝土浇筑完毕后,应反复收水压实,使基层表面平整。
侧墙防水卷材竖向临时固定采用专用防水钉及配套钉帽,固定点距卷材边缘 2 cm 处,钉距不大于 50 cm。严禁采用普通钢钉等伤害防水效果的固定措施。
相邻两幅卷材的搭接要符合设计及规范要求,任何相邻两幅防水层短边搭接缝应错开 100 mm 以上,侧墙自沾式防水卷材竖向搭接时一般应下幅压住上幅进行搭接。搭接时,搭接缝范围内的隔离保护膜必须撕掉,并采用橡胶锤敲打压紧。侧墙防水卷材的保护膜宜在模板安装前撕掉;顶板防水卷材保护膜宜在保护层施工前撕掉。
钢筋安装中应注意对防水卷材的保护,以免戳穿、损坏防水卷材。一旦发现破损,应及时在破损处设置加强层。铺贴完的防水卷材,在隐蔽前应做好成品保护。
防水卷材铺设过程中,全程摄像,摄像资料作为工程竣工档案的一部分。
橡化沥青非固化防水涂料采用喷涂法或者涂刷法施工,高河东路站主体结构防水等级为一级设防要求的成膜厚度不小于 1.5 mm,用量约 2.0 kg/m2,在阴阳角和施工缝、诱导缝、变形缝部位设置增强层材料,增强层可采用55 g/m2的聚酯无纺布或玻纤网布。
顶板结构混凝土浇筑完毕后,应反复收水压实,使基层表面平整(平整度用 2 m 靠尺进行检查,直尺与基层的间隙不超过 5 mm,且只允许平缓变化)、坚实,不得有明水、起皮、掉砂、油污等现象。
基层表面的凸出物从根部凿除,并在凿除部位用聚氨酯密封胶刮平压实;当基面出现凹坑时,先将凹坑内酥松表面凿除后高压水冲洗,待槽内干燥后,用聚氨酯密封胶填充压实;当基层上出现大于 0.3 mm 的裂缝时,应骑缝各 100 mm 线涂刷 1 mm 厚的聚氨酯涂膜防水加强层,然后立即粘贴增强层,最后涂刷防水层。
所有阴角部位均应采用 50 mm×50 mm 的 1∶2.5 水泥砂浆进行倒角处理,所有阳角部位均应做成 R≥100 mm的圆角,转角范围基层应光滑、平整。
基层处理完毕并经过验收合格后,先涂专用底涂层。底涂层干实后,在阴阳角和施工缝等特殊部位涂刷防水涂膜加强层,加强层厚度 1 mm,涂刷完防水涂膜加强层后,立即在加强层涂膜表粘贴增强层,最后涂刷大面防层。严禁涂膜防水加强层表面干燥后再粘贴增强层。
涂刷大面积的防水层,防水层采用3道涂刷,上下两道涂层涂刷方向应互相垂直,涂刷应均匀一致,不得过厚过薄,应用单位面积涂布量和测厚仪两种方法控制涂膜厚度。每道涂层实干后,才可进行下道涂膜施工。
涂膜防水层边施工边覆盖自粘聚合物改性沥青防水卷材,并及时施做防水层的保护层。车站顶板保护层采用70 mm 厚的细石混凝土,在浇筑细石混凝土前,立面防水层采用厚度不小于 10 mm 的聚乙烯泡沫塑料进行保护。
地下车站重点部位包括施工缝、变形缝、诱导缝、抗拔桩、穿墙管件等,这些容易发生渗漏水的部位,应加强施工质量管控措施。
5.1.1 施工缝防水方案
高河东路站主体施工缝防水方案的选定根据结构防水等级和不同部位确定,明挖结构防水等级:一级设防;环向施工缝:采用钢边橡胶止水带,纵向施工缝:镀锌钢板止水带。主-附属连接处防水等级:一级设防;环向施工缝、纵向施工缝:采用双道遇水膨胀止水胶+注浆管。所有一级防水等级的施工缝断面均涂刷水泥基渗透结晶防水材料,按 1.5 kg/m2涂刷。
5.1.2 施工缝处防水技术要求
墙体水平施工缝不得留在剪力最大处或底板与侧墙的交接处,需留在高出底板表面(或加腋上边)不小于300 mm 的墙体上;拱(板)墙接缝线(或加腋下边)以下 300 mm 处;墙体有预留孔洞时,施工缝距孔洞边缘不应小于 300 mm。水平施工缝浇筑混凝土前,应按设计要求将其表面浮浆和杂物清除,先涂刷 1.5 kg/m2水泥基渗透结晶型防水涂料,再铺 30 mm~50 mm 厚的 1∶1 水泥砂浆,及时浇筑混凝土。
垂直施工缝应避开地下水和裂隙水较多的地段,并宜与变形缝或诱导缝相结合;环向垂直施工缝的间距不宜大于 24 m;垂直施工缝浇筑混凝土前,应将其表面凿毛并清理干净,涂刷混凝土界面处理剂或 1.5 kg/m2水泥基渗透结晶型防水涂料,并及时浇筑混凝土;施工缝预埋注浆管,便于后期进行注浆。
施工缝处设置的止水带应定位准确,安装牢固,混凝土浇筑过程中应注意保护。
5.2.1 变形缝防水施工方案
高河东路站主体变形缝防水方案的选定根据结构防水等级和不同部位确定。明挖结构防水等级:一级设防;侧墙、底板变形缝:外贴式橡胶止水带+中埋式中孔型钢边橡胶止水带+全断面注浆管+背水面嵌缝;顶板变形缝:迎水面嵌缝+中埋式中孔型钢边橡胶止水带+全断面注浆管+背水面嵌缝;顶、侧墙变形缝部位设置排水盒,橡胶止水带、钢边止水带宽度均为 350 mm,嵌缝材料采用双组分聚氨酯密封胶,在变形缝迎水面设置宽度为1 m的柔性防水加强层。
5.2.2 变形缝处防水技术要求
变形缝一般设置在附属结构与主体结构接口部位;变形缝处增铺的附加层应按设计施工,并粘贴严密。
变形缝处中埋式止水带和外贴式止水带均应严格遵守设计采购中孔型橡胶止水带;止水带宽度和材质的物理性能均应符合设计要求,且无裂纹和气泡。接头采用热接,不得叠接,接缝平整牢固、不得有裂口和脱胶现象。其埋设位置准确,固定牢靠,并与固定止水带的基层密贴。不得出现空鼓、翘边等现象,也不能翻转与扭曲,如发现破损,应立即更换。
5.3.1 诱导缝防水施工方案
高河东路站主体诱导缝防水方案的选定根据结构防水等级和不同部位确定,明挖结构防水等级:一级设防;侧墙、底板诱导缝:外贴式橡胶止水带+中埋式中孔型钢边橡胶止水带+背水面嵌缝;顶板诱导缝:涂料防水加强层+中埋式中孔型钢边橡胶止水带+背水面嵌缝。橡胶止水带、钢边止水带宽度均为 350 mm,在诱导缝迎水面设置宽度为1 m 的柔性防水加强层。
5.3.2 诱导缝技术要求
地下车站结构严格按照设计要求设置诱导缝;顶板诱导缝下表面应设置排水槽,站厅层侧墙设置防潮层;诱导缝中埋式止水带和外贴式止水带均应严格遵守设计采购中孔型。
对于抗浮桩和穿墙管件、格构柱穿过防水层的部位必须采用防水加强措施,并采取必要的刚柔过渡处理;过渡层按设计要求采用高渗透改性环氧树脂、水泥基渗透结晶型防水材料、聚合物防水砂浆等材料进行加强;涂刷过渡层加强材料时,应连续、均匀,不得少涂或漏涂,并应及时进行养护。
抗浮桩桩头顶面和侧面凿毛并清理干净,然后涂刷水泥基渗透结晶型防水材料(桩头外露部分全涂刷),用量为 1.5 kg/m2,最后在桩周围侧面再抹 10 mm 厚的聚合物水泥砂浆,表面要平整、密实。防水卷材铺设上翻至桩侧面的高度要大于 100 mm,并用金属箍绑扎牢固,如果桩周围侧面基层不平整,需要先在卷材端部涂刷密封胶封严;桩头钢筋根部粘贴遇水膨胀止水胶成型后的断面尺寸为 5 mm×10 mm。
穿墙管处防水层施工前,应将翼环和管道表面清理干净;止水环和翼环应与主管道连续满焊,并做防腐处理。一般采用两道防水:第一道防水是在结构物中部,沿管周围粘贴 10 mm×20 mm 遇水膨胀止水胶;第二道防水做法是在结构迎水面沿 30 mm×30 mm 倒角密封胶+涂料防水层+柔性或刚性保护层,穿墙管防水层外保护层根据穿墙管的位置可以采用刚性或柔性防水保护层。
底板、中板格构柱防水做法。采用三道防水:第一道在钻孔桩顶部涂刷优质水泥基渗透结晶型防水涂料1.5 kg/m2+密封胶;第二道防水粘贴遇水膨胀止水条两道 10 mm ×20 mm 绕格构柱内、外壁一周;第三道防水在两道遇水膨胀止水条之间安装 8 mm 厚的止水钢板。
高河东路站地下车站防水施工的施工单位编制了《车站防水专项施工方案》,制定相应的施工措施,对防水施工人员进行防水技术、施工工艺、质量标准及要求等全面培训。施工工程中,施工单位严格按照设计及规范要求施工,监理人员对每道工序严格把关验收。经验收,地下车站防水施工实现了设计意图,达到本工程地下车站一级防水设计的要求,取得良好的效果。