袁 松 岳泽勤 田 欢 李海灵 杨金帅
湿陷性黄土在我国西北、华北及黄河中游地区广泛存在,给地下室及车库建设带来巨大挑战,同时造成了严重的经济损失。例如,2003 年北方多雨,陕西省、甘肃省等地黄土地区普遍出现沉降、地下室漏水等问题,经济损失巨大。黄土的湿陷性主要因含水量和外在压力引起,导致外墙防水被破坏,进而引发地下室渗水。为了解决湿陷性黄土地区地下室防渗漏问题,本文以咸阳师范学院创新创业大楼工程总承包建设项目为研究对象,探讨排水设施设计施工要点,并系统论述湿陷性黄土地区地下室防渗漏技术的应用。
在设计阶段,需要根据地下室周边地形地貌和土壤情况,合理确定边沟的位置、宽度和深度。考虑到黄土地区地质条件复杂,边沟排水系统应布置在地下室周围,并且与周边地势相匹配,以便将周边的地表雨水及时引导至排水口。同时,应根据设计要求和地下室周边地势情况确定边沟的宽度和深度,确保排水畅通,避免因排水不畅而导致地下室出现水浸事故。此外,还要充分考虑边沟的排水能力,采用合适的排水管道和排水泵站等设施,以保证排水系统正常运行。
在材料选择方面,应该选用耐腐蚀、耐磨损、具有较强抗压能力的材料,确保边沟的使用寿命和排水效果。常见的材料包括混凝土、聚乙烯、玻璃钢等,应根据具体情况选择合适的材料进行施工。其中,玻璃钢是一种轻质材料,密度比重金属小得多,具有良好的强度和刚度,且不容易被腐蚀,不受空气、水、酸、碱等常规腐蚀介质的侵蚀,可以根据需要制作成不同形状的模具用于成型,可以大大简化施工工序,提高工作效率。聚乙烯具有优异的物理性能,如良好的耐热性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐疲劳性等。同时,聚乙烯制品在加工和使用过程中不易变形、变色,且具有良好的电绝缘性能和化学稳定性。例如,在边沟排水施工中,选择厚度适中、质量可靠的聚乙烯板材作为主要材料。聚乙烯材料具有优异的耐腐蚀性和耐磨性,能抵御湿陷性黄土地区的特殊环境对材料的侵蚀,其良好的加工性能可以根据设计要求轻松地进行裁剪和拼接,确保边沟的成型精度和美观度。
在施工过程中,采用热熔焊接的方式将聚乙烯板材连接成一体,形成完整的边沟结构。热熔焊接是一种高效且可靠的连接方式,能确保板材之间的连接紧密无缝,提高边沟的整体强度和稳定性,再对焊接质量进行严格把关,确保每个焊接点达到质量标准。在边沟内部设置合适的排水口和过滤装置,排水口的设计合理与否直接影响到排水效果的好坏,需要根据排水量的大小和流向确定排水口的位置和数量。过滤装置则能够有效防止杂物和泥沙进入排水系统,保持排水畅通无阻。
在施工工艺方面,要严格按照设计要求进行施工,保证边沟的平整度和密实度。施工过程中,要注意边沟的开挖、填充和覆盖等环节,确保施工质量和工程安全,还要加强对边沟的日常维护和管理,定期清理排水系统,检查排水设施的运行情况,及时发现并处理排水系统故障,确保地下室排水畅通,避免因排水问题而引发的安全隐患。
在湿陷性黄土地区,地形多为平坦或微坡,路面排水系统应合理设置坡度,以便将降水迅速引导至排水口。设计排水系统时,应采用横向和纵向坡度相结合的方式,确保排水通畅,避免积水现象的发生。考虑到湿陷性黄土地区降水量较大,路面排水系统应具备较强的排水能力,可采用排水沟、排水管道等结构,保证排水系统在各种天气条件下能正常运行。在路面材料选择上,应优先选用透水性较好的路面材料,如透水混凝土、透水沥青等,增加路面的透水性,减少积水现象的发生,确保地下室周边路面排水系统的有效性和稳定性。本项目在不同降水量下黄土路面排水系统设计效果如表1 所示。
表1 本项目在不同降水量下黄土路面排水系统设计效果
在施工过程中,应根据设计要求精确布置排水设施,保证排水系统的连通性和畅通性,特别是在排水管道的安装和连接过程中,要确保管道连接牢固、密封性良好,避免因管道连接处渗漏导致排水系统失效[1]。此外,还需要加强对路面排水系统的检测和调试,确保系统正常运行,及时发现并排除施工过程中可能存在的问题,保证地下室周边路面排水系统的可靠性和稳定性。在施工结束后,应对路面排水系统进行维护和管理,定期清理排水设施,确保排水系统长期有效运行,提高地下室周边路面排水系统的抗压能力和耐久性[2]。
混凝土结构抗裂技术包括:第1,应根据工程要求和使用环境,科学设计混凝土配合比,提高混凝土的抗裂性能。根据本项目地下室建筑的特点和工程要求,选择适当的水泥种类和品种,包括硅酸盐水泥等抗裂性能较好的水泥,增强混凝土的抗裂能力。合理控制混凝土的水灰比和骨料配合比,确保混凝土的密实性和强度,减少混凝土裂缝的形成。第2,加入适量的高性能膨胀抗裂剂,如聚丙烯纤维等,以提高混凝土的韧性和抗裂性能,有效防止裂缝的产生和扩展,保障地下室结构的安全稳定[3]。第3,采用合适的施工工艺和措施。在施工过程中,本项目施工人员严格控制混凝土的搅拌、浇筑和养护等环节,避免因施工操作不当导致混凝土出现裂缝。例如,在混凝土浇筑过程中,采取覆盖保湿或使用保温剂等措施,避免混凝土过早干燥和收缩,确保混凝土充分保湿和养护,防止龟裂的发生;采用预应力钢筋或增设横向钢筋等加固措施,提高混凝土结构的整体抗裂能力,减少地下室结构的裂缝风险[4]。
通过合理选择混凝土材料、优化配合比,可有效提高混凝土的密实度和强度,增强其抗渗透性和耐久性。本项目采用高性能水泥、掺合料等,合理调配水泥、骨料和外加剂的比例,提高混凝土的抗渗性和抗裂性。严格控制混凝土的水灰比、砂率等技术指标,确保混凝土的均匀性和致密性,减少渗透介质进入混凝土内部的机会,延长混凝土结构的使用寿命[5]。此外,从结构设计和施工工艺2 个面入手,可有效提升混凝土结构的耐久性。
本项目在设计阶段,采用合理的荷载承受体系,避免薄弱构件和薄弱点,减少结构的应力集中和变形,提高混凝土结构的整体稳定性和耐久性。施工过程中,应严格控制混凝土的浇筑质量和养护工艺,避免因施工质量不达标而导致混凝土结构存在缺陷,影响耐久性。例如,为使混凝土得到充分的湿养护,防止混凝土过早干燥和收缩裂缝的产生,项目采用了合适的养护措施:在混凝土浇筑完成后,立即在其表面铺设保湿膜,有效减缓混凝土表面水分的蒸发速度,保持其湿润状态;定时、定量地对混凝土进行喷水,确保混凝土在硬化过程中始终保持适宜的湿度,使混凝土的强度和密实性处于良好状态,提高混凝土结构的抗渗透性和抗侵蚀性,延长使用寿命。本项目混凝土结构耐久性提升措施实施效果如表2 所示[6]。
表2 本项目混凝土结构耐久性提升措施实施效果
通过掺入阻锈剂等混凝土外加剂,可以有效减缓钢筋的锈蚀速度,显著提高混凝土结构的耐久性。阻锈剂作为一种高效的混凝土外加剂,其主要作用机制在于能在钢筋表面形成一层坚固且致密的保护膜,这层保护膜犹如一道屏障,能有效地阻止氧气、水分及其他腐蚀物质与钢筋直接接触,减缓钢筋的锈蚀过程。锈蚀是钢筋在环境中受到化学或电化学作用而导致的损害,它不仅削弱了钢筋的力学性能,还可能引发混凝土结构的开裂和破坏,而掺入阻锈剂能有效减缓钢筋的锈蚀速度。此外,阻锈剂还能改善混凝土的抗渗性,进一步增加结构的耐久性。抗渗性是指混凝土抵抗水分渗透的能力,直接关系到混凝土结构的耐久性和稳定性。通过改善混凝土的抗渗性,可以有效防止水分和侵蚀性物质进入混凝土内部,保护钢筋免受锈蚀的侵害[7]。在实际工程中,通常在混凝土搅拌阶段掺入阻锈剂,根据工程要求和混凝土配合比,确定合适的阻锈剂掺量,并将其与混凝土原材料一起搅拌均匀,随后进行浇筑、养护等后续工序,即可得到具有优异耐久性的混凝土结构。
严格控制混凝土中氯离子含量及钢筋保护层厚度,是提高钢筋防锈性能的重要手段。高氯离子含量是钢筋锈蚀的主要原因,在混凝土配合比设计中,应合理控制氯离子的含量,采取减少氯盐的使用、优选混凝土原材料等措施,降低混凝土中氯离子的含量,减缓钢筋的锈蚀速度。合理设计钢筋的保护层厚度(图1),确保钢筋充分覆盖混凝土,并采取有效的防腐措施(如防腐漆涂刷等),增加钢筋的防锈能力,延长其使用寿命[8]。
图1 钢筋保护层厚度(来源:网络)
对防水构造进行深化设计,选用高性能防水材料,并严格把控材料验收及使用,是提高地下室防水性能的重要手段。在设计阶段,本项目根据工程要求和使用环境选择高性能、耐久性较好的防水材料,如聚氨酯防水涂料、改性沥青防水材料等,确保其具有良好的抗渗透性和耐久性,同时对防水材料的验收及使用进行严格把关,确保材料质量达标。施工过程中,要严格按照施工规范和要求进行施工,保证防水层的质量和完整性[9]。结合本项目实际情况,采用1 : 6 水泥土进行肥槽回填,有效防止因回填土沉降及由于黄土湿陷破坏外墙防水的情况发生。1 : 6 水泥土回填是指将水泥和黄土按照一定比例进行混合,填充到肥槽周围,起到固定、支撑和防水的作用,通过采用1 : 6 水泥土回填,可以提高填土的密实度和稳定性,减少土体沉降的可能性。此外,水泥土回填还可以增强地基的承载能力和稳定性,提高地下室结构的整体抗震性能,确保地下室的安全性和可靠性[10]。
在湿陷性黄土地区地下室防渗漏应采取综合性的技术手段,包括选用优质的防水材料、采用先进的施工工艺、加强对地基和墙体的处理等措施,以提高地下室的防水性能,降低渗漏风险;对于湿陷性黄土地区特殊的地质条件,要结合地下水位、土壤类型等因素,制订针对性的防渗漏方案,确保防水效果达到预期目标。