地下室设计与施工

 
时间日期:2004-8-10        已被阅读次:[2791]
 
佛山建筑设计院 刘英韬

目前城市的住宅小区、商业建筑等大多都建有地下室,并且地下室建设规模越来越大。如何设计与施工,确保合理、经济、使用方便、安全可靠,这是值得探讨和研究的。
  一、 建筑设计
  1、 平面布置
  从上部建筑功能要求出发,结合地下室使用功能,确定柱网布置。这是一个上下协调的过程,在方案设计中,需要多次调整柱网,在解决上、下部不同的使用功能之间找一个平衡点,对建筑师是一个极具挑战性的题目。为使地上地下建筑均取到满意的效果,有时可采用转换大梁或转换层过渡,但将加大造价及对结构带来不利的影响。
柱网的布置还须考虑有利于后浇带或伸缩缝的设置,大型地下室的后浇带或伸缩缝通常是不可少的。
  2、 地下室防水设计
  地下室必须进行防水设计。防水设计应根据工程性质、埋置深度、地下水位高度、水文地质变化等影响选择设防标准。
  防水设计应遵循“以防为主”、“阻排结合”、“迎水面设防”的原则。根据防水等级,可以采用一道或多道设防。利用结构混凝土自防水作为一道防水层最为合理。需要注意的是,地下室防水与屋面防水是两个不同的概念,不可混淆。
  地下室的防水层大体分刚性和柔性两大类。在设计规范中,对不同的防水等级的使用范围、设防要求都有明确规定。
  2.1、 结构自防水
  结构刚性自防水是利用结构本身的密实度阻挡水的渗透,来达到防水的目的。由于混凝土是多孔材料,当作为自防水时,必须掺外加剂以改善性能。
  由于砼在硬化过程中水分的蒸发会产生体积收缩,当收缩受到地基或内部的约束,内部产生拉应力,为了减少这方面的影响,通常每30~50米设一道后浇带,宽度700至1000毫米,以减少砼早期裂缝的出现,填充时,采用补偿收缩或膨胀砼,使砼保持一定的压应力,避免拉应力出现,产生裂缝渗漏,后浇带的梁钢筋一般不切断,板的钢筋可以切断,但要适当加大配筋,填充前焊接或搭接,以增强抵抗收缩应力的能力。
  防水砼的抗渗等级根据地下室埋深及壁、板厚度确定。
  防水砼梁、板及壁板施工缝、后浇带两侧应设2~3毫米厚钢板止水带,增加水渗透的线长度,达到止水效果,也可预先埋设遇水膨胀橡胶止水带,其防渗性能比较强。
  当地下室长度较长,达到120米以上时,只设后浇带仍然不能解决使用期间由于砼干缩而产生的裂缝而渗漏,这时应设置伸缩缝,将过长的平面分开,减少或避免裂缝出现。当只有一层地下室时,可以采用中埋式橡胶止水带,如图一、图二,经使用效果很好。当有二层以上地下室时,宜采用中埋橡胶止水带与铜板止水带同时设置对抵抗水压影响较有利,结构自防水、防水砂浆要达到抗渗要求,防止砼不密实而渗漏是完全可以达到,但是要防止砼由于干缩、徐变、温、湿度变化而引起裂缝是不可靠的,特别是大尺度的地下室。即使配筋特多的大型水坝亦会出现裂缝,因而除了采用防水砼外,还须在迎水面设置柔性防水层。
  2.2、 刚性防水层
  刚性防水层的基层为地下室的底板下之素砼垫层和地下室砼外壁,抹于迎水面一侧,在砼壁与底垫层交接处应抹成R=50毫米的半园形。
  刚性防水抹面采用聚合物水泥砂浆20毫米厚,或采用水泥砂浆五层作法防水抹面25毫米厚,抹平压实,即可达到满意的效果。
  桩基不设承台时,桩入底板深度及桩头表面,均应将底板下刚性防水抹面连续铺抹;当桩基设有承台时,桩人承台部分及桩顶面可不抹防水砂浆,刚性防水抹面宜由地下室底板底面开始伸下梁侧,承台侧400毫米,以保证转角部位底板的防水效果。
  2.3、 柔性防水层
  柔性防水材料较多,主要根据建筑物的性质、使用功能、使用环境条件、结构特点和施工素质等进行选用。柔性防水层必须设置保护层,防止柔性防水层损坏。
  柔性防水层,主要有涂料防水层与卷材防水层两种,由于施工简单,经济合理,质量容易保证,设计人员及施工单位均乐意采用。柔性防水层应设在迎水面一侧。
  2.3.1、 涂料防水层
  防水涂料层包括有机防水涂料和无机防水涂料,无机防水涂料宜用于结构主体的背水面,应具有较高的抗渗性,且与基层有较强的粘结性,由于在室内,对室内装修等有一定的影响,所以很少采用,只有当迎水面防水层及主体结构防水失效时有裂缝、渗漏时才采用,作为一种防水措施,但由于延伸性差,在砼收缩变形时,难免不会拉裂而有渗漏现象出现。
  有机防水涂料,宜设于结构主体的迎水面,有机防水涂料一般具有较好的延伸性及较大适应基层变形能力,对大型地下室,由于收缩及温湿变化可能引起微裂缝时,迎水面采用有机防水涂料层是一种较好设计方案。
  2.3.2、 卷材防水层
  卷材防水层铺设在地下室砼结构主体底板垫层至墙体顶端的水泥砂浆抹面基层上,在外面围合形成封闭的防水层。
  高聚物改性沥青防水卷材,采用单层时厚度不小于4毫米;采用双层时,每层厚度不小于3毫米。
  合成高分子防水卷材,采用单层时,厚度不小于2毫米;采用双层时,每层厚不小于1.2毫米。
  从设计选择考虑,一般选用拉伸强度高、延伸率大的卷材为好,以适应砼变形的影响。由于卷材是工厂化生产,其厚度、质量均能保证,因而是柔性防水层理想选择。
  二、 防水施工
  防水设计和防水施工,同样重要,缺一不可。现就上述三道设防要求重点分述如下:
  1、 泵送砼:
  1)水泥宜采用42.5级矿渣水泥,减少水泥水化热,掺有粉煤灰时每m3砼水泥用量不得小280kg,不应采用早强水泥。
  2)适量掺加不低于二级的粉煤灰代替部分水泥,推迟砼放热高峰,增加砼的和易性及密实度,但掺量不应大于水泥用量的20%。
  3)适当加入减水剂,减少用水量,便于减少砼收缩。
  4)添加一定比例的外加剂,采用补偿收缩砼,设置加强后浇带(15天后可浇注),使砼中建立一定的预压应力,抵消砼在硬化过程中产生部分的拉应力。
  5)严格控制砼的塌落度,泵送砼塌落度应控制在120±20毫米以内。
  6)水灰比不得大于0.5。
  7)有条件时利用60d龄期强度,减少水泥用量,从而降低水化热,尽量避免砼内外温差过高造成砼开裂。
  8)进行保温保湿养护,延长保养时间,减少使砼内部的温度梯度,避免砼产生贯穿透性的裂缝。
  2、 防水砂浆防水层
  防水砂浆作为防水的一道设防,简单可采用1:2.0或1:2.5水泥砂浆(水灰比0.40~0.50)20毫米厚,分五次防水铺抹。铺抹时,层间施工缝互相复盖,紧密结合压实,最后一层表面提浆抹光。
  3、 卷材防水层
  卷材防水层对于地下室特别是大型、超长地下室十分重要,必须保证施工质量,其基层必须平整、干净、干燥,是保证卷材防水层质量的关键。所选用的基层处理剂、胶粘剂、密封材料等配套材料,均应与铺贴的卷材性相容。
  铺贴方法有冷粘法铺贴和热熔法铺贴,均应辊压粘结牢固,不得有空鼓、皱折。
  4、 后浇带施工处理
  后浇带两侧自然形成两道施工缝,一般埋设金属止水带或遇水膨胀橡胶止水条,在后浇砼时必须先将原砼表面松散部分轻轻凿除,清理干净,如果是金属止水带,其上下表面均应洗擦干净;若是遇水膨胀止水条,则应避免过份用水洗擦,应在砼表面洗擦干净后,再嵌入遇水膨胀止水条,最后用微膨胀砼浇注后浇带,并振捣密实。
  由于施工缝清清洗不干净,而出现渗水现象亦时有发生,一般应在施工缝迎水面再增加一道卷材柔性防水层防范。
  5、 变形缝施工处理
  变形缝止水带有采用金属和橡胶止水带两种,同时在迎水面增设多一道可伸缩的卷材防水层
  中埋式橡胶止水带由于拉伸变形大,适应性强,在大型地下室经常使用。
  三、 结语
地下室防水设计与施工,方法,构造很多。结构自防水在大型超长地下室中,砼的密实度可以达到抗渗的要求,但微裂缝不可能避免,设置柔性防水层,是保证防水质量的理想选择。

  参考文献
  1.GB50108-2001《地下工程防水技术规范》
  2.DBJ15-19-97《建筑防水工程技术规程》
  3.GB50208-2002《地下防水工程质量验收规范》
  4.GB50010-2002《混凝土结构设计规范》
     
 
 
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