地下室外墻后澆帶快速封閉防滲技術(shù)

黃漢林HUANG Han-lin

（廣東義方致遠(yuǎn)科技有限責(zé)任公司，廣州 511455）

0 引言

地下室工程一般為超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，為了防止地下工程和上部高層建筑在施工期間因地基不均勻沉降、溫度應(yīng)力、收縮變形等對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，每座高層建筑周?chē)牡叵率彝鈮σ话愣疾捎么怪绷粼诘叵率彝鈮鬂矌1]。這樣，主體結(jié)構(gòu)與地下工程整體分離，待建筑主體完工后即可進(jìn)行后澆帶封閉。但地下室外墻后澆帶二次封閉時(shí)間間隔較長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致防水層施工、肥槽土方回填、室外管網(wǎng)、道路、景觀綠化等工序不能緊密搭接，不利于施工工期的節(jié)約；且如果肥槽長(zhǎng)期不回填，就會(huì)增加大量的邊防設(shè)施，增加不必要的成本投入，增加安全隱患。因此，需要采取相應(yīng)的技術(shù)措施，對(duì)地下室外墻后澆帶進(jìn)行提前封閉，以減少因后澆帶二次澆筑的等待時(shí)間對(duì)后續(xù)工序的影響[2]。

1 技術(shù)原理

根據(jù)后澆帶的功能特性、施工特點(diǎn)以及后澆帶后續(xù)工序要求，采用具備一定柔性和彈性的2mm 厚45°梯形波紋鋼片對(duì)后澆帶實(shí)現(xiàn)提前封閉，使后續(xù)工序能夠盡快開(kāi)展。當(dāng)后澆帶兩側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)硬化收縮、溫度收縮或產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，波紋鋼片能夠如同彈簧一般拉伸，實(shí)現(xiàn)后澆帶提前封閉的同時(shí)，確保后澆帶兩側(cè)混凝土自由形變，不阻礙后澆帶發(fā)揮其自身作用。波紋鋼片采用內(nèi)嵌形式封閉，貫穿后澆帶寬度，兩側(cè)延伸進(jìn)入兩側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)，與兩側(cè)鋼筋焊接，除了對(duì)后澆帶起到提前封閉的作用，還相當(dāng)于在后澆帶處多增加了一道止水帶，與后澆帶原止水帶共同發(fā)揮止水作用，為后澆帶抗?jié)B漏提供雙重保障。此外，使用PTB 乳液改性砂漿填充波紋鋼片凹槽，提高了材料韌性能、粘結(jié)性能、抗?jié)B性能，保證后續(xù)防水層粘貼牢固，確保后續(xù)工序提前穿插施工，節(jié)約工期。

該技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：①施工周期短：采用快速施工方法，可以大大縮短施工周期，提高工程效率。②防滲效果好：通過(guò)密封的后澆帶處理，可以有效地防止地下室外墻的滲漏問(wèn)題。③適用范圍廣：該技術(shù)適用于各種類(lèi)型的地下室工程。

2 封閉材料的選擇

波紋鋼片通過(guò)卷邊增加面外變形，以提供幾何剛度，從而不易發(fā)生自身屈曲。波紋的形狀提高了鋼片的穩(wěn)定性，相較于傳統(tǒng)的平板，相當(dāng)于在傳統(tǒng)平板的基礎(chǔ)上設(shè)置加勁肋，從而增加了抗剪強(qiáng)度。由于波紋鋼片呈波紋幾何形狀，當(dāng)其受兩端向外的拉力時(shí)，類(lèi)似于后澆帶兩側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的硬化收縮。波紋狀的鋼片如同彈簧拉伸一般，具有一定的柔性和彈性，不會(huì)限制后澆帶兩側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的自由收縮[3]。

本文針對(duì)常用的波紋鋼片截面形狀，SW（正弦形）、TW（梯形）、TRW（三角形），建立Abaqus 有限元模型，模擬了波紋鋼片與后澆帶兩側(cè)鋼筋網(wǎng)的焊接情況。在模型中，我們假設(shè)連接是可靠的，并且加載過(guò)程中不會(huì)發(fā)生破壞。波紋鋼片的厚度為2mm，波峰與波谷之間的垂直距離為35mm，寬度為1440mm，高寬比為1.92。通過(guò)這個(gè)模型，我們可以對(duì)波紋鋼片的受力和變形情況進(jìn)行分析[4]。

根據(jù)后澆帶提前封閉的施工需求，既需要實(shí)現(xiàn)對(duì)后澆帶的提前封閉，滿足后續(xù)防水層等工序的施工要求，不能因后澆帶兩側(cè)不均勻沉降或收縮導(dǎo)致防水層等變形破壞，具備一定的剛度，又要使后澆帶兩側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自由收縮，具備一定的柔性、延性[5]。為此，對(duì)上述三種模型進(jìn)行加載分析，以尋求最佳的波紋鋼片截面形式，分析結(jié)果如表1 所示。

表1 各截面波紋鋼片的變形能力及延性分析結(jié)果

由表1 可知，三者在正方向的極限層間位移角為1.0%-1.8%之間，負(fù)方向?yàn)?.9%-1.7%，說(shuō)明結(jié)構(gòu)變形能力較好，但三者的層間位移角各不相等，表明截面類(lèi)型對(duì)結(jié)構(gòu)的變形能力有較大的影響，SW 屈服后的變形能力較差，TRW 在達(dá)到峰值荷載后，表現(xiàn)出延性特征，變形能力較好，而TW 的變形能力位于兩者之中。SW、TW 及TRW正加載方向的延性率依次為2.9，4.4 和5.3，說(shuō)明TRW 和TW 的延性比SW 好，其中TRW 更是略高于TW。

綜合模型分析結(jié)果，正弦形截面剛度較大，但其延性差；三角形截面的波紋鋼片的變形能力和延性最佳，但剛度最??；梯形截面位于前兩者之間，延性略低于三角形截面，但剛度較高?？紤]到后澆帶提前封閉的施工需求，要求一定的延性和剛性。進(jìn)一步對(duì)梯形截面的波紋角進(jìn)行對(duì)比分析研究，以選出最合適的尺寸。波紋角設(shè)置為45°、60°、75°和90°，依次對(duì)應(yīng)模型名稱(chēng)TW-A45、TW-A60、TWA75 和TW-A90。計(jì)算結(jié)果顯示改變波紋角對(duì)梯形波紋鋼片的剛度、變形能力以及延性沒(méi)有顯著影響。為了后續(xù)工序能夠在波紋鋼片上順利開(kāi)展，且便于波紋鋼片于后澆帶兩側(cè)的連接、抹面整片方便以及方便鋼片加工，選用波紋角為45°，厚度2mm 的梯形波紋鋼片。

為了給內(nèi)嵌波紋鋼片提供更強(qiáng)的連接作用，并且能夠?yàn)椴y鋼片提供可靠的后背支撐，將波紋鋼片兩側(cè)內(nèi)嵌入后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)，與兩側(cè)鋼筋固定，波紋鋼片背靠后澆帶面筋，與面筋固定，略?xún)?nèi)嵌于后澆帶一側(cè)。這樣既能有利于波紋鋼片助力完成后澆帶使命，提前封閉的同時(shí)，封閉面又不會(huì)凸出于兩側(cè)結(jié)構(gòu)表面。另外，為確保波紋鋼片與混凝土粘結(jié)牢固，波紋鋼片兩側(cè)表面都進(jìn)行打磨粗糙。

相較于磚砌提前封閉，后澆帶處波紋鋼片通長(zhǎng)不斷開(kāi)，不僅能夠有效提前封閉后澆帶，方便后續(xù)工序開(kāi)展，還能利用鋼材的致密性，確保后澆帶位置不發(fā)生滲漏，同時(shí)，波紋鋼片延長(zhǎng)嵌入后澆帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，與鋼板止水帶等長(zhǎng)，相當(dāng)于在后澆帶接縫處設(shè)置兩道鋼材質(zhì)止水結(jié)構(gòu)，提高后澆帶兩側(cè)接縫的抗?jié)B防漏效果。

3 填充材料的選擇

由于后澆帶所用的鋼片為梯形波紋鋼片，鋼片表面存在凹凸?fàn)畈ǚ迮c波谷，為了給后續(xù)工序（如防水層施工）提供平整、符合要求的表面，需要對(duì)封閉面上波紋鋼片的凹凸面進(jìn)行填充找平。為了保證波紋鋼片一定的柔性和彈性，以滿足后澆帶兩側(cè)混凝土自由收縮，填充材料需具備一定的彈性。同時(shí)后澆帶還需抵抗回填土和澆筑混凝土?xí)r所產(chǎn)生的側(cè)向應(yīng)力，填充材料需具備一定的抗壓能力。本文采用PTB 乳液改性砂漿對(duì)凹凸?fàn)畈ǚ迮c波谷進(jìn)行填充，PTB 乳液改性砂漿是一種利用PTB 乳液作為改性劑的砂漿材料。PTB 乳液是一種聚合物乳液，主要由聚丙烯酸酯類(lèi)樹(shù)脂、助劑和水等組成。通過(guò)添加PTB 乳液，可以改善砂漿的變形能力和回彈性，使其在受到外力作用時(shí)能夠更好地吸收和分散應(yīng)力，減少砂漿的開(kāi)裂和破壞。PTB乳液中的聚合物能夠與砂漿顆粒形成牢固的粘結(jié)，使砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度得到提高，從而增加了砂漿的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。提高砂漿的柔韌性和延展性，減少砂漿的開(kāi)裂和斷裂。改善砂漿的施工性能，提高施工效率和質(zhì)量。PTB 乳液中的聚合物能夠形成一層保護(hù)膜，阻止水分滲透到砂漿內(nèi)部，從而提高了砂漿的防水、耐水性能[6]。

4 施工工藝流程

圖1 工藝流程圖

5 操作要點(diǎn)

5.1 波紋鋼片加工

①根據(jù)后澆帶的寬度加工制定相應(yīng)寬度的波紋鋼片，如圖紙?jiān)O(shè)計(jì)后澆帶寬度為800mm，即波紋鋼片的寬度為1200mm。（內(nèi)嵌波紋鋼片兩側(cè)各伸出200mm）

②使用1200mm（寬）×1000mm（高）梯形波紋鋼片，鋼片厚度為2mm，波峰與波谷垂直高度為35mm，波紋角為45°，如圖2 所示。

圖2 波紋鋼片立面圖

圖3 后澆帶兩側(cè)混凝土完成

5.2 波紋鋼片與鋼筋骨架焊接

為防止鋼片安裝偏位，鋼片安裝前先進(jìn)行放線定位，波紋鋼片從下往上逐片安裝。為方便工人安裝，每塊鋼片高度為1m，波紋鋼片之間搭接20-30mm，每片鋼片兩側(cè)先點(diǎn)焊固定，再密封焊接。為了加強(qiáng)鋼板的整體性，減少鋼板之間的間隙，鋼板全部安裝完畢后，采用手工氬弧焊將上下鋼板之間的接縫一側(cè)進(jìn)行滿焊。鋼板焊接后，上部用模板硬封閉，防止其他雜物、垃圾落入后澆帶內(nèi)，影響混凝土澆筑質(zhì)量。

5.3 后澆帶兩側(cè)混凝土施工

后澆帶兩側(cè)混凝土施工前，必須對(duì)止水鋼板以及波紋鋼片進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，及時(shí)糾正位置偏差。后澆帶兩側(cè)混凝土澆筑振搗過(guò)程中，應(yīng)設(shè)專(zhuān)人看護(hù)波紋鋼片，防止?jié)仓蛘駬v施工過(guò)程對(duì)波紋鋼片產(chǎn)生碰撞甚至破壞。[7]

5.4 后澆帶兩側(cè)混凝土清理與波紋鋼片沖洗

①后澆帶兩側(cè)混凝土養(yǎng)護(hù)完成拆除模板后，對(duì)兩側(cè)混凝土表面垃圾、雜物進(jìn)行清除。用電鎬將松動(dòng)混凝土以及快易收口網(wǎng)鑿除，將整個(gè)混凝土表面的浮漿鑿成粗糙面，露出下面密實(shí)的混凝土層，用壓力水沖洗，使混凝土表面新鮮、毛面、干凈無(wú)油污。

②將施工過(guò)程中被壓彎、踩彎的后澆帶鋼筋進(jìn)行恢復(fù)，按設(shè)計(jì)圖紙有關(guān)大樣進(jìn)行搭接或加密處理，并墊好保護(hù)墊塊?；謴?fù)完成后，報(bào)甲方以及監(jiān)理單位進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。

③后澆帶兩側(cè)混凝土清理以及后澆帶鋼筋恢復(fù)的過(guò)程中不能對(duì)波紋鋼片造成碰撞或破壞，并對(duì)波紋鋼片進(jìn)行沖洗，控制沖洗水壓，不能沖彎鋼片，沖洗鋼片表面飛濺的浮漿。

5.5 批PTB 乳液改性砂漿

①施工順序按照先填充梯形凹槽，再抹凸出面，先上后下，先中間后兩邊的順序。砂漿分層抹平，每層厚度以10mm 為宜。并應(yīng)在上一層砂漿凝固后再施工下一層，以防止所涂砂漿內(nèi)部松動(dòng)。對(duì)其表面進(jìn)行抹面找平，自下而上刮平、抹平、壓實(shí)。[7]

②批砂漿結(jié)束后2h 開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)不少于7d，且每天養(yǎng)護(hù)不少于兩次。

③養(yǎng)護(hù)完成后，清理表面雜物、油污、沙子、表面凸出的砂漿塊等，及時(shí)修補(bǔ)平整表面。

5.6 防水層及其保護(hù)層施工

①卷材鋪貼。定位測(cè)量，在地下室外墻上彈出卷材控制基準(zhǔn)線。對(duì)陰陽(yáng)角部位進(jìn)行附加層施工，把已剪好的卷材剝?nèi)ジ綦x紙后，按照彈好的基準(zhǔn)線，翻轉(zhuǎn)和鋪貼防水卷材。卷材之間的搭接為平行搭接，待長(zhǎng)、短邊搭接施工時(shí)再揭除上下卷材搭接隔離膜。[8]

②滾筒排氣。卷材鋪好后，用軟膠板從卷材搭接方向的中間向另一側(cè)刮擦排氣，使卷材充分粘合。搭接粘貼下一卷時(shí)，將下卷重疊處的隔離型紙?zhí)崞?，將上卷與搭接控制線對(duì)齊后粘貼在下卷上，刮去空氣，充分粘牢。

③搭接封邊，閉口密封。撕掉上下卷材搭接處的隔離膜，刮去搭接處的水泥漿，用水泥素漿密封抹平。

④卷材施工完畢后，用水泥漿將擠塑板粘貼在防水卷材之上，作為防水層的保護(hù)層，以防止回填土方時(shí)對(duì)防水卷材造成破壞。

5.7 基坑土方回填

防水層及其保護(hù)層施工完畢后，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行土石方回填?；靥钔?xí)r，應(yīng)注意保護(hù)后澆帶封閉部分。后澆帶必須用松軟優(yōu)質(zhì)的土覆蓋和保護(hù)，方可允許車(chē)輛通過(guò)。后澆帶區(qū)域內(nèi)不允許進(jìn)行機(jī)械搗固作業(yè)，必須采用人工分層回填夯實(shí)，避免封閉材料因擠壓而擾動(dòng)，損壞防水層。回填過(guò)程中應(yīng)有專(zhuān)人對(duì)后澆帶進(jìn)行檢查和保護(hù)。[9]

6 結(jié)語(yǔ)

為確保地下室外墻施工質(zhì)量以及安全穩(wěn)定性能，設(shè)置地下室外墻后澆帶，釋放地下室外墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，防止地下室外墻開(kāi)裂滲漏。傳統(tǒng)的地下室外墻后澆帶施工方法所需的施工時(shí)間較長(zhǎng)，后續(xù)工序不能盡快開(kāi)展，工期損耗較大，不利于節(jié)約有限的施工空間和施工工期。

本文采用波紋鋼片內(nèi)嵌后澆帶，結(jié)合批PTB 乳液改性砂漿，實(shí)現(xiàn)了地下室外墻后澆帶的提前閉合，減短后澆帶施工與后續(xù)工序的銜接等待時(shí)間，為后續(xù)工序的快速開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)，有效節(jié)省了工期，有利于緩解施工空間有限的問(wèn)題，方便施工布局，大大提升文明施工形象。另外，在后澆帶提前閉合的同時(shí)，不會(huì)妨礙地下室墻體后澆帶兩側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的自由收縮，發(fā)揮了后澆帶本來(lái)的用途。又能夠與后澆帶原本設(shè)置的止水鋼板共同對(duì)保障后澆帶接縫抗?jié)B效果起到雙重保障的作用，對(duì)于保證地下室外墻施工質(zhì)量、提高施工效率具有重要意義。

該技術(shù)適用于建筑工程地下結(jié)構(gòu)及地下工程，尤其適用于施工場(chǎng)地狹小，工期進(jìn)度緊張，室外園建工程量大，需超前進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行穿插施工，對(duì)地下室外墻后澆帶需提前封閉的工程?，F(xiàn)階段全國(guó)各地住宅小區(qū)基本采用整體地下室（地下停車(chē)場(chǎng)），地下室外墻后澆帶快速封閉防滲施工技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。