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一、根据不同的环境及要求,合理地进行设计,选择合适的防水材料
1.防水设计的原则。防水工程设计应遵循“迎水面设防”、“以防为主,防排结合”的原则,并采用“多道设防”、“刚柔并济”、“节点密封”等措施,根据不同的环境,因地制宜,利用各种手段进行综合治理以确保达到预期的防水效果。
2.防水材料的选型。目前,建筑市场上的防水材料多种多样,大体上可分为五个大类,即防水卷材、防水片材、防水涂料、密封材料及防渗堵漏等特种用途的防水材料。而每一大类中又可进行细分,如防水卷材可分为沥青类、橡胶类、高分子类;防水涂料可分为水泥基类、复合类和高分子类等等。每种材料都各有其特性,因此必须根据防水工程的部位、所处的环境、设计防水等级和功能需要等,选用合适的防水材料,充分发挥各类材料的特性,以期获得最佳的防水效果。
(1)屋面:屋面因其长期暴露,阳光、雨雪可直接侵蚀,季节、昼夜的温度变化也会使屋面板产生伸缩,因此应优先选用耐久性好、抗老化性能力强,且具有一定的延伸性、耐热度高的防水材料,如聚脂胎改性沥青防水卷材、PVC防水卷材、三元乙丙防水片材或防水沥青油毡等。
(2)地下:由于地下工程长期处于潮湿的状态,温差变化也较小,因此除了需采取“刚柔并济”的多道设防外,还应选用耐腐蚀性好、使用寿命长的柔性防水材料,如玻纤胎、聚脂胎改性沥青卷材等。
(3)厕浴间:厕浴间一般面积不大,但是阴阳角很多,而且各种穿楼板管道也多,防水卷材、片材施工起来比较困难,一般选用防水涂料为宜,施工简便快速,且其涂层可形成整体的无缝涂膜,质量也可以得到保证,如聚合物水泥防水涂料、改性沥青涂料、聚氨脂防水涂料等。
以本人参与管理的一个工程实例,来具体来说明防水材料的选型问题:该工程的屋面为钢结构屋面,屋面双向跨度均比较大(约180m),屋顶设置了纵横交错的供排水及检修用的天沟,因此钢板连接的拼缝和螺栓节点较多,经过反复研究,最终确定采用丁基橡胶防水胶带、单组分聚氨酯防水涂料、单组分聚氨酯密封膏等多种材料来对节点防水进行处理。
(1)接缝处防水节点。对于接缝处,先用30mm宽丁基橡胶防水胶带沿接缝部位粘贴,然后再在密封胶带部位涂刷300mm宽、1.5mm厚的单组分聚氨酯防水涂料。待接缝处防水涂料干燥成膜后,再铺设保温板,热合一层PVC防水卷材。
(2)螺栓连接处防水节点。螺栓连接处的防水做法比较困难,用一般的材料都不容易达到理想的效果,而且如果该处产生变形,螺栓很容易将防水层戳破,导致渗漏现象的发生。对此,我们考虑先用单组分聚氨酯密封膏将螺栓整个包裹住,并做成圆弧状。这样既可以避免发生较大变形时,螺栓可能对防水层产生的损坏,同时也便于上层单组分聚氨酯防水涂料的施工,并保证防水涂膜的质量。
(3)适用性分析。丁基橡胶防水胶带是由丁基橡胶与聚异丁烯共混而成,它是一种无溶剂环保型密封粘结材料,主要具有以下特点:①优异的机械性能:粘接强度、抗拉强度、延伸率和弹性都非常好,对于界面形变和开裂适应性强;②化学性能非常稳定:具有优异的耐化学特性,耐候性、耐老化性和耐腐蚀性都很强,耐老化性时间可长达20年;③可靠的应用性能:具有优异的粘接力,尤其是防水性、密封性、耐低温性是普通密封条无法比拟的。
二、做好施工前的准备工作,为后续防水的施工创造条件
1.基层处理。防水层是依附于结构基层的,其质量好坏将直接影响防水层的质量,因此在防水层施工之前应先对基层进行处理。一般基层应做到坚实、平整、表面无起砂、起皮、裂缝和积水,含水率符合规范的要求,转角部位还应做成圆弧,阴角直径宜大于50mm,阳角直径宜大于10mm。对于卷材等需要涂刷基层处理剂的,应控制基层处理剂涂刷的时间,一般之允许提前半天进行。
2.防水材料的准备。我们应该在施工前严格对防水材料的质量进行把关。优先选用厂家信誉好、材料品质好的企业来供应防水材料,而不能贪图便宜,使用劣质的防水材料,到头来反而得不偿失。防水材料使用前,还必须要按照国家相应规范的要求对防水材料的强度、延伸率等性能进行抽检,以确保防水材料的质量。
3.实行技术交底和样板施工制度。(1)施工前,应对施工作业人员进行全面的技术交底,使施工作业人员对防水施工的工艺和重点部位的处理措施都有所了解。(2)大面积正式施工之前,还应先进行样板的施工,使施工作业人员对施工工艺有更深的认识,并在样板的施工中提前发现问题,预防预控,以免影响整个防水工程的质量。
三、按照施工工艺的要求严格控制施工过程的质量
仅以聚合物水泥防水涂料为例,说明其质量控制要点:
(1)材料配置:严格按照厂家提供的配合比,把液料、粉料加水进行调制,水的填加量可适量调节,以调整涂料的粘稠度,以满足立面和平面不同施工部位的施工要求。浆液须搅拌均匀,保证无结块,拌和好的浆液应在3h内用完。各层涂料应分别按照对应的配比进行配置,不得混淆使用。
(2)细部附加层施工:应先做细部附加层的施工,然后再进行大面防水涂料的施工。细部施工时应先对管根等部位的凹槽内嵌填密封膏,密封材料应压嵌严密,并与缝壁粘结牢固,不得有开裂、鼓泡和塌陷的现象。在地漏、管根、阴阳角和出入口等易发生漏水的薄弱部位,应加一层胎体增强材料,材料宽度不小于300mm,搭接宽度不小于100mm。
(3)施工时应注意每次涂刷的时间间隔,须待前一次涂刷的浆体干燥后方可进行下一次涂刷,一般为8小时左右。多遍涂刷,直到达到设计要求厚度,每遍涂刷方向应与前一遍涂刷方向垂直。
四、重视细部节点部位的防水施工
细部节点主要包括后浇带、变形缝、阴阳角、穿墙、楼板的管根或洞口等,它是防水工程中的最薄弱的环节。由于其数量众多,且施工起来比较困难,如果防水收头没有封闭,很容易会引起渗漏的发生。根据以往工程的经验,很多渗漏的原因都是节点部位的防水出了问题,而越是这样,我们更应该对节点部位的防水施工引起重视。《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)和《地下建筑防水构造》(国家建筑标准设计图集02J301)中对一般细部节点的构造均有明确的做法和要求,我们只要严格按照执行,就可以确保细部节点的防水质量,从而保证工程的正常使用和耐久性。下面我选取两个比较典型的细部节点,说明其防水做法和质量控制要点。(1)底板与侧墙交接部位。由于底板与侧墙不是同时浇筑的,因此如何做好防水卷材的保护和搭接是该部位防水施工的重点。施工时,可采用砌筑永久性保护墙(砖胎模)的方式,先空铺施工防水卷材附加层,然后在附加层上再做一层防水卷材,两层防水卷材之间采用满粘法。在结构底板标高的位置先甩出卷材接茬的长度,一般不小于300mm,并采取覆土或虚砌3皮砖的方式对防水卷材进行保护。底板施工完毕后,将甩茬的防水卷材表面清理干净,再与上部防水卷材进行搭接,搭接长度不小于100mm。(2)地下室外墙后浇带。后浇带防水是外墙防水施工的关键,如果措施不当,将对整个外墙的防水质量产生很大的影响。可采用在后浇带部位加设预制钢筋混凝土盖板的方式,将防水材料施工于盖板上,从而使防水层形成一个整体。
五、防水层完成后严格进行质量检查,提前发现问题,予以处理
质量检查是我们能“亡羊补牢”的最后一道工序。一旦保护层施工完成,再想要寻找防水层的渗漏点,那是相当困难的。这就要求我们必须严格按照规范的要求进行质量检查的程序,争取能提前发现防水施工中的不足之处,对可能存在渗漏隐患的地方进行修补。
一般的质量检查工作包括外观、搭接长度、防水层厚度等的检查和闭水试验。
六、加强成品保护,及时完成保护层的施工
成品保护的工作是防水施工中最容易被忽略的一个环节,但是成品保护的好坏却也最直接影响着防水工程的质量。防水层整个施工过程中,应注意对其进行保护;闭水试验完成后,应及时完成保护层的施工,以免防水层被破坏。
1.施工作业人员须穿软底鞋,严禁穿带钉子或尖锐突出的鞋进入现场,以免破坏防水层。
2.施工过程中,质检员应随时、有序的进行质量检查,如发现有破损、扎坏的地方要及时组织人员进行正确、可靠的修补,避免隐患的产生。
3.不得在已验收合格的防水层上打眼凿洞,如必须穿透防水层时,应先与技术管理人员沟通,以便提出合理的修补措施并及时进行修补。
4.钢筋绑扎和模板支设时应尽量减少对防水层的冲击,必要时可加设柔性材料进行隔离。严禁抛掷钢管、钢筋、扳手等材料和工具,以免破坏防水层。
5.在施工过程中对易受污染、破坏的防水层成品和半成品要进行标识和防护,并派专人进行巡视检查,发现有保护措施被损坏的,要及时进行修复。
工程的渗漏及防水通病,严重地影响了用户的正常使用,但是它并不是无法避免的。只要我们明确“设计是前提,材料是基础,施工是关键,管理是保证”的思想,在防水工程的施工中严格对各工序的质量进行控制,采取有针对性的预防控制措施,必定能达到预期的目标。
参考文献:
①它是溶液,而且是真溶液.应永不分层,无沉淀;
②粘度很低,有些浆材粘度甚至接近水;
③固化或胶凝时间可人为控制;
④可用泵灌入裂缝,充填裂隙,堵截渗漏水,具有原位修复止水结构或单独构建防渗帷幕之功能,特别适用于地下隐蔽工程;
⑤固化或胶凝时体积收缩很小;
⑥固化物或胶凝体本身不渗水;
⑦固化物或胶凝体耐久性良好.上述特点和功能是我们通常熟习的防水建筑材料所不具备也无法替代的,正因如此,化学灌浆材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成为防水建筑材料中不可或缺的重要成员
2.常用化灌浆材的分类
目前国内常用的化学灌浆材料按其性能与用途大致分为两大类,六大品种系列,上百种品牌.第一类是防渗止水型,这包括水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯和木质素浆材四大品种系列.第二类是补强加固型,这包括环氧树脂与甲基丙烯酸甲酯浆材两大品种系列.其中水玻璃浆材又可分碱性与酸性两大品种,聚氨酯浆材又可分油溶性、水溶性与弹性三大品种,环氧树脂浆材又可分为非活性稀释剂、活性稀释剂及呋喃树脂三大品种.必须指出,在第一类型中的水玻璃浆材也能用于补强加固工程,只是强度较低;在第二类型中的环氧树脂浆材也能用于防渗止水工程,只是单价偏高.现将国内用量较大的环氧树脂和聚氨酯浆材品牌及研发单位列于下表1和表2.
表1.国内常用环氧浆材品牌及研发单位
浆材品牌SK-1JXHK中化-798CW
研发单位中国水科院天津基础公司杭州华东院科研所广州中科院化学所长江科学院
表2.国内常用聚氨酯浆材品牌及研发单位
浆材品牌
PMLWHWTZS发单位天津大学华东院科研所华东院科研所上海隧道公司
3.主要用途及应用部门
由于化灌浆材具有前述七大特性,故化学灌浆浆材和技术特别适用于工程建设中的堵漏止水、帷幕防渗、基础加固和裂缝修补四个方面.从现在来看,化学灌浆的应用领域主要在水电、建筑、采矿和交通四个行业,具体应用领域大体如下
①大坝、水库、涵闸等基础防渗帷幕和基础加固;
②大堤、渠道、渡槽等的防渗堵漏及加固;
③核电站等的封闭止水防渗[1]和基础加固;
④地下建筑物(如地铁、人防、隧道等)的防渗、堵漏止水、基础加固和裂缝的补强加固;
⑤矿山、工厂有毒废渣、废水和城市垃圾场等截渗工程的防渗帷幕;
⑥矿井建设中的涌水堵漏、流沙治理及对软弱地层加固、稳定的预灌浆;
⑦石油钻井开采中的堵漏止水、钻孔护壁加固和驱油;
⑧桥基加固及桥体裂缝补强;
⑨机场跑道和停机坪、公路和铁路特殊路段的软弱地层加固、防渗和混凝土裂缝补强加固;
⑩江河海港港工建筑物(如码头、船闸、防波堤等)的基础防渗和加固
4.国内化灌浆材应用概况
化学灌浆材料在防水材料中虽属小品种,但随我国基础建设的发展应用量在逐年增加,年用量己远超万吨,现仅根据2004年沿海八城市12个企业或公司粗略统计的用量就有6635T,见表3.同时,在各部门中化学灌浆材料的应用也因工程要求不同而有所不同,有所选
表3.沿海八城市12家企业或公司2004年用浆量粗略统计
浆材种类水玻璃聚氨酯环氧丙烯酸盐
用量(T)/年4000220042015
择差别.如地下建筑业及地铁建筑防水多选用聚氨酯浆材;采矿部门止水和交通部门修复路基多选用廉价的水玻璃浆材;水电部门修筑大坝多选用丙烯酸盐做防渗帷幕和选用环氧浆材加固坝基;文物保护部门则选用甲基丙烯酸甲酯浆材来修复文物建筑等.化学灌浆材料在大型工程中应用量是很大的.葛洲坝电站一期工程护坦止水系统渗漏事故的修复,一次用弹性聚氨酯浆材20余吨;上海地铁4号线塌方冒水事故仅止水一项用聚氨酯浆材就达102吨;三峡工程近几年防渗堵漏和地基加固应用各种化学灌浆材料570多吨,见表4;广东一家化灌企业
表4.三峡工程化灌浆材应用概况
浆材名称CW环氧LW+HW聚氨酯丙烯酸盐
主要用途地基加固止水堵漏防渗帷幕
浆材用量(T)32018070
去年仅在桂、粤、湘公路修复工程的路基加固防渗中就用了水玻璃浆材2000吨以上,由此可见一斑
5.国内化灌浆材研究概况
我国化学灌浆事业是解放后开创的,经50余年发展,成绩斐然[2].这与一些产业部门和部份大专院校培养了一批从事化学灌浆技术的研究队伍密切相关.随着我国基础建设的发展,防水化灌浆材应用量逐年上升,浆材开发与应用的研究也在逐步增多.以近五年为例,在科技期刊杂志库捡索中化学灌浆的研究论文约有323篇,其中浆材研究与应用占240篇,见表5.由
表5.近五年国内化灌浆材研究与应用捡索概况
浆材环氧聚氨酯水玻璃丙烯酸盐丙凝甲凝木质素篇数1127327111052
%46.730.411.24.64.22.10.8
表5可见,从研究论文数量排序讲,前三位是环氧树脂浆材、聚氨酯浆材和水玻璃浆材,而
实际应用中则正相反,水玻璃浆材多于聚氨酯浆材,而聚氨酯浆材又多于环氧树脂浆材.从研究与应用所获成果水平来看也较高,世人瞩目的三峡工程化学灌浆的成果就是例子.该工程在
①应用国内研制的无毒丙烯酸盐浆材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝浆材,首次建造大坝化学防渗帷幕[3];
②选用CW环氧浆材和水泥—化学复合灌浆技术,加固软弱泥化断层破碎带;和
③采用包括化学浆材在内的五层防渗止水措施,处理好泄水闸迎水面多条混凝土活缝上[4]都达到了国际先进水平.这其中三峡工程的高水头混凝土活缝处理,一直是中外媒体关注的焦点
6.化灌浆材与环境保护
化学材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化学灌浆材料也不例外,因此研究与应用化灌浆材的人员一定要提高环保意识,做好防止污染的工作.积多年从事研究与应用防水化灌浆材工作的经验,特提出如下选择与应用化灌浆材,防止污染的四条原则[5]:
①能用水泥浆材解决工程防渗加固问题的绝不用化灌浆材;
②在满足工程防水设计基本要求的前提下,选用化灌浆材应首选无环境污染的水玻璃浆材;
②粘度很低,有些浆材粘度甚至接近水;
③固化或胶凝时间可人为控制;
④可用泵灌入裂缝,充填裂隙,堵截渗漏水,具有原位修复止水结构或单独构建防渗帷幕之功能,特别适用于地下隐蔽工程;
⑤固化或胶凝时体积收缩很小;
⑥固化物或胶凝体本身不渗水;
⑦固化物或胶凝体耐久性良好.上述特点和功能是我们通常熟习的防水建筑材料所不具备也无法替代的,正因如此,化学灌浆材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成为防水建筑材料中不可或缺的重要成员
2.常用化灌浆材的分类
目前国内常用的化学灌浆材料按其性能与用途大致分为两大类,六大品种系列,上百种品牌.第一类是防渗止水型,这包括水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯和木质素浆材四大品种系列.第二类是补强加固型,这包括环氧树脂与甲基丙烯酸甲酯浆材两大品种系列.其中水玻璃浆材又可分碱性与酸性两大品种,聚氨酯浆材又可分油溶性、水溶性与弹性三大品种,环氧树脂浆材又可分为非活性稀释剂、活性稀释剂及呋喃树脂三大品种.必须指出,在第一类型中的水玻璃浆材也能用于补强加固工程,只是强度较低;在第二类型中的环氧树脂浆材也能用于防渗止水工程,只是单价偏高.现将国内用量较大的环氧树脂和聚氨酯浆材品牌及研发单位列于下表1和表2.
表1.国内常用环氧浆材品牌及研发单位
浆材品牌SK-1JXHK中化-798CW
研发单位中国水科院天津基础公司杭州华东院科研所广州中科院化学所长江科学院
表2.国内常用聚氨酯浆材品牌及研发单位
浆材品牌
PMLWHWTZS发单位天津大学华东院科研所华东院科研所上海隧道公司
3.主要用途及应用部门
由于化灌浆材具有前述七大特性,故化学灌浆浆材和技术特别适用于工程建设中的堵漏止水、帷幕防渗、基础加固和裂缝修补四个方面.从现在来看,化学灌浆的应用领域主要在水电、建筑、采矿和交通四个行业,具体应用领域大体如下
①大坝、水库、涵闸等基础防渗帷幕和基础加固;
②大堤、渠道、渡槽等的防渗堵漏及加固;
③核电站等的封闭止水防渗[1]和基础加固;
④地下建筑物(如地铁、人防、隧道等)的防渗、堵漏止水、基础加固和裂缝的补强加固;
⑤矿山、工厂有毒废渣、废水和城市垃圾场等截渗工程的防渗帷幕;
⑥矿井建设中的涌水堵漏、流沙治理及对软弱地层加固、稳定的预灌浆;
⑦石油钻井开采中的堵漏止水、钻孔护壁加固和驱油;
⑧桥基加固及桥体裂缝补强;
⑨机场跑道和停机坪、公路和铁路特殊路段的软弱地层加固、防渗和混凝土裂缝补强加固;
⑩江河海港港工建筑物(如码头、船闸、防波堤等)的基础防渗和加固
4.国内化灌浆材应用概况
化学灌浆材料在防水材料中虽属小品种,但随我国基础建设的发展应用量在逐年增加,年用量己远超万吨,现仅根据2004年沿海八城市12个企业或公司粗略统计的用量就有6635T,见表3.同时,在各部门中化学灌浆材料的应用也因工程要求不同而有所不同,有所选
表3.沿海八城市12家企业或公司2004年用浆量粗略统计
浆材种类水玻璃聚氨酯环氧丙烯酸盐
用量(T)/年4000220042015
择差别.如地下建筑业及地铁建筑防水多选用聚氨酯浆材;采矿部门止水和交通部门修复路基多选用廉价的水玻璃浆材;水电部门修筑大坝多选用丙烯酸盐做防渗帷幕和选用环氧浆材加固坝基;文物保护部门则选用甲基丙烯酸甲酯浆材来修复文物建筑等.化学灌浆材料在大型工程中应用量是很大的.葛洲坝电站一期工程护坦止水系统渗漏事故的修复,一次用弹性聚氨酯浆材20余吨;上海地铁4号线塌方冒水事故仅止水一项用聚氨酯浆材就达102吨;三峡工程近几年防渗堵漏和地基加固应用各种化学灌浆材料570多吨,见表4;广东一家化灌企业
表4.三峡工程化灌浆材应用概况
浆材名称CW环氧LW+HW聚氨酯丙烯酸盐
主要用途地基加固止水堵漏防渗帷幕
浆材用量(T)32018070
去年仅在桂、粤、湘公路修复工程的路基加固防渗中就用了水玻璃浆材2000吨以上,由此可见一斑
5.国内化灌浆材研究概况
我国化学灌浆事业是解放后开创的,经50余年发展,成绩斐然[2].这与一些产业部门和部份大专院校培养了一批从事化学灌浆技术的研究队伍密切相关.随着我国基础建设的发展,防水化灌浆材应用量逐年上升,浆材开发与应用的研究也在逐步增多.以近五年为例,在科技期刊杂志库捡索中化学灌浆的研究论文约有323篇,其中浆材研究与应用占240篇,见表5.由
表5.近五年国内化灌浆材研究与应用捡索概况
浆材环氧聚氨酯水玻璃丙烯酸盐丙凝甲凝木质素篇数1127327111052
%46.730.411.24.64.22.10.8
表5可见,从研究论文数量排序讲,前三位是环氧树脂浆材、聚氨酯浆材和水玻璃浆材,而
实际应用中则正相反,水玻璃浆材多于聚氨酯浆材,而聚氨酯浆材又多于环氧树脂浆材.从研究与应用所获成果水平来看也较高,世人瞩目的三峡工程化学灌浆的成果就是例子.该工程在
①应用国内研制的无毒丙烯酸盐浆材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝浆材,首次建造大坝化学防渗帷幕[3];
②选用CW环氧浆材和水泥—化学复合灌浆技术,加固软弱泥化断层破碎带;和
③采用包括化学浆材在内的五层防渗止水措施,处理好泄水闸迎水面多条混凝土活缝上[4]都达到了国际先进水平.这其中三峡工程的高水头混凝土活缝处理,一直是中外媒体关注的焦点
6.化灌浆材与环境保护
化学材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化学灌浆材料也不例外,因此研究与应用化灌浆材的人员一定要提高环保意识,做好防止污染的工作.积多年从事研究与应用防水化灌浆材工作的经验,特提出如下选择与应用化灌浆材,防止污染的四条原则[5]:
①能用水泥浆材解决工程防渗加固问题的绝不用化灌浆材;
②在满足工程防水设计基本要求的前提下,选用化灌浆材应首选无环境污染的水玻璃浆材;
1.1防水材料对屋面防水工程的影响我国建筑防水材料有多个品种,包括沥青防水卷材、高分子防水卷材、建筑防水材料三个系列。另外,各种刚性防水的外加剂、橡胶止水带等品种的防水材料也在逐年增加,国内大多数防水材料都可以生产,基本上满足了国内市场的需要。但是,目前我国防水材料产品存在着结构不合理问题,低档产品多,中、高档产品少,产品质量往往达不到应有的技术要求,从而导致渗漏。
1.2防水设计对屋面防水工程的影响防水设计不合理也是造成渗漏的原因之一,设计不合理,主要有两方面原因:一是设计部门对防水设计不够重视,只注重建筑和结构设计,从而给工程留下了渗漏的隐患;二是新型防水材料品种繁多,发展迅速,设计人员未能全面了解材料的性能、规格、防水机理、使用技术等问题,导致选材不当,出现渗漏。
1.3防水施工对屋面施工工程的影响屋面施工渗漏的主要原因是施工不当造成的,目前我国的建筑防水施工还没有完全走上专业化道路,不少防水施工人员不懂施工技术,操作马马虎虎,再加上不重视质量控制与管理验收不合格,导致渗漏。此外采用的粘结剂性质与卷材不同,造成粘结不牢;卷材的搭接宽度不够,整体性差。在防水涂料的施工方面,涂料调配比例不当,稀料加入太多,不能很好的成膜,降低了防水性能;在涂刷涂料时薄厚不均,厚度不够。防水施工和其他施工工序混乱,交叉颠倒,也是造成渗漏原因之一。
1.4使用维护因素对屋面防水工程的影响对已投入使用的屋面,长期无人管理和维护,树叶、尘土、碎纸等杂物堆积,堵塞雨水管,使排水不畅,屋面积水,从而导致防水层脱层、腐烂;随风飘落植物种子滋生,根必须扎入防水层中,破坏了防水层:屋面安装的太阳能热水器、水箱、电视天线、广告标语牌等设施,需要在屋面防水层凿眼打洞,防水层破坏后,没有及时修理;在非上人屋面堆杂物、游戏、玩耍等,加快了水层破坏,减低了防水层的耐用年限。
2提高防水工程质量的措施
(1)严格选择防水材料。在防水过程中,要依据建筑物的等级、性质、功能和构造等特点,以及本地区的自然条件,选用适宜的防水材料,以保证防水工程质量,减少日后的维修费用。结合我国的实际情况,现已制定出高、中、低档并举,以中、低档为主,先进技术与实用技术并举,以实用技术为主的发展策略。
(2)加强对防水工程设计与施工人员的培训。加强施工人员的培训,提高施工人员素质。培训要分层进行,通过培训,使防水工程设计人员掌握各种防水材料的性能、防水设计原则与细部构造特点;使施工管理人员掌握防水材料的基本性能、防水构造做法与基本的施工技术使操作人员正确理解和掌握防水工程施工要领。根据不同工程的结构和不同工程的等级和档次,结合各个工程各自防水的特点和要求,选用拉伸强度高,延伸率大,耐老化年限长的适应强的弹性新型防水材料。
(3)认真组织防水工程施工。防水施工队伍专业化,是提高防水工程质量的有效措施。防水工程施工必须严格遵循国家或行业的标准规范。防水工程施工前,施工单位要组织对施工图的会审,通过会审,掌握施工图的细部构造及要求;并在编制防水工程方案和操作说明。施工中,对防水工程的主要部位进行严格的质量控制与检查。
(4)找平层施工符合规范。找平层一般有水泥砂浆找平层和沥青找平层,找平层的厚度和技术要求符合相关规范。找平层宜留设分格缝,分格缝应留设在板端处,其纵横缝的最大间距对于水泥砂浆或者细石混凝土时不宜大于6m,对于沥青砂浆,不宜大于4m。分格缝宽宜在20mm,缝内嵌在密封材料。要求设分格缝表面无开裂、起砂、起皮现象。表面凹凸不平不得不大于5mm;屋面坡度为2%,无倒坡或积水;卷材搭接宽度正确,搭接缝严密,节点处理符合规范要求,无翘边、张口;防水层上的缸砖保护层完整、无损坏。
高层建筑在我们生活中随处可见,同时高层建筑在我们的日常生活和工作中也发挥着越来越大的作用。不可否认的是,我国近几年来在高层建筑的施工技术方面取得了飞跃性的进展的,但是不可忽视的是其在发展的过程中也出现了一系列的问题,特别是高层建筑中的地下室,在有关地下室的防水工程中逐步显现出来的问题越来越多,这些问题都需要我们去逐一的进行解决。
1高层建筑地下室漏水的主要原因
1.1设计原因
在对高层建筑地下室设计的时候,有很多的设计者认为,想要地下室减少出现或者不出现地下室的漏水问题,只要保证地下室的钢筋混凝土墙结构自身具有一定的(删)厚度就可以了,却直接忽略了钢筋混凝土自身的结构抗渗性问题。其次,很多设计者会忽视很多的自然环境问题,如夏季的雨水天气较多,土层中的含水量较高,如果排水设施做的不好,也会导致地下室漏水。最后很多设计者对于地下室的墙角结构设计不合理,将其设计成了直角,却忽略了直角更加容易漏水这一问题。
1.2施工的因素
在进行施工的过程中,会出现很多的问题,这些问题往往都会导致高层建筑地下室的漏水问题。(1)施工的质量:对于高层建筑的地下室工程来讲,其防止漏水的关键就是施工的质量。要求施工人员制定一套系统化的施工顺序,在选择施工材料的过程中尽可能的符合规则。(2)在施工的过程中没有按照图纸进行施工:在对高层建筑的地下室施工过程中,很多施工人员都没有严格的按照所给定的设计图纸进行施工,并且任意的对设计细部构建进行变更施工。而很多的施工人员为了赶工期,加快了施工速度,导致地下室的混凝土结构在没有完全硬化之前就进行了下一步工作。(3)施工团队的整体技术素养不够:目前,大多施工单位对于高层地下工程并不重视,并且没有给出针对高层结构地下室防水问题的解决措施,不仅如此,很多施工人员的专业素养不够,直接导致施工的质量没有保障。
2高层建筑中地下室防水工程的质量控制措施
2.1对地下室进行合理的设计以及施工
任何一个建筑物想要更好的建成并且使用,最重要的一个环节就是建筑的设计以及建筑的施工。合理的建筑设计是一个建筑的灵魂,是建筑的设计的基准。在进行高层建筑地下室的设计时,首先要做的就是以“防排并举、刚柔结合”来作为设计的标准。其次在进行设计的时候应该考虑到地下室自身的用途,并且根据其用途的不同进行一些特殊的设计,以满足使用功能要求。在进行施工的过程中,首先是对施工团队的选择,需要选择业绩优良的、施工的技术能够达到标准的,能够按时的完成施工要求的团队,但是在选择团队的时候,需要考虑到建筑工程所给的整体经费。在施工过程中需要施工团队注意整个施工的工序,以保证更好的施工,没有一个完整的施工工序,会导致施工工人在施工的过程中颠倒施工顺序直接导致施工出现问题。
2.2地下室结构自防水措施
在我国所有的建筑都是有一定使用年限的,对于高层建筑而言,其地下室的自防水在设计使用年限中多为50~100年之间,其年限与建筑整体的使用年限大致相同,但是对于高层地下室而言,其他结构的防水措施的使用年限大约只有15年左右,因此防水结构的关键因素是地下室的自防水,针对地下室的自防水结构进行改进和修正是十分重要的。(1)在材料的选择上,必须选择具有抗渗、防水以上几个功能的混凝土原材料。(2)在进行工程的施工时,施工人员需要按照所给的图纸进行施工,不能出现按照其自我想法进行施工的状况,并且在施工之前需要按照规范的方法来对混凝土的结构设计配合比进行试验,并且对混凝土的抗压强度也要进行试验,如果对于混凝土的抗压强度没有进行试验,就很容易出现漏水这一现象。在进行浇筑的时候,不仅仅需要确保混凝土自身的结构的密实性,并且还需要尽可能的避免结构的构件出现裂缝,从而提高整个结构的抗渗性。在进行高层地下室的施工的过程中,由于地下室所在的位置是地面以下的,所以其自身的散热性相对于其他建筑较差,在施工的过程中需要保证混凝土出现硬化时的温度,以避免混凝土出现裂缝,导致漏水。(3)尽可能避免太早的拆模,很多的工程在实践中都证明了一个问题,适当的延长带模养护的时间,可以有效的提高混凝土自身结构的抗渗强度等级,从而更好的保证了整个地下室的整体耐久性,并且也为整个高层建筑的稳定性提供了基础的保障。(4)在进行高层地下室的防水工程中,针对地下室所存在的特殊结构部位应该采用特殊的施工工艺,如针对地下结构中的沉降缝和施工缝,应该对其选用增设止水钢板或止水带的施工方式,以此来更好的避免高层地下室的漏水现象。(5)对于高层地下室来讲,在对其施工之后养护也是十分重要的一个环节。针对这一问题,就需要在地下室施工完成之后采用系统的养护措施,需要施工人员制定出一个合理的,且带有周期性的地下室的养护方式,做到“及时发现、及时处理”尽可能的去避免结构整体出现漏水现象。
2.3在地下结构施工完成之后出现的渗水治理措施
在地下室施工完成之后还有可能出现以下几种问题:(1)地下室的墙体出现麻面或者蜂窝渗水:出现这一问题的原因多为在进行地下室混凝土的浇筑过程中,其振捣的不够密实,导致其自身的结构内部中含有明显的空洞。想要治理这一问题,首先需要做的就是查明在地下室中哪一个墙面出现了漏水状况,然后根据墙体漏出的水量以及其水压的情况来制定出相应的治理措施,如,可以使用促凝灰浆将出现裂缝的部分进行均匀的涂抹。(2)地下室的墙体混凝土相对松散,有较为明显的裂缝:出现这一问题的主要原因是:由于地下室的地理位置在地面以下,所以其混凝土自然硬化的过程相对于较慢,这就直接导致混凝土的表面容易出现积水问题,直接影响地下室墙体结构的强度,并且十分容易出现墙面状态松散,墙面有裂缝的问题。解决这一问题的方法是:根据漏水的水压的大小采用促凝胶浆或者是氰凝灌浆来对漏水部位进行填堵。而没有出现渗漏的施工缝,则可以沿着缝来剔成八字型的凹槽,将结构中的松散石子逐一的剔除,用水泥的素浆来进行打底,将其抹1∶2.5水泥砂浆找平压实。
3总结
在进行高层建筑地下室防水工程中,主要应该遵循这两个原则:以防为主,尽可能的多道设防;对于地下室的内部结构应该尽可能的细心,精心施工。除此之外,在进行高层建筑地下室的防水工程的施工时,应该将整个重点放在施工前的预控上,只有做好施工前的控制、施工中的监控才能从根本上控制好地下室的防水工程。
作者:傅善荣 单位:福建荣建建设工程集团有限公司
2民用建筑消防给排水分区的设计
民用建筑消防给排水设计要保证建筑的安全、人民财产的安全,为达到民用建筑消防的最好效果,需要对民用建筑消防给排水设计以科学设计。
2.1科学合理设计管网、消防池和消防泵及消防栓的设计要合理布置消防管网,保证供应消防用水,为消防工作做准备。在市政管网满足不了消防用水时,要有必要的设置消防水池。将各种消防用水量减掉进水管的补水量,保证消防水池有足够的消防用水,并及时得到补充。在设置水池时,不能用建筑物本身作为池壁,要另外设消防水池,保证水质、防止污染,也可在屋顶设置消防和生活两用水箱。消防水池的引入管道要在两根以上,保证消防水池的水能引入水泵间,避免出现供水隐患,有利于消防部门开展工作,保证供水安全。同时,在设置消防水池时,应保证水池容量满足火灾延续时间内的消防用水量,或者同时满足火灾延续时间内需水量和室外不足水量。消防的补水管流速在2.5m/s以下,消防水池的补水时间在48小时以内,一般设置两个消防水池,有条件的话,应增加相应的防辐射及防冻措施。消防泵房的设计应不低于二级耐火等级设计,疏散门设置在首层时应直通室外,若设置地下或楼层上,要靠近安全出口,且设计成甲级防火门。消防泵房至少应有两条以上出水管与消防给水管直接连接,且出水管需进行防超压设置,消防泵要设置备用泵。室内消火栓的供水设计要按照规定,设置在明显操作的地方,消火栓箱外面不能再有其他设置,如门和装饰等。多层民用建筑与高层公共建筑之间的同一防火分区不能用双消火栓布置形式满足粮谷水柱,非同一防火分区的消火栓不可相互借用。
2.2放水阀与稳定回流设计消防水泵的供水管,是为了能够有效的排水,方便检查和试验水泵,要设置放水阀。在排水量较小的情况下,可以直接排到泵房及水池,在排水量比较大的情况下,应该把放水阀排到消防水池内。这样对排水的正常进行,消防工作的展开都有非常大的作用。除此外,消防水泵的出水口应采取稳压回流措施。在消防使用过程中,一般会出现水量小于规定值的情况发生,在水量较小的情况下,如果不用回流措施,会引发消防管网压力过大,进而导致发生事故。所以,必须在供水管上设置稳压阀,在管网出现超压情况下,可通过回流管进行泄压,并将回流水排回消防水池。
2.3合理安排末端试水装置的设计在进行设计末端试水装置时,主要是为解决末端试水装置的排水问题,对末端试水装置的压力表和试水阀装置之后,要设置试水接头,在出水口的口径一般被忽视,给消防工作带来不便,不利于消防部门顺利开展工作,对消防末端试水装置要根据设计要求,实际情况和试水接头出水口的流量选择合适的型号产品。针对出水口直径没有明确的标准,市面上有许多消防设备制造商生产一整套完整的末端试水装置,要根据现实情况进行选择。
引言
水利建筑本身作为一门跨专业的学科,工程往往由水利工程师担当设计,故使用功能、耐久年限等一般不会有大的问题,但不少水利工程师由于缺乏足够的建筑学知识和艺术训练,往往只注重功能的需求而甚少涉及建筑艺术和美观的需要,做有建筑艺术化、环境景观化的水利工程设计力不从心,使得大部分水利建筑给人们的印象都是粗老笨重的钢筋混凝土形象。而建筑艺术创作设计属建筑学理论范畴,但建筑师往往因缺乏水利专业技术知识和对农村水利工程环境的了解,无法胜任水利建筑的设计。在物质文明和精神文明飞速发展的现代社会中,水利建筑越来越多地开始注意视觉效果,很多水利建筑还与旅游景点相结合,成为旅游景观的一部分。南京地区有很多老“三边”水利工程,基本上没有非工程的措施和可持续发展的资源配置,更无力考虑建筑艺术、生态环境等问题,随着水利事业的不断进步.发展与布局矛盾日益突出,管理单位纷纷提出申请,要求进行改造和调整。因此,创造条件进行全面规划、合理布局、统筹兼顾、综合治理,实现“以人为本,工程建设与生态环境协调发展”的新发展战略,以适应当今社会对水利发展的要求,高质量地进行水利工程建筑设计已势在必行
一、水利工程建筑艺术创作设计方法
水利工程建筑艺术创作设计的几个关键为:
1.1总平面设计水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局,主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等,配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。以泵站为例进行总平面设计,泵站枢纽一般包括的建筑物有:泵房、配电房、办公楼以及职工宿舍、食堂、车库、锅炉房、大门传达室等附属建筑。过去的总体设计中,往往只做水工工程位置图,而不做配套建筑和环境总体规划设计的传统设计模式,这样缺少了对建筑的合理布局和对环境的规划,总图往往有大片位置无设计内容,对这一大片空白区建设单位对其的使用和建设存在普遍的盲目性和无序性。我们调整了过去老的设计模式,详细规划和建筑环境设计环节,基于水利建筑一般坐落在城市边缘或离城市较远,常与风景区结合等特点,水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求,做到功能分区布局合理,内部交通流线简洁、顺畅、有序,建筑物之间联系方便,减少不同使用功能之间的交叉干扰,而且应注重环境设计,考虑设计绿化、休息空间.职工体育运动场地等,丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散各种布置方式,各有其优点,具体采用哪一种布置方式,则应因地制宜,根据具体环境而定,或突出建筑,或强调环境。
1.2建筑平面设计同总平面设计类似,一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求,然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式,建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系,建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。
同时建筑设计人员应积极发挥主动性,考虑建筑空间的有效使用和综合利用。
水工建筑有其固有的特点,其结构的布局是按水工设计规范,满足水力条件和机泵设备安装的要求,在与建筑专业的配合上,需要多方面、多回合的商讨,才能相互协调。几年来,从多项工程的设计中我们体会到,水工结构与建筑艺术的配合过程,是一种磨合和相互适应、相互促进、相互提高的过程。水工设计不仅为水利建筑艺术化创作设计提供了技术保障,更是为营造新型的景观水利、城市化水利工程打下了坚实的基础。水工与建筑设计巧妙结合,可达到减少投资,优化设计,美化环境多重目的。做好水利工程建筑艺术创作设计,树立创新意识,对设计思想的发展非常重要。只有大胆探索,勇于尝试,才能创造出一流品质的现代化水利工程。
1.3建筑造型设计建筑造型的设计往往反映一幢建筑的性格特征:或粗犷豪放,不拘一格,或温文尔雅,小家碧玉;或强调现代高科技韵味,或注重历史文脉,运用符号、象征等手法表现一种文化底蕴。总之一幢或一组建筑所表现出来的性格,应与它所处的具体环境相协调,而不是靠在设计时凭空想象,或单纯为追随某种所谓“时尚”而臆造出来的东西。同时,即便是在一个整体环境下的一组建筑之间,由于体量的不同,各个建筑物也存在着性格上的个体差异,而这种差异是存在于统一性之中的。如:泵房一般平面为简单的矩型,高度较高,体量较大,这是它的体量本身所表现出来的性格就是大度豪迈。对于这类建筑,由于其本身不可能像公共建筑一样有什么大的形体上的组合、对比关系,设计中要注意“粗中有细”,尽量利用其本身大的体量,通过开窗方式、墙面与柱子关系的进退等手法丰富其细部,以使其看起来不那么单调。如泵房配电房毗邻设计,还可利用与其靠在一起的配电房,使泵房体量作为形体组合的一部分,泵房、配电房一并考虑,以取得形体对比较丰富的组合效果。
对于像启闭机房加两侧桥头堡类的建筑,由于机房本身一般长度较长,有时可达到几百米,设计中应充分运用“韵律”的造型手段,使每跨作为一个造型因素,形成一系列有节奏、韵律的线性体量。桥头堡作为端部的收尾,则形成类似交响曲尾部的,较高的体量同时成为整个工程的标志性建筑,达到令人过目不忘的效果。至于建筑具体的风格是采用现代风格还是仿古甚至所谓欧陆式,一方面多多少少要受到一些流行因素和建设单位喜好的影响,更主要的则是建筑设计师要根据当地的地理、人文环境设计出因时、因地,与环境相宜的建筑。
总之,建筑风格的确定,事关整个水利工程外观表现成败的关键,所以提倡建筑师在设计之前一定要到现场实地考察一下,精心揣摩,想象一下工程建成后的实际效果。
1.4建筑材料建筑的颜色和质感取决于所用材料,同时也同建筑的造型设计息息相关。由于水工建筑多处在野外.所以抗风性和耐脏性成为比较突出的问题。抗风性主要表现在所选门窗能否承受超常的风荷载.耐脏性问题则要求在建筑表面装饰材料的选材上,尽量选用耐脏性较好,不易积土,耐于水冲刷的材料,如饰面砖、石材、优质外墙漆、铝塑板等。另外为表现水利建筑的特点,在颜色的运用上常用蓝色、白色等冷色系,但不可一概而论,有时暖色系的运用,也能取得较好的效果。
1.1对平层分格缝的防水处理进行找平层工作时易产生开裂,为尽可能减少这种情况出现,就要在平层上加设分格缝。进行防水工作时,要先在分格缝上铺上一层厚200mm的防水附加层,并在一边进行粘贴,然后再做防水层。
1.2卷材的铺设防水层施工的第一步是对节点、附加层以及屋面集中排水部位合理安排。再从屋面的最低标高处开始向上进行。在贴天沟、檐沟卷材时,最好要沿着其本来的方向,以降低搭接率。铺贴方法根据屋面的跨度有所不同,进行多跨和高低跨屋面铺贴时,应该先进行高处和远处的施工。在铺贴时采用打结法,错开上下层和相邻卷材的搭接缝。如果搭接缝与屋脊平行,那么就要注意搭接时要顺水流方向进行,以免阻碍水流的正常运输;天沟和屋面的连接处要采用交叉接法来进行搭接,并设置相应的固定措施防止卷材下滑。
1.3水落口的防水施工技术为了在暴雨情况发生时房屋内出现雨水倒流的现象,在施工时要先在水落口和竖管承插口的连接处用密封材料填实。水落口无论是采用哪种形式,最后都需要在周围500mm内加设防水附加层,否则投入使用后很可能由于常年累月的水滴冲击导致防水卷材松动引起渗漏。
1.4出屋面金属管道防水施工该项防水施工要先用40×3的扁钢箍将防水卷材包紧、再拧紧螺丝。施工期间,还要对金属管箍和防水卷材的牢固性进行严格的检查。
2.地下工程防水施工技术
2.1民用地下防水工程的质量管理应该遵循《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)进行实施。在进行底板垫层的防水施工时,一般使用空铺法、点粘法或机械固定法。然而,在这些方法中,空铺法可以做到控制地下工程最好的的防水质量,所以使用比较普遍。在搭接过程中,要控制地下防水卷材的长短边在90~100mm之间。为避免空鼓现象产生,对防水卷材进行封边时还要彻底排出空气,还要将封边处的热熔沥青排出。
2.2由于地下工程中,地板和侧墙的浇筑时间不同,在进行防水卷材铺设时要格外注意。一般采用砌筑永久保护墙的方法来进行施工。首先用空铺法完成附加层的施工,再在附加层上铺设防水卷材,在附加层和防水卷材之间还要用满粘法将空隙完全粘上。完成底板部分施工后,要把防水卷材表面的甩茬彻底清除,然后与上方的防水卷材进行搭接,搭接长度应大于100mm。
2.3地下工程墙面处的防水处理开展地下墙面的防水处理工作时,要保证去墙面和防水卷材的牢固粘贴,这也是工程的难点之一。在施工中要采用满黏贴法施工来卷材粘贴完成后,内部出现气泡或空隙会使卷材脱落、破损甚至漏水。地下防水施工的重点是后浇带防水。如果后浇带的防水处理得当,会拉低整个外墙的防水水平。施工中可以通过在后浇带合适位置设置预制钢筋混凝土的方法把防水材料固定于盖板上,使防水层形成一个紧密的整体。
3.卫生间地面防水施工技术
3.1在民用建筑中,卫生间的门口是防水渗漏的重点部位卫生间的门槛在施工时一般会控制高度为75mm上下,浇筑混凝土的宽度则要与墙面宽度相同。为使后面的地暖施工更顺利,还要在门槛上留有两个合适的凹槽来进行舒暖管的安置。在门槛部分要先做好对接的圆角型空位来供后期房门的安装。做好门槛后,要将防水设备搭接到门槛上,使整个楼层的密封防水层能够完整。除此以外,卫生间里的水管较多,要提前对水管的防水工作进行安排,做好帆布的铺设,防止水管破裂引起卫生间漏水。
3.2卫生间地面防水施工完后,进行蓄水试验卫生间出现渗漏问题一般出现在地面和墙面的管道内,烟风道下沉,撕裂防水层。而其他部分可能存水管的根部粘接不牢或接触面清理不够彻底都会使空隙产生,或者是封口处搭接刀子时长度不足,无法做到完全的、牢固的粘合,设置防水保护层时使水层破坏或是首次蓄水试验时深度太小。为了解决以上问题,主要还是要在施工中科学操作,严格的按照相关工艺标准和施工的规范来进行施工。如果出现渗漏现象,那么根据情况的严重性来决定是修补相关渗漏部分还是彻底重新施工。地面面层工作全部结束后,才能开始第二次蓄水试验,若24小时无渗水方为合格,才能完成蓄水检查报告。
随着社会生活和经济技术的发展,体现城市时代特征的高层建筑亦进入繁荣发展阶段,越来越多的高层建筑矗立于现代都市之中。随之而来的高层建筑火灾形势也越来越严峻。
高层建筑火灾,立足于自救,高层建筑消防给水系统的可靠性,将直接影响到火灾的扑救效果。而消防水池是消防给水系统设计中的重要设施。因此,对于如何经济、合理、科学地设计高层建筑消防水池的储水量,以及什么条件、什么情况的补水才算作火灾延续时间摧消防水池的补水量等的设计变得相当敏感且责任重大。如何把好这个尺度,这是建设单位、设计单位与消防部门之间的一个焦点。本文中,笔者将以规范为指导,结合我国国情和具体工程的设计及消防建审工作实践,就消防水池储水量的设计问题进行探讨,有些想法仍不很成熟,提出来供大家研讨。
《高层民用建筑设计防火规范》第7.3.2条和7.3.3条对消防水池的设置及设计储水量作出了如下规定:“当室外给水管网能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量的要求;当室外给水管网不能保证室外消防用水量时,消防水池的有效容量应满足火灾延续时间内室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和的要求。”
对以上规范的规定,各个地区在理解及执行上有不同的作法。在福州市,室内及室外消防用水量均必须储存在消防水池中,原因是市自来水公司无法保证市政供水的安全性,这显然增大了消防水池的容积;在厦门市,当室外给水管网能够保证室外消防用水时,消防水池的储水量只须满足室内消防用水量。设计的通常做法是:从不同进水方向的两根市政给水管上引两根进水管构成室外环状供水,以保证室外供水的安全性,地下消防水池的储水量则只考虑室内消防用水量,但不允许考虑火灾时水池的补水量;而在上海则允许部分在室外市政给水管网能满足火灾时消防用水的流量与压力的高层建筑的消防水泵直接从市政自来水管网上吸水,而不需要再设置消防水池了。在我国其他一些地区,在室外给水管网能满足消防用水的情况下,也有仍然坚持要求设置消防水池并储存足够的消防用水量。
根据《高层民用建筑设计防火规范》的规定要求和我国大部分地区的作法,每一幢高层建筑都应设有一个消防贮水池。目前许多高层建筑消防设施比较全,火灾时设计消防用水量也相当大,如按《高层民用建筑设计防火规范》的要求设计,每幢建筑都要设不小于864m3的消防水池(这里还不包括其它灭火系统的用水量,如再加上水幕系统、保护防火卷帘的闭式自动喷水灭火系统及发电机房的水喷雾灭火系统的用水量,则消防水池的储水量将大于1000m3),消防水池一般设在地下室,也有设在室外的,贮存着火灾延续时间内的全部消防用水量(如消防水池与生活水池合用,则水池的储水量还要加上整幢大楼的生活调节水量)。城市高层建筑大部分为宾馆、饭店及公用设施等综合性建筑,水池容积的大小和位置的确定直接影响着建筑总体布局和建筑面积的合理利用,也是设计中的关键问题。针对城市用地相对紧张的情况,大部分高层建筑都是利用地下箱式基础作为贮水池,这样可以节约地上部分,也充分利用了地下室也可使用的面积。水池及水泵房设于地下室也可满足水泵自灌,有利于消防水泵及时启泵,满足消防要求。
以我省福州市在建的某幢大厦为例(建筑高度99.8米,地下三层,地上二十七层,建筑内部设有消火栓系统、自动喷水灭火系统、水喷雾灭火系统、水幕保护系统等),设计在报审消防设计施工图纸的同时也报上了消防水池储水量的设计计算书,消防水池的设计储水量由以下计算得来,共1629.6m3。
1、室外消火栓:30L/S*3h(灭火延续时间)=324m3
2、室内消火栓:40L/S*3h(灭火延续时间)=432m3
3、自动喷水灭火系统:30L/S*1h(灭火延续时间)=108m3
4、代替防火墙的防火卷帘两侧的自动喷水灭火系统:30L/S*3h=324m3
5、水喷雾灭火火系统:20L/min.m2*20m2(保护面积)*0.4h(灭火延续时间)—9.6m3
6、水幕保护系统:2L/S?m*3h*20m=432m3
对于目前高层建筑消防水池的设计,笔者以为存在以下不妥之处:
一、投资不经济。以厦门国际会展中心工程为例,其地下室储存了2600吨的消防用水(这里边还不包括生活用水),水池占地890平方米,光造价就增加上百万元;
二、用水不卫生。消防、生活水池在设计中常采用合建水池,在理论讲有利于水质经常保持新鲜。但在实际上,由于生活用水和消防用水量相差太大,如一幢高层或超高层的办公楼,它的消防用水(包括室内消火柱系统、自动喷洒系统、水幕系统、水喷雾灭火系统等)贮存的专用水量是生活用水量的几十倍。而一般水在贮水池中要停留好几天或更多的时间,水中的余氯已经衰竭,细菌开始繁殖。这样的水质根本无法满足钦用水的要求;
三、管理不方便。每一幢高层建筑的地下都有一个这么大的消防水池,定期的水池、管道清洗将是物业管理人员的一大负担;
四、资源太浪费。消防水池的定期换水,无意中造成水源的浪费;
五、由于设计时已将高层建筑火灾时所有的消防及水量全部考虑并储存在消防水池中,导致设计人员往往把对如何将高层建筑内部设置的熟练可靠的消防给水系统与室外其它消防水源连接的问题忽视了,导致火灾时消防水池的水一量无法供给,室外消防水源也无法及时补充进来。
因此笔者认为,目前消防水池储水量的设计,应从以下几个方面进行综合考虑:
一、从城市规划的角度,加强消防水源的建设与管理。
《中华人民共和国消防法》第八条明确规定:城市人民政府应当将包括消防安全布局、消防站、消防供水、消防通信、消防车道、消防装备等内容的消防规划纳入城市总体规划,并负责组织有关主管部门实施。《福建省消防条例》第十条规定:城市消防安全布局和消防站、消防给水、消防通道、消防通讯等公共消防设施,应与其他市政基础设施统一规划、统一设计、统一建设。因此,做为城市的规划主管部门,在进行城市总体规划时就应当考虑到整个城市的消防水源的规划及建设,大到整个城市,小到街区、高层建筑群等的消防给水均应有一个科学、合理的规划建设,为城市高层建筑的灭火救提供的完备的消防水源,而不应将城市的消防水源零碎地分摊给城市中的每一幢高层建筑。尤其是室外消防用水量。相反,熟练可靠的消防给水系统如专用消防用水管道等才是高层建筑消防给水设计最应当解决的问题。
二、政府应加大消防投入,加强自来水公司的责任度,保证城市消防供水的安全可靠性。
目前高层建筑如雨后春笋一样拔地而起,如果每一幢高层建筑都因为市政自来水公司无法保证市政供水的安全性,而来增大消防水池的容积,建造一个贮水将近1000m3的消防水池来储存火灾时的消防水量,这显然是不科学、不经济的。现代化的城市,就应具有完善的城市供水设备来保障城市的安全,如我国的香港,市政供水管就可提供充足的消防水源。又如在我国个别地区对室外消防条件满足的情况下也允许消防水泵直接从市政自来水管网上吸水,它只须做好回流污染的措施,就能减去了消防水池构筑物,既节省了投资,又能防止水质二次污染产生,还可充分利用室外给水管网的剩余水压。因此,当高层建筑的室外市政管网的流量能满足高层建筑消防用水量的要求时,应当允许消防水泵直接从室外的市政管网中抽水,因为发生火灾时,前来灭火的消防车也是直接从市政给水管网抽水。既然市政管网可以让消防车直接抽水,那么,也应该允许消防水泵直接从市政管网抽水,何况,当城市内的某一幢建筑物发生火灾时,自来水公司应与消防部门密切配合,通过对市政供水的调度来保证着火建筑室外市政供水管的流量和压力的。当然,这关键还是需要政府加大消防投入,通过自来水公司来落实、完善市政供水管网,最终达到保证消防用水的要求。换句话说,取消每幢高层建筑的消防水池将是今后的发展方向。
三、相邻建筑、高层建筑群可以考虑合用消防贮水池。
这种作法应该说对建设方有利,为什么执行不下去,主要还是在规划以及自来水公司等部门的一些具体规定上,使得这个问题变得很不好协调。因此,在高层建筑规划建设时应加强规划功能,有关市政、自来水、消防等就应进行现场实地勘察、合理地规划控制,对邻近高层建筑或高层建筑群共用消防水池,并对共用水池进行合理地管理。比如,同一街区上的几十幢高层、超高层建筑,每一幢都在地下层设有一个1000m3左右的消防水池,如果在旧城改造时早作规划,在街区内规划出一个或两个大型喷泉(当然这类喷泉在水量、水质及火灾时的取水均应能满足消防用水的要求),既节省了投资,又保证消防水源,同时在城市中增添了一道亮丽的生活景观。又如对邻近的两幢高层建筑则可分别设500m3消防水池,将两个水池连通,中间用阀门分隔,平时便于管理,互不干扰,消防时打开阀门,合并使用。
四、设计单位应科学、合理地进行消防水量的设计计算。
高层建筑投资规模大,建筑使用功能复杂,使得对设计的要求越来越高,特别是防火安全的设计。我国如今经济还不发达,这就要求我们在设计当中既要考虑到控火及灭火的安全性,又要考虑到投资的合理性。因此,设计人员在消防水池储水量的设计上应进一步明确的一点是高层建筑内部最大可能同时动作的消防灭火系统并不一定是大楼内所有的灭火系统全部动作。退一步说,因为系统功能不同,即使全部动作。也还是有一个时间差的问题。所以设计在计算消防用水量时,应结合概率进行科学的测算评估。而目前许多消防水池储水量的设计基本上是高层建筑内所配置的灭火系统的用水量之和,这明显是不科学的。另外,设计还应充分考虑火灾时消防水池正常补水的几种可能,如正常的市政供水管网的补水,屋顶高位水箱游泳池及甚至空调冷凝水、循环冷却水池内的水(在能保证不被动用的前提下)均可在利用之列。
五、增设高层建筑的进水旁通管,从市政给水管引入旁通管加大火灾时消防用水的补水量。
当城市内的某一幢建筑物发生火灾时,应该允许周围建筑物的水压降低。这种作法便是在高层建筑从市政给水管接入的进水管上另外加设旁通阀,使得火灾时,打开旁通阀,市政给水管就能最大可能地给高层建筑的室外消防给水管补充消防水量。目前,这种作法已经在福州地区推广,但因其高昂的费用问题仍使开发商望而却步。
六、消防水池储水量的大小,与高层建筑所处位置、周围的消防水源分布情况及消防中队的位置有关。
对高层建筑而言,高层建筑火灾扑救应立足于自救,且以室内消防给水系统为主,因此,消防水池应保证的是室内消防用水,室外消防用水除城市边缘市政管网不足的外,在市区中心的高层建筑建议可以不储存室外消防水。加之离消防中队比较近,火灾能得到及时控制,因而储水量可适当减少。相反,对于位于城市边缘的高层建筑,如其四周的市政给水管尚未成环状的情况下,消防水量就应严格按规范设计。
引言
水消防系统的稳压方式分为稳压泵直接稳压方式和稳压泵与气压水罐配合稳压方式。其中稳压泵直接稳压又分为稳压泵配合高位水箱稳压和稳压泵配合地下消防水池直接稳压两种;稳压泵与气压水罐组合系统又分为高位水箱配合气压给水装置稳压和气压给水装置取代高位水箱稳压方式两种。
1 稳压泵配合高位水箱稳压方式
系统工作时,稳压泵从高位水箱取水升压后输入系统,进行灭火。稳压泵停止运行或者检修时,由高位水箱向系统供水稳压,所以对于火灾危险性不大及系统规模不大的消火栓给水系统可以采用此种方式。
2 稳压泵配合地下水池直接稳压方式
稳压泵配合主泵,从水池取水输向系统保持系统压力式,称“常高压”或“稳高压”、“准高压”系统,是不设高位消防水箱的系统。“稳高压”消防给水系统的稳压泵必须在平时保持运行状态,维持管网压力,在火灾发生时,仍应能运行一段时间,直至主消防泵启动时为止,须按主、备泵设置稳压泵。由于需要稳压泵一直保持运行状态,浪费能源,而且对稳压泵长期处于工作状态,对其使用寿命有很高要求,所以工程中此种方式已不使用。
3 高位水箱配合气压给水装置稳压方式
其气压罐均按“小罐”的容量要求设置,气压水罐的有效容积对于消火栓系统来说为300l,对于自动喷水系统来说为150l,若两种系统合用则为450l。这一类气压给水装置在稳压泵故障时,仍能在30s内维持系统压力。而且可在系统工作压力降至主消防泵设定压力时及时发生启动主消防泵的信号,因此稳压泵故障对系统供水安全影响是不大的,即使在极端的情况下,高位水箱仍能担负向系统供水的任务,只是系统最不利位置的水压受到影响而已。这种方式的工作流程大概为:气压水罐的压力由稳压泵提供,当气压水罐压力达到设定要求后,稳压泵停止,平时管网压力由气压水罐提供,满足系统的水压水量要求。当系统压力下降到一定设定的程度后,稳压泵启动,将系统压力补足后再停止。如此反复使系统时刻处于“准工作”状态。若系统压力持续下降,则判断为火灾(此时喷头爆破或消防水枪射水),稳压泵持续向消防管网供水,同时启动消防泵房的消防主泵,向系统供水,实现对火灾的扑救。这种方式稳压泵不需要一直工作,电费支出也比较小。此种方式为现行设计中最常用的稳压方式。也是规范推荐的消防稳压方式。
4 气压给水装置取代高位水箱稳压方式
其气压罐是按“大罐”的容量要求设置,消火栓给水系统的气压给水设备应储存10min的消防用水量;自动喷水灭火系统的气压给水设备应储存最不利处4只喷头持续10min供水的水量,在自喷系统中有条件地限定其应用场合。这类稳压方式的稳压泵应按主、备用泵设置,目的是防止在适应状态下主稳压泵故障时,及时将备用泵投入使用。
5 设计中应注意的问题
实际工程中,有的设计未设高位水箱,只设气压罐和稳压泵,供给消火栓系统和自动喷水系统,且气压罐容积为450l,仅满足30s消防用水量。理由为:一旦发生火灾,灭火设备开启,气压罐压力下降后,消防水泵就自动启动,有了消防水池作为水源,消防给水设施就能正常运行。虽然《喷规》规定不设高位水箱的建筑,可设气压罐作供水设备;《建规》也规定设置临时高压给水系统的建筑物应设消防水箱(包括气压水罐、水塔、分区给水系统的分区水箱)。但规范均对其容量作出了要求:应满足10min消防用水量。这种“小罐”显然满足不了要求。因此不许用“小罐”代替高位消防水箱。
有些建筑的稳压系统在设计表面上看似乎很完整。设有气压罐、旁通管、两台稳压泵一用一备。但实际运行时,系统会延迟升压,水回流至水源。主要原因就是每台稳压泵出水管上无止回阀,旁通管也没有止回阀。当一台稳压泵工作时,工作泵的高压水通过另一台不工作泵和旁通管回流至消防水箱。稳压泵停止运行后,气压罐的高压水也会回流至消防水箱。
在自动喷水系统中,经过稳压泵加压的水流应经过报警阀,不允许直接与报警阀后管道相连。有的工程直接相连后,一旦发生火灾,喷头爆破喷水,管网压力下降,稳压泵启动工作,消防水箱内的水就不断的向管网供水,由于水流没有经过报警阀,压力开关和水力警铃不能发出报警,也就无法地动自动喷水泵。就会发生消防水箱的水用完后,系统无水可用,直接影响火灾的扑救。
采用气压给水装置配合高位水箱增压其目的是解决建筑消防中,在高位水箱难以满足消防给水系统最不利点所需水压的问题,此时在高位水箱出水管上增设调节容积为150l或300l,甚至450l的气压水罐,配合高位水箱增压。这就是所谓的气压给水装置高位增压的系统。该系统要求气压给水装置能启动消防给水系统的供水装置,可以是单独向系统供水,也可以把气压给水装置作为高位水箱的增压设施,联合组成高位水箱供水装置。《自动喷水灭火系统设计规范》并不禁止这种供水方式,有的设计者认为该规范条文中没有提出这种增压形式,就误以为用气压罐配合高位水箱增压是规范所不允许的,这完全是一种误解。
以上仅对建筑消防给水系统中常用的稳压措施进行了介绍,总结了临时高压制消防给水系统的配置方案。 当然随着技术的更新和新型设备的不断涌现,使我们在设计时可以有不同的方案可供比较和选择,只要结合工程实际需求,通过认真的分析和比较,一定能做出更好的设计,实现建筑物功能的完善。
参考文献:
[1]gb50016-2006 建筑设计防火规范[s].2006.
2.防水混凝土的施工
(1)组织好设计、图纸会审、技术交底和施工队伍审查是工程防水施工质量的关键,根据建设单位对地下室的功能要求,设计方应在防排并举、刚柔结合,在采用复合防水,多道设防等多种防水方案中,迭择一最佳的适合方案。严把图纸设计关,要了解设计对地下室防水期抗渗等级,防水构造的做法,以及对防水材料和施工方法的具体要求,与设计人员一起认真分析设计的利学性和可靠性,提高对地下室防水工程的重视,做好图纸会审工作。要严格审查施工队伍的资质,业绩,人员组和质保体系,选择一支技术水平高,素质好的防水工程施工队伍,按程序精心施工;要重点抓住事前,事中的质量控制,根据设计,施工规范要求列出质量预控点,加强跟踪检查;从原材料的选用到施工工艺各环节以及构造做法等都要严格把关。(2)防水混凝土的质量控制及准确计量,施工单位要进行严格的抗渗混凝土配制的专题试验,待合格后,按所确认的配合比进行配制,既使采用掺外加剂法,还要采用粗,细骨料两级配配制混凝土,以提高混凝土比重,增强其结构抗渗能力。(3)注重防水构造施工的质量控制比如:①底板和墙的交接处严禁留设施工缝,如需留,则一定要留设在墙身距底板500左右处且高于地下水位,而且最好呈槎(凸)形;②设金属止水板时,宽厚度要符合规范要求并要焊接接头,为锚固牢固两边应做好短锯齿状;③变形缝处的橡胶止水带,一定要使两边的拉铁丝固定在钢筋上,浇注混凝土时严防从一侧倾倒,振捣时两边均匀插振,以确保止水带的准确位置;④穿墙套管,一定要在中部位置焊上金属止水盘,并预埋准确;支模用的穿墙螺栓也要在中间焊接金属止水盘,拆模后抹灰前要贴墙割断,并用油漆防腐。凡容易形成渗水通道的地方均应焊上金属止水盘。(4)防水混凝土模板工程的施工,在进行地下室的施工过程中,选用的模板要符合地下室的防水特性,防水混凝土工程的模板表面应该尽量平整,具有很小的吸水性,拼接时要严密使其不漏浆,牢固稳定地固定。在施工过程中如果遇到预埋件时,一般要采用钢管套管,其长度要和混凝土墙的厚度相等,并具有撑头的作用,这样才能够使模板之间的设计尺寸得到保证。止水环和套管之间要进行满焊,这样才能使其严密。施工人员在进行施工支模时要在预埋套管内穿入拉螺栓进行模板的固定,在混凝土达到强度时,进行拆模,并将螺栓抽出,用膨胀性水泥将套管封堵密实。如果套管两端有垫木的,就要在拆模时将垫木一同拆出,用膨胀性水泥将垫木留下的凹槽和套管封实。
3.防水、排水法的施工技术
3.1渗排水
在地下室的结构底板下面是工程中的渗排水层,这层主要是由粗砂过滤层和集水管一同组成。在混凝土垫层和粗砂过滤层之间要铺设一层隔浆层,其所用的材料可以选用30~50mm厚的水泥砂浆或者可以使用一层防水卷材。在对集水管的材料选择上,可以使用无砂的混凝土管。
3.2盲沟排水
在工程的施工过程中,可以使用盲沟进行排水,其可以达到尽可能的利用自流排水条件,使水排走,如果现场的地质条件不适合进行自流水排水,那么可以使水经过集水管流进集水井,然后用水泵抽走。
4.细部工程的防水处理
4.1防水施工缝的处理
施工缝作为一种施工过程中的冷接缝,它是整个防水处理中的薄弱环节。如果施工缝的防水处理不好,就会使结构的耐久性和强度受到很大的影响,这就会使结构在使用过程中出现漏水的现象,影响着整个结构的正常使用。所以在进行施工缝的防水处理时要将其留在高于底板200mm的墙上。
4.2变形缝的处理
施工过程中变形缝的设置主要是为了避免整个结构的不均匀沉降和变形,从而使结构具有更高的可靠性。如果变形缝一旦受到水的浸蚀,不仅会使混凝土的耐久性受到严重的影响,而且会影响整个地下室的使用。所以,在施工过程中一定要对变形缝的防水处理做到严格的控制。