一种富水地层明挖地下结构复合防水结构及施工方法与流程

1.本发明涉及地下工程领域，更具体的说，涉及一种富水地层明挖地下结构复合防水结构及施工方法。


背景技术：

2.大量地下工程的渗漏问题，尤其是运营期间的渗漏问题都难以得到妥善解决，特别是在临河、临湖或沿海的富水地层中，该问题更加严重。首先，地下水直接与混凝土发生化学反应，同时会导致钢筋锈蚀，直接降低结构的耐久性；其次，渗漏水会导致结构内部装修霉变损害，甚至引发供电线路安全事故，给运营带来巨大隐患。而由于地下工程自身特点，一旦出现问题，修复的代价极大且效果不佳，所以在地下结构建设时期做好防水工程具有重要的现实意义和长远经济利益。
3.目前，常见的地下结构防水方法有以下几种：
4.1.结构外围止水，即在工程主体外围施作用于阻止或减少地下水流入基坑的连续止水体，例如连续搅拌桩、旋喷桩等，该种方法可大幅加固基坑、有效降低水土压力，但难以彻底防止地下水入渗。
5.2.结构自防水，即依靠混凝土自身抗渗性能达到防水效果，该方法操作简便，但防水混凝土抗拉强度较低，容易产生裂缝而导致结构整体丧失抗渗性能。
6.3.防水板，即在围护结构和主体结构之间设置防水板以起到隔水效果，但防水板材料一般较脆，且防水板与表面粗糙的围护结构结合较差，一旦防水板局部出现破坏，由于窜水作用极易导致整幅结构的防水性能失效。
7.4.防水涂料，即在围护结构施作后，主体结构施作前喷涂防水涂料，该方法可形成有一定形变能力且无接缝的防水膜，但防水膜一般强度较低，在表面粗糙的围护结构上容易破坏。
8.因此，如何克服上述现有技术的不足，提供一种在富水地层明挖地下结构中可靠度有保证的复合防水结构及施工方法，成为了本领域技术人员的一个重要研究课题。


技术实现要素：

9.有鉴于此，本发明提出了一种富水地层明挖地下结构复合防水结构及施工方法，其具体技术方案如下：
10.一种富水地层明挖地下结构复合防水结构，包括将主体结构整体围设于中间的底板复合防水结构、侧墙复合防水结构和顶板复合防水结构；其中，底板复合防水结构由下至上依次包括土层、水泥搅拌桩、混凝土垫层、hdpe防水片材一、速凝防水涂料一，主体结构位于速凝防水涂料一的上侧；侧墙复合防水结构由外至内依次包括高压旋喷桩、围护结构、基面找平层、hdpe防水片材二、速凝防水涂料二，主体结构位于速凝防水涂料二的内侧；顶板复合防水结构由上至下依次包括回填土层、混凝土保护层、速凝防水涂料三，主体结构位于速凝防水涂料三的下侧。
11.本发明复合防水结构包括底板复合防水结构、侧墙复合防水结构和顶板复合防水结构，旨在整合结构外围防水、结构自防水、防水板材防水和防水涂料防水等几种常见防水方法的优势同时弥补各自的劣势，可在保持结构力学性能的前提下大幅提高富水地层中明挖地下结构防水可靠度和耐久度，同时降低施工难度以提升施工质量，最终通过付出小幅提升工程建设期防水工程作业成本代价获得大幅降低运营期的维修、维护费用的收益。
12.优选的，在底板复合防水结构和侧墙复合防水结构的接口处，混凝土垫层位于基面找平层的下方；hdpe防水片材二在接触到混凝土垫层时向基坑内90度弯折并压入hdpe防水片材一下方。
13.优选的，在侧墙复合防水结构和顶板复合防水结构的接口处，基面找平层和hdpe防水片材二位于混凝土保护层的下方。
14.优选的，速凝防水涂料一与速凝防水涂料二之间、速凝防水涂料二与速凝防水涂料三之间均需良好连接。
15.一种富水地层明挖地下结构复合防水结构的施工方法，包括以下步骤：
16.s1、首先进行围护结构的浇筑，待围护结构浇筑完毕后，在基坑外侧设置高压旋喷桩，然后开始基坑开挖，待开挖至坑底后，使用水泥搅拌桩加固基底；
17.s2、在浇筑主体结构前，首先在基底铺设混凝土垫层，之后对围护结构进行基面处理，保证基面平整，无凹凸不平，形成基面找平层；
18.s3、将hdpe防水片材自下至上固定在基底混凝土垫层和围护结构的基面找平层上，其中，围护结构的基面找平层上的hdpe防水片材二在接触到基底混凝土垫层时，向基坑内90度弯折并压入基底混凝土垫层上的hdpe防水片材一下方；
19.s4、将速凝防水涂料均匀喷涂在对应的hdpe防水片材一、hdpe防水片材二上；
20.s5、待速凝防水涂料实干后，浇筑主体结构；
21.s6、待主体结构浇筑完成后，将速凝防水涂料三均匀喷涂在主体结构的顶板上；
22.s7、待速凝防水涂料三实干后，浇筑混凝土保护层，待混凝土保护层终凝后，回填土层即可。
23.优选的，步骤s2中对围护结构进行基面处理的过程为：切除锚杆头和露出的钢筋后用细石混凝土覆盖。
24.优选的，在步骤s2之后，步骤s3之前需对转角处进行细部处理，如有穿墙管也需对穿墙管进行细部处理，将阴阳角处理成圆角。
25.优选的，圆角的半径为50
‑
100mm。
26.优选的，步骤s4中，所有hdpe防水片材搭接处的搭接宽度应不小于100mm。
27.优选的，所有速凝防水涂料均是双组分或多组分的速凝橡胶改性乳化沥青防水涂料，且涂层干膜厚度为1
‑
3mm。
28.通过本发明的优化设计，该富水地层明挖地下结构复合防水结构具有以下优点：
29.(1)、在宏观上保留了原有围护结构的结构形式，保证了围护结构的力学性能和防渗抗漏性能。
30.(2)、采用多种防水方法组合设防，发挥各自的优势，提高防水可靠度。其中，高压旋喷桩和水泥搅拌桩的主要功能是加固软弱土层，减低作用在结构上的水土压力；hdpe防水片材的主要功能是保护速凝防水涂料，同时隔绝部分水分；速凝防水涂料的主要功能是
防水。
31.(3)、本发明施工工艺简单，可靠度高，对阴阳角、穿墙管等传统的防水薄弱部位处理方便。
32.(4)、改变了防水结构一直以来的耐久性难以保证的弊病，本发明使用的双组分或多组分的速凝橡胶改性乳化沥青防水涂料具有高断裂伸长率、高弹性回复率、高粘结强度、高耐低温性能、高耐老化性能和高耐酸碱性能，可在地下复杂的环境中长期保持稳定的工作性能，同时避免在不均匀沉降、地震中防水功能失效；而其抗穿刺、抗切割能力差的弊病可通过hdpe防水片材得到保护。
33.(5)、本发明复合防水结构在整合了几种常见防水方法的优势的同时，又弥补了各自的劣势，可在小幅提升防水工程作业成本的前提下大幅提高防水可靠度，大幅降低运营期的维修、维护费用。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
35.图1为本发明一种富水地层明挖地下结构复合防水结构的整体结构示意图。
36.图2为图1中a处(顶板
‑
侧墙接口)的局部放大图。
37.图3为图1中b处(底板
‑
侧墙接口)的局部放大图。
38.图中：1
‑
底板复合防水结构，2
‑
侧墙复合防水结构，3
‑
顶板复合防水结构，4
‑
土层，5
‑
水泥搅拌桩，6
‑
混凝土垫层，7
‑
hdpe防水片材一，8
‑
速凝防水涂料一，9
‑
主体结构，10
‑
高压旋喷桩，11
‑
围护结构，12
‑
基面找平层，13
‑
hdpe防水片材二，14
‑
速凝防水涂料二，15
‑
回填土层，16
‑
混凝土保护层，17
‑
速凝防水涂料三。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.实施例：
41.如图1所示，本发明一种富水地层明挖地下结构复合防水结构，包括将主体结构9整体围设于中间的底板复合防水结构1、侧墙复合防水结构2和顶板复合防水结构3。
42.其中，如图1，图2，图3所示，底板复合防水结构1由下至上依次包括土层4、水泥搅拌桩5、混凝土垫层6、hdpe防水片材一7、速凝防水涂料一8，主体结构9位于速凝防水涂料一8的上侧；侧墙复合防水结构2由外至内依次包括高压旋喷桩10、围护结构11、基面找平层12、hdpe防水片材二13、速凝防水涂料二14，主体结构9位于速凝防水涂料二14的内侧；顶板复合防水结构3由上至下依次包括回填土层15、混凝土保护层16、速凝防水涂料三17，主体结构9位于速凝防水涂料三17的下侧。
43.上述中，水泥搅拌桩5的作用是加固软土地基，提升其水稳定性；混凝土垫层6的主要作用是找平基底，保护hdpe防水片材一7；hdpe防水片材一7、hdpe防水片材二13的作用是防止水分通过，同时为速凝防水涂料提供平整喷涂面；速凝防水涂料一8、速凝防水涂料二14、速凝防水涂料三17的作用是防止水分接触主体结构9；主体结构9的作用是接受、承担全部荷载；高压旋喷桩10的作用是加固围护结构11外部土层，大幅降低围护结构11承担的水压力；围护结构11的作用是承担基坑开挖卸载所产生的水压力和土压力；基面找平层12的作用是平整表面粗糙的围护结构11；混凝土保护层16的作用是对速凝防水涂料三17提供保护。
44.如图3所示，在底板复合防水结构1和侧墙复合防水结构2的接口处，混凝土垫层6应位于基面找平层12的下方；侧墙复合防水结构2的hdpe防水片材二13在接触到混凝土垫层6时向基坑内90度弯折并压入底板复合防水结构1的hdpe防水片材一7下方；同时，底板复合防水结构1的速凝防水涂料一8应与侧墙复合防水结构2的速凝防水涂料二14良好连接。
45.如图2所示，在侧墙复合防水结构2和顶板复合防水结构3的接口处，基面找平层12和hdpe防水片材二13应位于混凝土保护层16的下方；同时，侧墙复合防水结构2的速凝防水涂料二14应与顶板复合防水结构3的速凝防水涂料三17良好连接。
46.本发明实施例还进一步公开了一种富水地层明挖地下结构复合防水结构的施工方法，包括以下步骤：
47.s1、首先进行围护结构11的浇筑，待围护结构11浇筑完毕后，在基坑外侧设置高压旋喷桩10，然后开始基坑开挖，待开挖至坑底后，使用水泥搅拌桩5加固基底；
48.s2、在浇筑主体结构9前，首先在基底铺设混凝土垫层6，之后对围护结构11进行基面处理，切除锚杆头和露出的钢筋后用细石混凝土覆盖，保证基面平整，无凹凸不平，形成基面找平层12；
49.s3、对穿墙管(如有)和转角处进行细部处理，将阴阳角处理为半径为50
‑
100mm的圆角；
50.s4、使用射钉枪将hdpe防水片材自下至上固定在基底混凝土垫层6和围护结构11的基面找平层12上，其中，围护结构11的基面找平层12上的hdpe防水片材二13在接触到基底混凝土垫层6时，向基坑内90度弯折并压入基底混凝土垫层6上的hdpe防水片材一7下方；同时，该步骤中所有hdpe防水片材搭接处的搭接宽度应不小于100mm；
51.s5、用喷枪垂直于hdpe防水片材，将速凝防水涂料均匀喷涂在对应的hdpe防水片材一7、hdpe防水片材二13上；
52.s6、待速凝防水涂料实干后，浇筑主体结构9；
53.s7、待主体结构9浇筑完成后，将速凝防水涂料三17均匀喷涂在主体结构9的顶板上；
54.s8、待速凝防水涂料三17实干后，浇筑混凝土保护层16，待混凝土保护层16终凝后，回填土层即可。
55.为了进一步优化本实施例的技术方案，上述中所有速凝防水涂料均是双组分或多组分的速凝橡胶改性乳化沥青防水涂料，且涂层干膜厚度为1
‑
3mm。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。