一、工程概況
國家體育場地下室頂板變形縫區域約4000㎡,變形縫有三種類型:
1、混凝土結構之間留置的變形縫。
2、鋼結構立柱與混凝土結構板之間留置的變形縫。
3、排水槽與混凝土板之間結合縫。
原采用SBS改性瀝青卷材外貼式防水措施,不能滿足該部位大伸縮變形量可達72mm的要求,導致雨后出現滲漏的問題。根據中國建筑設計研究院的設計方案,國家體育場有限責任公司多次組織有建筑、結構、防水及施工專家參加的論證會,終根據“因地制宜、按需選材”的原則,確定對變形縫區域采取“非固化橡化瀝青材料+聚脲涂膜”進行復合增強,便于適應變形要求的防水設防措施。
在確定變形縫區域防水維修時,現場頂板石材均已鋪貼完成,為進行變形縫區域的防水維修,對相應部位的石材、混凝土保護層進行了拆除。從拆除后的情況檢查來看,變形縫區域基層潮濕,原防水層空鼓、破損較多,卷材收頭有張口現象(圖1、圖2、圖3),有些部位未見到防水層。使變形縫區域重做防水及搭接交圈增加了難度。特別是在工期上,由于國家體育場要舉行田徑測試賽事,可用于施工的時間非常短。變形縫區域的防水施工,需在5月13日前全部完成。5月8日中午才確定方案,僅有5天半時間,完成如此眾多的、技術非常復雜的變形縫防水施工,任務是非常艱巨的。
二、防水設計深化
1、拆除變形縫區域石材面層與混凝土保護層(圖4)。拆除變形縫外側250mm范圍內的卷材防水層及返至立面的卷材防水層。
2、清除基面松動、不牢固的水泥砂漿塊與浮灰。對凹凸不平處進行修補、找平。
3、底層涂刮不小于3mm厚非固化橡化瀝青防水材料,對易活動變形部位增厚4mm。非固化橡化瀝青材料采
用專用設備擠壓出料(圖5)、刮涂法施工,在其表面覆蓋一層特制單面復合丙綸無紡布的聚乙烯膜材作過渡層(圖6)。
4、在過渡層表面涂刷2mm厚聚脲涂膜防水層。
5、在聚脲涂膜防水層上空鋪一層卷材作隔離層,然后鋪設剛性保護層。
防水構造層次見(圖7)
6、細部構造
(1)鋼結構立柱與混凝土板之間的變形縫部位均用非固化橡化瀝青涂料嵌填。其余部位應按(圖8)構造進行增強的防水密封處理。
(2)混凝土頂板與變形縫金屬蓋板處新做防水層在轉角部位增加非固化橡化瀝青的厚度不小于4mm,以便于滿足變形的特殊要求,對蓋板連接縫處亦應進行增強的密封處理(圖9)。
(3)穿防水層管線的根部,如有套管,在套管內外均須作防水密封處理。如護線管為不防水的螺紋管,應對管內作防水密封處理。
(4)變形縫外側新作防水層與原卷材防水層的總搭接寬度不應小于350mm,原卷材防水層應直接壓在新做的非固化橡化瀝青防水層之上,其壓接寬度不應小于100㎜(圖10)。
(5)遇有特殊部位,由現場有關方面商定后,進行特殊的復合增強處理。
三、材料介紹
1、面層聚脲防水材料,選用北京森聚柯高分子材料有限公司生產的SJK590手刷聚脲。
(1)聚脲防水材料的主要性能特點
l 柔性好、延伸率大,能適應變形。
l 與丙綸無紡布覆面聚乙烯膜材有良好的粘結性,有優異的氣密性、防水性。
l 配方經調整后固化時間短,能滿足本工程工期緊的要求。
l 可采用刷涂或滾涂施工,操作簡便。
l 本產品固化后無毒、無味,符合環保要求。
(2)聚脲防水材料的主要性能指標應符合表1的要求。
表1 SJK590聚脲防水材料的主要性能指標
組分 |
Pua |
物理狀態 |
粘稠液體 |
顏色 |
黑色、墨綠、褐色 |
密度,g/ cm3 |
1.0±0.1 |
表干h |
2-6 |
實干,mm/24小時 |
2 |
斷裂伸長率,%,GB/T528 |
>400 |
拉伸強度, MPa, GB/T528 |
4.0~7.0 |
不透水性,0.3 MPa,30min |
不透水 |
施工溫度 |
+5 C0~+40 C0 |
使用溫度/Using tempreture |
-40 C0~+90 C0 |
抗紫外線,ASTM,G26,2000/h |
良好 |
耐化學腐蝕(酸、堿、鹽)GB19250 |
良好 |
環保性能GB50325 |
符合 |
長期耐水浸泡 |
良好 |
2、底層非固化橡化瀝青防水材料,選用北京星瑞倍斯特公司提供的韓國產品。
(1)性能特點
A、由膠粉、改性瀝青和特種添加劑制成的粘彈性膠狀體,與各種建筑材料均能粘結,永不固化,自愈性強,便于形成有效的防水密封層,有利于杜絕滲水、漏水、竄水現象。
B、延伸率大,特別能適應變形量大的基層進行防水密封處理。
C、固體含量高,不含溶劑,環保安全。
(2)主要技術性能指標應符合表2的要求。
表2 非固化橡化瀝青材料的主要技術性能指標
序號 |
項目 |
標準指標 |
企業標準 |
1 |
固體含量(%) |
≥45 |
99 |
2 |
不透水性 |
0.10MPa,30min不滲水 |
0.10MPa,30min不滲水 |
3 |
粘結強度(MPa) |
≥0.30 |
≥0.30 |
4 |
耐熱性 |
800C無流淌、滑動、滴落 |
800C無流淌、滑動、滴落 |
5 |
低溫柔度,0C |
-15 |
-20 |
6 |
延伸性(mm) |
無處理 |
≥6.0 |
31 |
|
|
|
|
|
3、非固化橡化瀝青涂膜防水層與聚脲防水層之間鋪設一道過渡層,
過渡層選用秦皇島松巖建材有限公司特制生產的單面復合丙綸無紡布的聚乙烯膜材。
4、在聚脲涂膜防水層與剛性保護層之間鋪設一道隔離層,隔離層選用秦皇島松巖建材有限公司生產的聚乙烯丙綸卷材。
國家體育場變形縫區域防水采用上述技術方案,由專業防水隊伍施工。在有關方面的共同努力下,按期完成了任務,經蓄水(圖11)和雨后檢驗均無滲漏,達到了予期的結果。
四、幾點啟示 >
1、特殊工程特定部位的防水,應采取特殊的有效的設防措施。國
家體育場這種鳥巢式的建筑,在世界建筑史上尚屬首例,在同一個建筑物中變形縫數量之多,變形縫形式之不同,變形縫的變形量之大,也是不多見的。但在原防水設防措施中,主要靠SBS改性瀝青卷材外貼,沒有遵循“因地制宜、按需選材”的原則,根據該工程特點,采用可以適應大變形量的防水材料和復合增強的防水做法,其結果導致滲漏,就在所難免了。
2、變形縫防水在材料選用上,應滿足密封防水、適應變形的要求,多種材料復合使用時,還應考慮各種材料的相容性,合理搭配。2008年5月2日國家體育場變形縫區域防水專家論證會上,將原設計的2.5mm厚聚氨酯防水層,增加了底層不小于3mm厚的非固化型橡化瀝青材料。后來由于工期緊,又將單組分聚氨酯涂膜改為快速固化的涂刷聚脲。在兩種材料的防水層之間,增加一道單面復合丙綸無紡布的聚乙烯膜材作過渡層。這一方案的調整與完善,不是隨意的,是有關專家經過深思熟慮,充分考慮本工程的特點、所選材料的特性而提出來的,是非常科學的。底層非固化橡化瀝青涂層,薄處不小于3mm厚,變形較大的部位不小于7mm厚,形成一層可長期不固化的、可滑移的、密封的防水層。過渡層采用單面復合丙綸無紡布的聚乙烯膜材,對非固化橡化瀝青防水層具有一定的約束力,同時由于所選用的復合丙綸聚乙烯膜材,其膠斷裂伸長率大于400%,完全滿足延伸、變形的要求。過渡層上的2mm厚聚脲涂層,其斷裂伸長率大于400%,既是對非固化橡化瀝青防水層的保護,又是一道獨立防水層。兩種材料,材性不同,但通過合理的配合與過渡,充分發揮了多種材料各自的優勢,形成了一個有效的、密封的、適應大變形量部位的防水層,其優點還將在工程使用中逐步得到證實。
3、工程質量的保證離不開合理的工期。國家體育場變形縫區域防水方案5月8日上午才定下來,要求5月13日全部完成。如果是一般的地面或屋面防水,4000㎡左右的工程量算不了什么,但是國家體育場變形縫區域防水,是特殊工程的特殊部位,采取多種材料復合防水,結構復雜,節點多樣,施工難度大,技術水平要求高的情況下,5天半時間完成施工,任務是非常艱巨的。盡管有關方面采取了許多的措施,來保證質量,但還是出現了一些因工期緊造成的問題。一是正常的施工程序被打亂了,部分防水基層沒有具備防水施工條件,就不得不進行防水施工。二是熟練的防水工人保證不了。國家體育場變形縫區域的防水施工,一個熟練的技術工人,每天完成的工程量5㎡左右。在奧運前北京地區都在搶工期進度、防水技術工比較短缺的情況下,立即組織150多名的技術熟練的防水工,難度也是比較大的。因此在實際施工時,一些非熟練的防水技術工人也進場施工了,在質量把關上留下隱患。施工人員多,單個獨立作業多,施工面也很分散,技術與質量靠專職監理、質檢員的檢查監督,力量是遠遠不夠的。三是防水施工所需的機器設備不能滿足進度要求。非固化橡化瀝青材料需要專用設備現場予熱攪拌,供應商提供的三臺設備僅滿足30名施工人員的用料,其它人員的施工用料只能靠現場明火加溫,既不能有效的控制加熱溫度、保證非固化橡化瀝青材料處于佳狀態,又對現場安全管理、文明施工造成影響。
如果國家體育場變形縫滲漏水,能及早發現、及早制定方案、及早進入施工,不至于原本應精工細作的活,變得火急火燎,那么結果會更為理想。
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