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海底隧道能120年滴水不漏!建筑防水為何不行?
時間:2020-03-06 來源:防水施工網(wǎng)
建筑滲漏被行業(yè)戲稱為“建筑癌癥”,在住建部《關(guān)于深入開展全國工程質(zhì)量專項治理工作的通知》中也被列為治理重點之首,似乎已成為建筑行業(yè)難以根治的質(zhì)量通病了。
但是,我們要知道,已建成的的港珠澳大橋,其水下40米的海底隧道,卻能保證在120年的設(shè)計壽命中“滴水不漏”!
我們不禁自問:海底隧道都能做到120年滴水不漏,建筑行業(yè)為何還做不好防水?
我們先來看看港珠澳大橋工程
水下40米的海底隧道
是如何做到“滴水不漏”的?
? 創(chuàng)新復(fù)合地基
港珠澳大橋的地質(zhì)環(huán)境是厚軟土地基,所以沉管基礎(chǔ)剛度協(xié)調(diào)及不均勻沉降控制非常困難,這個問題解決不好,隧道就有可能會漏水。
為了使沉降標(biāo)準(zhǔn)達標(biāo),工程師在如何使軟土層變硬上做文章,經(jīng)過無數(shù)次工法比選、理論計算和試驗驗證,在40多米深的水下為沉管基床底部鋪上2到3米的塊石并夯平,創(chuàng)造一種新的復(fù)合地基,使沉管的沉降值大大縮小,平均沉降值控制在10公分以內(nèi),而國外的同等數(shù)據(jù)是20公分左右。
? 半剛性結(jié)構(gòu)
自1928年人類工程史上修建第一條鋼筋混凝土沉管隧道以來,沉管制作的“工具箱”里只有剛性和柔性兩種方法。無論是選擇哪種結(jié)構(gòu),最終目的是為應(yīng)對地基發(fā)生不均勻沉降時,最大程度減少對海底隧道的影響。
但是,港珠澳大橋島隧工程是世界上第一個也是唯一的深埋沉管隧道,工程師們通過大量計算分析發(fā)現(xiàn),在20多米的覆蓋層、超過傳統(tǒng)概念沉管5倍的荷載情況下,采用傳統(tǒng)的剛性或柔性結(jié)構(gòu)體系,沉管結(jié)構(gòu)安全是得不到保障的。
工程創(chuàng)新性地提出半剛性結(jié)構(gòu)設(shè)想,是保留甚至強化串起小管節(jié)之間的鋼絞線,加強小管節(jié)之間的連接,使180米長、由8個小節(jié)段連接而成的標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)的變形受到更大的約束,增強深埋沉管的防錯位能力。
? 最佳配合比混凝土
從表面上看,混凝土配合比計算只是水泥、砂子、石子、水這四種組成材料的用量。
實質(zhì)上是根據(jù)組成材料的情況,確定滿足“強度、耐久性、施工性、抗裂性”四項基本要求的三大參數(shù):水灰比、單位用水量和砂率。
為了尋找這個混凝土配方,工程師們通過不懈地摸索,在耗時近一年、用壞了4個混凝土攪拌機進行了海量的試驗后,基礎(chǔ)配方終于出爐。
又經(jīng)過上百次的試驗調(diào)整,開展6次現(xiàn)場小尺寸模型試驗,2次足尺模型試驗,18個人工島沉箱混凝土驗證,最終配制出滿足沉管施工工藝性能要求,并具有低水化熱、低收縮的沉管施工混凝土配合比,提高了混凝土的抗裂性能,從而使沉管混凝土不出現(xiàn)裂縫具有可能性。
? 橡膠止水帶
沉管在預(yù)制過程中由工廠化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),分段澆筑。同時,在每個管節(jié)之間,都有止水帶,止水帶之間進行注漿,以防止江水滲漏。
沉管對接后沉管連接處有25厘米距離,這是兩節(jié)管段橡膠止水帶的‘夾縫’。
整個過江段隧道僅有13條環(huán)向接縫,縱向無接縫,環(huán)向接縫均采用進口GINA止水帶進行水下壓接止水,水密性好,同時接頭內(nèi)側(cè)采用可拆卸式OMEGA止水帶作為二次防水保障措施。
兩節(jié)沉管拉合到一定程度后,膠圈形成了一個密封的狀態(tài),這時候?qū)蓚€管節(jié)封閉門之間的水和空氣抽掉,形成了一個真空的空腔,江水巨大的壓力將會推動待接沉管往前壓,使橡膠止水帶充分壓縮,從而完成了兩個沉管的對接。
? 156道工序管理
從一根鋼筋、一方混凝土到一個180米長的巨型沉管,需要經(jīng)過鋼筋加工、鋼筋籠綁扎、混凝土澆筑、管節(jié)一次舾裝、深淺塢蓄排水及管節(jié)起浮橫移等156道工序。
每一道工序都關(guān)系著120年的使用壽命,每一個過程都充滿風(fēng)險,每一個環(huán)節(jié)都關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量。
為了讓每個崗位上的人員都有操作標(biāo)準(zhǔn),項目總部和工區(qū)共同制定出《港珠澳大橋島隧工程沉管預(yù)制質(zhì)量控制點管理》體系文件,文件包括6個大項、23個子項、116個小項。
對所有工序全面實行星級管理,對每一個小項的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制層級、檢查方式、檢查頻率、質(zhì)量控制要點,質(zhì)量缺陷處罰制度都有著明確的標(biāo)準(zhǔn)。
安徽日報曾在《建筑滲漏率為何居高不下》報道中指出,要把建筑防水上升到建筑質(zhì)量安全的意識上,重視結(jié)構(gòu)自防水。
建筑滲漏影響房屋整體安全
“建筑防水關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量問題。但長期以來社會重視程度不夠,人們對建筑防水技術(shù)復(fù)雜性、綜合性認識不足。
在設(shè)計和施工上對防水工程按程序簡單化處理,缺乏有效的防水方案設(shè)計和選材,加上施工不當(dāng),是經(jīng)常造成滲漏的根源。
”安徽寰宇設(shè)計院總工程師李強表示,現(xiàn)在在防水施工過程中,由于費用壓的很低,施工中只是簡單湊合地把防水做完,漏了再堵,這是普遍的觀點。
另外還有一種現(xiàn)象,反正是漏水,干脆就不做防水,漏了以后再去堵、再去修。實際上,把防水作為功能問題,沒有把防水的滲漏問題上升到質(zhì)量安全的意識上。
安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院副總工程師邵華良認為,防水行業(yè)素有“三分材料,七分施工”的說法。
防水材料是半成品,必須通過防水工人的正確施工才能達到防水功能。然而,在許多防水工地上,由于工藝流程管理混亂,工人們往往僅憑經(jīng)驗求多求快施工,常常出現(xiàn)基層處理不到位、部分細節(jié)點不注意、涂膜厚度不足等問題。
尤其到了防水施工的旺季,施工人員緊缺,私招亂拉農(nóng)民工現(xiàn)象普遍,他們在施工過程中邊干邊學(xué),根本談不上工藝水平。由于防水產(chǎn)業(yè)工人的缺失和素質(zhì)偏低,嚴重制約了防水工程質(zhì)量。
低劣防水材料成建筑隱患
安徽建筑大學(xué)材化學(xué)院副院長丁益教授認為,建筑防水效果的好壞關(guān)鍵在于防水材料是否具有良好的性能。
據(jù)不完全統(tǒng)計,我國目前有6000余家防水企業(yè),但卻只有三分之一企業(yè)擁有生產(chǎn)許可證。
而與之對應(yīng)的,則是生產(chǎn)工藝落后、節(jié)能環(huán)保不達標(biāo)的中小企業(yè)數(shù)量眾多,在個別地區(qū),無證生產(chǎn)和制假售假窩點甚至已經(jīng)形成半公開化的“基地”。
結(jié)構(gòu)自防水是防滲漏關(guān)鍵
“建筑滲漏已成為除建筑結(jié)構(gòu)安全外影響建筑質(zhì)量的第二大問題,是老百姓反映最強烈、建筑工程質(zhì)量投訴最多的工程項目。”安徽朗凱奇建材有限公司董事長喬啟信說。
我國現(xiàn)行《屋面工程技術(shù)規(guī)范》GB 50343-2012將防水分為兩個等級:Ⅰ級適用于重要建筑和高層建筑,Ⅱ級適用于一般建筑。
“在2004年的規(guī)范中,要求防水層耐用年限最長的也只有25年,這與建筑物的壽命遠遠不相匹配。而目前,我國防水工程普遍執(zhí)行的是5年保修期。
”喬啟信認為,表面上看,這對防水施工單位的施工質(zhì)量有一定要求,而實際上,5年之內(nèi)什么時間漏、每年漏幾次都沒限制,等于滲漏合法化,因為保修不是保證不漏。從眾多案例來看,防水已成建筑物的“短板”,除影響建筑使用功能外,還嚴重制約建筑物的生命周期。
因此,強化混凝土結(jié)構(gòu)主體自防水,是目前解決防水工程困境的唯一出路。
目前,地下工程防水體系主要由混凝土結(jié)構(gòu)主體自防水和其他防水層防水兩部分構(gòu)成。
“根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB 50108-2008要求,結(jié)構(gòu)主體自防水應(yīng)當(dāng)是地下防水工作的基礎(chǔ),其他防水層則處于附屬性地位。
然而,現(xiàn)實情況卻是結(jié)構(gòu)自防水‘悄然隱身’,附著在結(jié)構(gòu)外面的其他防水層 ‘喧賓奪主’,結(jié)構(gòu)主體自防水的重要性被忽略了。
”對防水施工有著多年研究的邵華良深有感觸,建筑結(jié)構(gòu)自防水做得好,其他防水層在此基礎(chǔ)上就是錦上添花;結(jié)構(gòu)自防水差,結(jié)構(gòu)質(zhì)量就可能存在各種問題和隱患,一旦滲漏,外部防水層就成了替罪羔羊。
這種本末倒置的做法,必須引起相關(guān)部門的重視。萬丈高樓始于地下,地下防水應(yīng)與結(jié)構(gòu)壽命相同,重視結(jié)構(gòu)性自防水就是重視結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
要將建筑防水工程提升到與結(jié)構(gòu)工程同等重要的高度,這樣才能保證建筑質(zhì)量安全,提升建筑工程壽命。
“建筑防水是一項系統(tǒng)工程,涉及防水材料生產(chǎn)、銷售、建筑防水工程設(shè)計、審圖、工程施工、監(jiān)理、監(jiān)測、驗收等眾多環(huán)節(jié)。而這些環(huán)節(jié)又分別歸口不同的部門管理。若某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,就難以保證防水工程質(zhì)量。
”廖紹鋒表示,“防水要從源頭抓起,必須重視結(jié)構(gòu)自防水,再輔以外部防水材料。這就意味著設(shè)計院、甲方、施工單位和防水分包方要通力合作,方能解決建筑物滲漏高發(fā)問題。”同時,政府部門應(yīng)采取相應(yīng)的行政或法治手段協(xié)調(diào)相關(guān)部門共同解決。
也希望社會各界都重視建筑物滲漏問題,要站在“建筑品質(zhì)”和“建筑安全”的高度上來認識這一問題。
作為建筑工程從業(yè)者
我們要從無數(shù)的工程案例中吸取教訓(xùn)
防水工程一旦沒有做好
后期需要巨額維修成本卻也難以治根
? 某大型地產(chǎn)地下室2016年頂板滲漏,至今維修已花費幾百萬……
? 某小區(qū)地下車庫因漏水基本處于廢棄狀態(tài),為了投放使用重新做一遍防水,費用增長三倍……
? 某重點工程洋房項目地下室側(cè)墻滲漏,維修花費幾百萬,至今未能處理完……
若對比建設(shè)和使用環(huán)境的嚴苛程度
建筑遠不及海底隧道
那為何建筑滲漏通病卻一直難以解決?
建筑防水不僅僅是建筑功能
更肩負著保護結(jié)構(gòu)安全與建筑壽命的重任
重視建筑防水就是重視質(zhì)量安全