二次振搗北京富國海底世界是一座大型的海洋生物展覽館,位于北京工人體育場(chǎng)南側人工湖中,且埋在湖底之地下,總建筑面積為7456㎡,由新西蘭 “富國”集團投資。除兩個(gè)入口外,整個(gè)工程主體為水下全現澆鋼筋混凝土箱形結構,其中水下2層,水面上局部出入口1層。按使用功能劃分為觀(guān)賞、商業(yè)、教學(xué)、辦公、檢疫5個(gè)區,其中觀(guān)賞區又包括主池、展廳兩部分。主池高7m,面積1152㎡,裝有4000多t海水,模擬海底景觀(guān)。1結構防水要求兩個(gè)出入口首層±0.00絕對標高37.8m,主體頂板相對標高-3.8m,底板相對標高-12.0m,湖底相對標高一3.0m,湖中常年水深1.5m,工程特殊,技術(shù)復雜,施工難度大,尤其對防水要求極高。
本工程結構底板、頂板、外墻為剛柔雙防,即抗滲混凝土外包柔性防水材料,柔性防水層為兩層4mm厚SBS聚氨酪卷材,防水面積1萬(wàn)多㎡;主池、過(guò)濾池、甬道、魚(yú)缸等內墻,為防止防水材料污染水體,一律采用純剛性混凝土自防水。底板、頂板、外墻混凝土設l道貫通的后澆帶。全部工程混凝土用量 15104m3,其中防水混凝土7742m3,均為S12。
2 防水施工難點(diǎn)及部位
?、偃绾伪WC混凝土的整體性、密實(shí)性,防止有害裂縫的產(chǎn)生,尤其是混凝土剛性自防水部位;②如何保證甬道墻結構精度,使其能夠滿(mǎn)足預先加工定做成型的玻璃鋼拱罩安裝配合尺寸要求;③柔性防水材料及其作法的控制。
3 關(guān)鍵技術(shù)的研究
3.1 防水工程施工重點(diǎn)
該工程防水的重點(diǎn)應放在防水混凝土,其次是卷材防水和抗滲灰土。即在保證卷材防水和灰土質(zhì)量的同時(shí),把防水施工的重點(diǎn)放在提高混凝土的抗滲性、抗裂性,以及保證混凝土結構的整體性上。
3.2 提高混凝土抗滲、抗裂性能
本工程在防水混凝土中添加水泥用量12%的UEA,作為混凝土抗裂、抗滲的一種手段。
由于施工受場(chǎng)地條件限制,采用泵送商品混凝土,坍落度較大,水灰比達不到理想要求,所以采用“混凝土二次振搗”技術(shù),以保證混凝土抗滲質(zhì)量。
3.3 保證混凝土結構整體性
3.3.1 取消后澆帶
本工程①一⑩軸共72m長(cháng),根據規范和設計要求,在⑤一⑥軸線(xiàn)間設1道800mm寬的后澆帶,橫貫所有內外梁、板、墻。這無(wú)疑是人為地埋下了滲漏通道。經(jīng)過(guò)論證,認為該工程地質(zhì)均勻,結構對稱(chēng),荷載均勻,不會(huì )產(chǎn)生沉降差;室內外都處于恒溫環(huán)境,不會(huì )產(chǎn)生溫度差;由于采取了添加UEA和混凝土二次振搗的作法,已完全可以保證混凝土不裂且密 實(shí)。因此,改變了原設計,取消后澆帶。
3.3.2 特殊部位的處理
(1)底板、頂板不留施工縫。墻體必須留設時(shí),垂直方向盡量少留,整個(gè)外墻不留垂直施工縫,只在個(gè)別內外墻交接處留置;水平施工縫采用設置凸槽,槽頂加BW止水條,結構外側預留八字槽用油膏嵌縫密封的多道防線(xiàn)控制辦法,在延長(cháng)滲水路線(xiàn)的同時(shí),徹底切斷堵死滲水路線(xiàn)。
(2)底板、頂板與墻體接縫處,內墻與水池接縫處、穿墻螺栓等部位根據不同情況,采取了不同的處理辦法。
3.4 鋼筋防腐問(wèn)題的控制
由于鹽水區采用混凝土結構剛性自防水,取消常規做法中內襯玻璃鋼防水層,因此如何防止鹽水侵入結構,對鋼筋造成銹蝕是一個(gè)重要問(wèn)題。本工程采取加大保護層厚度的方法進(jìn)行控制,即將保護層由通常的35mm增加到70mm。為保證施工中保護層厚度能夠準確達到預期要求,特加工定做了混凝土墊塊,其上設有十字凹槽,凹槽寬度、深度均與鋼筋直徑相同。支立模板前將墊塊卡于鋼筋上,間隔1.5m。此外,在所有與鹽水接觸的混凝土表面,涂刷388水溶性無(wú)毒無(wú)異味的防水防腐劑涂料3道,增強防腐蝕性能。
3.5 甬道墻結構精度控制
由于甬道墻上插槽內所裝的玻璃鋼拱罩,以及甬道內的活動(dòng)走道和裝修件都是根據施工圖紙尺寸在國外提前加工定做的,為此業(yè)主要求,3條軸線(xiàn)間距及2個(gè)插槽和甬道寬度混凝土澆筑后成品誤差均不得超過(guò)±5mm,相對誤差為1:75000,以保證混凝土墻體與之良好配合安裝。
為保證甬道墻混凝土結構精度要求,且滿(mǎn)足自身抗滲功能,本工程采用一次連續澆筑,并配以合理的測量放線(xiàn)方法,優(yōu)質(zhì)的模板體系,以及一系列澆灌技術(shù)。
3.6 柔性防水層施工技術(shù)的確定
柔性防水層采用聚乙烯薄膜胎兩層4mm厚SBS聚氨酪卷材防水層??紤]到施工時(shí)間為九月份,汛期剛過(guò),基層表面含水率難以達到北京市標準《新型瀝青卷材防水工程技術(shù)規程》中第4.4.1條關(guān)于“基層表面應干燥,其含水率不大于9%”的要求,根據工程情況,采用平面部位空鋪,但卷材接縫處滿(mǎn)粘,立面墻體全部滿(mǎn)粘。卷材接縫處加蓋口條,增加其抗拉強度,結構陰陽(yáng)角處加設附加層。粘結全部采用熱熔法。
4 主要施工方法
4.1 防水混凝土澆筑二次振搗
本工程所有泵送防水混凝土澆筑全部采用二次振搗。當混凝土入模經(jīng)過(guò)第1次振搗,待其坍落度消失并開(kāi)始初凝時(shí),再進(jìn)行第2次振搗。若慢慢拔出振搗棒混凝土能夠均勻閉合,而不會(huì )留下孔洞,此時(shí)進(jìn)行二次振搗最為合適??紤]到冬季施工水分損失較慢,經(jīng)試驗這一時(shí)間定在第1次振搗后3h左右。
4.2 底板防水混凝土澆筑
采用2臺混凝土泵,每臺泵最小排量q=20m3/h,分泵分層澆筑,底層厚h1=0.5m,上層厚h2=0.4m,混凝土接茬最長(cháng)時(shí)間(加緩凝劑)t=3h,基槽寬度l=56m。泵1底層混凝土一次澆筑寬度b1≤tq/Lh1=(3×20)/(56×0.5)=2m;泵2上層混凝土一次澆筑寬度 b2≤b1。
由于底板厚度不一致,局部加深部位混凝土量較大,必須先分層連續澆筑此部位混凝土到底板底面,然后再開(kāi)始底板大面積混凝土澆筑。具體澆筑方法如圖7所示。
在澆筑上層混凝土時(shí),為了避免混凝土振搗后表面積水產(chǎn)生裂縫,采用表面真空吸水多次抹壓的方法,即采用l臺真空泵,接1塊l 5m2真空吸水墊將混凝土表面多余的水吸走,再經(jīng)兩次抹壓,保證了混凝土表面沒(méi)有開(kāi)裂。
4.3 施工縫處理
水平施工縫在放BW止水條前,對混凝土表面進(jìn)行鑿毛噴砂處理,垂直施工縫處先將混凝土墻接茬處剔鑿平整。清理干凈浮灰,然后釘BW止水條,澆筑時(shí)不得漏振。
4.4 甭道墻防水混凝土施工
測量放線(xiàn)工作是在對圖紙中各段甬道長(cháng)度、角度進(jìn)行精確計算基礎上進(jìn)行的。首先采用測設導線(xiàn)法布設導線(xiàn)點(diǎn),其坐標值取平差后數值,該導線(xiàn)相對閉合差1:100000,按高精度控制低精度的施測原則,其精度滿(mǎn)足施工放樣的需要。然后以導線(xiàn)點(diǎn)為依據,用極坐標法放樣測量,直角坐標法復核,來(lái)提高測量放線(xiàn)精度。經(jīng)平差后再實(shí)施支立模板。
模板采用組合鋼模板,支撐用剪刀撐并用花籃螺栓拉錨,采用撐拉結合的辦法,在兩墻頂模板用L50mm×5mm固定,以防澆筑時(shí)相對變形。因精度要求高,所用鋼模板須進(jìn)行精心檢查,翹曲度、平整度不合格的不用,木模板所用的木料須經(jīng)過(guò)上爐干燥處理后,上刨刮平方能使用??紤]到澆筑時(shí)模板的外張,支橫板時(shí)每邊按-2mm支設,最后再精確檢查,確認無(wú)誤后澆筑混凝土,混凝土初凝前再進(jìn)行精確檢查,用花籃螺栓進(jìn)行微調。
采用坍落度7—8cm商品混凝土,罐車(chē)運至現場(chǎng)后改裝手推車(chē),送至作業(yè)面,再由人工布料,進(jìn)行強振搗,保證混凝土的密實(shí)度,同時(shí)也避免了用混凝土泵輸送混凝土沖擊模板而變形。甬道墻拆模后最終誤差為軸線(xiàn)間距誤差±4mm,寬度誤差±3mm,混凝土外觀(guān)平整、順直、光滑,相當密實(shí),無(wú)一處裂縫,使甬道安裝一次成功。
4.5 SBS聚氨酪卷材防水層施工
卷材施工采取外防外貼法。在平面與立面相連處,先做500mm寬附加層,然后再鋪貼卷材,鋪貼時(shí)先鋪平面,再由下至上鋪貼立面,并使卷材緊貼陰角,不得空鼓,卷材接縫部位距陰角中心400mm。所有接縫做熱熔滿(mǎn)粘搭接,搭接寬度長(cháng)邊100mm、短邊150mm,接縫之上做120mm寬蓋口條進(jìn)行補強附加處理。卷材防水層構造如圖9所示。
4.6 2:8灰土施工
2:8灰土施工重點(diǎn)放在對白灰質(zhì)量的控制上??紤]到目前建樹(shù)市場(chǎng)上成品灰存在著(zhù)質(zhì)量不穩定、CaO含量較低、施工效果不佳的問(wèn)題,在施工中改用塊灰,自行淋制過(guò)篩,拌制灰土。
5 技術(shù)經(jīng)濟效益和社會(huì )效益
本工程施工歷時(shí)1年,工程一次試水成功,防水無(wú)滲、無(wú)漏,取得了滿(mǎn)意的施工效果。
鹽水區防水混凝土工程一次澆筑成功,滿(mǎn)足使用功能,省去了常規作法中堵漏及結構內包玻璃鋼兩道施工工序,技術(shù)經(jīng)濟效益合計3972080元。
本工程的成功實(shí)施,為水下、地下工程以及水族館工程防水施工技術(shù)探索了一定的經(jīng)驗,取得了良好的效果。尤其在鹽水區部位成功進(jìn)行的純剛性混凝土結構自防水,取消玻璃鋼防水層的技術(shù)嘗試,在國內外尚屬首次,為純剛性混凝土結構自防水施工技術(shù)的可行性提供了例證。