科技创新

一、工程概况


  梅州富力城位于广东省梅州市梅县剑英大道,她是富力地产首次进军梅州,耗资过百亿打造的万人大城,项目占地千亩,将是梅县新城最大的住宅小区。富力城的园林采用“一心一带一湖一山多组团”的生态布局,连接梅花山,做到一步一景,山水相映的皇家园林。其中皇家中心人工湖占地3万㎡,湖水采用的是活水,沿湖设有千米亲水步道、湖心亭、特色码头等亲水设施。人工湖的建设对梅州富力城起到画龙点睛的作用,因此,人工湖的防水防渗工程至关重要。


二、材料选择


  目前市场上比较成熟可靠的人工湖防水防渗材料主要有两种,天然钠基膨润土防水毯和HDPE土工膜。两种材料对比如下:



内容

钠基膨润土防水毯

HDPE土工膜

定义

膨润土防水毯是一种新型的土工合成材料,它是经级配过的天然钠基膨润土颗粒和相应的外加剂混合均匀后,经特殊的工艺及设备,靠成千上万纤维的强度把高膨胀性的钠基膨润土层均匀、牢固地固定在两层土工布之间,由此制成。

聚乙烯土工膜是一种高性能的高分子合成材料。它是用特制的高品位聚乙烯树脂采用平模挤出或园模挤出的工艺生产制造而成,纯树脂占97%-98%,碳黑和抗氧化剂、热稳定剂占2%-3%。

防水

机理

钠基膨润土和水反应发生水化膨胀形成胶质的横隔膜,从而起到防水作用。

依靠材料本身的不透水性及双缝焊接形成可靠连续、完整的防水体系。

执行

标准

建筑工业行业标准

钠基膨润土防水毯(JG/T193-2006)

《土工合成材料 聚乙烯土工膜》GB/T17643-1998

规格

型号

幅宽:4.5m/5m/5.85m

长度:20m、30m

单位面积质量:4000g/m2、4500g/m2、5000g/m2、5500g/m2、

注:本工程采用的防水毯规格为长度30m、宽度6m的针刺法天然钠基膨润土防水毯,单位面积质量为5000g/m2以上

宽度可达到6.86m--10.52m,

厚度有0.3mm, 0.5mm, 0.75mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm及2.5mm;使用时可以根据不同的工程特点选用不同规格的土工膜材料。

注:人工湖防水工程一般使用厚度为1.5mm

 

材料性

能特点比较

◆ 钠基膨润土与水反应发生水化膨胀,其防水机理决定其只有在具有足够夹持力(基层与保护层)作用下,遇水膨胀能形成密实的凝胶结构,发挥防水作用。本工程基面素土经过多次夯实,为密实的黏土层,保护层为300mm厚粘土保护层。

◆ 该工程产品使用的膨润土为天然钠基膨润土,粒径在0.2mm~2mm范围内的膨润土颗粒质量占膨润土总质量的85以上,保证了膨润土膨胀指数、吸蓝量、渗透系数和膨润土耐久性。

◆ 搭接缝采用膨润土防水颗粒和密封材料搭接,搭接材料和材料本身同材质,保证了防水的整体性。

◆ 施工简便、快速,能满足工期短的要求,一天的施工面积可达3000平米。

◆ 可抵御基层的小碎石和不平整基面,材料硬度不强,可随基面的弯曲而弯曲,满足了基面的紧密粘贴。

◆ 在细部节点部位处理和后期修补方面简便实用,配套辅材和主材同材质,保证了防水的整体性和细部处理。

◆ 抗渗性、遇水膨胀、施工安全方便,天然的无机材料,耐老化和腐蚀性能好。

◆ 需要在材料运输、储存和施工过程中注意防水防潮。

 

◆ 防渗性能优异:水蒸气渗透系数≤1.0×10-13g.cm/cm2.s.Pa

◆ 强度高(断裂拉伸强度28MPa以上)、硬度大,具有其它材料难以比拟的抗穿刺性能。

◆ 耐腐蚀:能耐多种强酸、强碱等化学介质腐蚀,特别适用于恶劣环境下的防水防渗。

◆ 对基层不平整和有碎石的基面不太适用,需要在材料上下表面增加一层300g/㎡左右的无纺布缓冲层。

◆ 没有完全配套的辅助材料,加上材料本身的硬度较大,在细部节点处理和整体性方面劣于防水毯。

◆ 施工中需要双缝焊接,保证了搭接处的防水质量。但是施工速度较防水毯慢,施工的安全和环保性能没有防水毯好。

 

应用

范围

适用于地铁、隧道、人工湖、垃圾填埋场、机场、水利、路桥、建筑等领域的防水、防渗工程。不适用于存在高浓度电解质溶液的防水、防渗工程。

 

适用于垃圾填埋场、污水处理场、隧道、人工湖、景点、建筑屋顶花园、地下种植顶板等防水工程

 

搭接缝

连接方

本工程膨润土防水毯之间的搭接宽度为200mm,并且在搭接缝部位以一定间隔用钉子和垫圈固定,涂抹膨润土密封剂补强处理。


 

施工

方法

大平面与基层空铺,立面用钉子、压条和垫圈机械固定

卷材与基层之间空铺,搭接处采用热风焊接


  经过对比分析,两种材料各有优劣。结合该人工湖的实际情况:工程工期要求紧;基面实际情况很难达到理想的设计情况;细部节点较多和立墙边缘的不规则性(柱子和收口处);湖泊基底沉降及保护层施工中车辆碾压导致湖泊基底表层隐藏的尖锐石块突出刺穿防水材料,同时后道工序其他队伍施工,无直接相关责任的人员损伤(割裂伤、划伤)等因素。最终选择了符合实际情况,性价比较高的天然钠基膨润土防水毯。最后确定人工湖的构造层次如下:

  1、100mm厚粘土压实层(甲方提供合格的工作基面,施工方对基面进行验收并提出可行性建议)  

  2、6m*30m,6mm厚,5000g/㎡,天然钠基膨润土防水毯  (满足设计和规范要求)

  3、300mm厚粘土保护层(土源由甲方场地内提供,乙方负责运输和施工)


三、防水毯材料特性


  膨润土防水毯是由上下两层土工布以及中间的膨润土组成。膨润土是一种天然矿物,主要成份是一种粘土矿物叫蒙脱土。它是由火山爆发的火山灰,经过变质作用(温度、压力与时间的变化)之后形成了膨润土。产品的特点如下:


序号

特点

说明

1

防渗性能优异

膨润土以水止水,具有很高的抗静水压力,达到0.4MPa,1h,无渗漏;

2

施 工 简 便

对基层要求低、自然搭接,立面或斜面施工时,用钉子、压条和垫圈将其固定,并按要求搭接即可。不受施工环境温度的限制,负温以下也可施工;

3

独有的自愈性

利用膨润土遇水膨胀的性能,实现防水层缺陷或破损的自动“愈合从达到完美的防水效果;膨润土膨胀指数/(mL/2g) ≥24。

4

耐久、环保

膨润土属于无机材料,不老化,耐久性好;埋于地下对水质和土壤无污染;膨润土耐久性/(mL/2g) ≥20。

5

特有的透气性

有利于水气交换,使水体周围的植物健康生长

6

根系可穿刺性

植物根系可穿透膨润土防水毯(GCL),对膨润土防水毯(GCL)防水效果无影响


四、施工方法


  1、工艺流程

  前道工序检查验收合格(基面验收)→测量尺寸、预定下料次序→穿墙管、柱子及水景等特殊部位处理(工作面允许的情况下)→膨润土防水毯(GCL)坡面(立面)的铺设→湖底防水毯(平面)的铺设→防水毯交工验收→300厚粘土保护层施工→覆土验收→人工湖整体验收→放水试水试验。


  2、主要机具

  射钉枪、壁纸刀、卷尺、直尺、锤子、抹刀、钳子、钢筋钩(卷材铺设)、钩机(转运材料及配合施工)、压土机(对覆土和基层不平整处再处理压实)、震动压实机(细部基层夯实)等工具。


  3、基层处理

  ①膨润土防水毯(GCL)的施工应在基层工程验收合格后进行。

  ②人工湖防渗主要有底面和立面(自然)驳岸施工,一般需要连续统筹安排。铺设膨润土防水毯(GCL)前基层必须夯实整平,夯实度达85%以上。表面应平整,不得含有对防水毯有破坏的大型尖锐物等杂物,也不能有明显的大空洞、裂缝。

  ③表面应基本干燥,最好没有有明显的水渍和坑洼。

  ④基层、立面部位的阴、阳角有条件可做成圆弧形或钝角。


  4、膨润土防水毯(GCL)铺设前的准备工作

  ①做下料分析,安排好膨润土防水毯(GCL)的铺设顺序和裁剪。

  ②检查膨润土防水毯(GCL)的外观质量,表面应平整,针刺均匀、厚度均匀,无破洞和破边,且无断针残留在膨润土防水毯内。准确记录已发现的机械损伤、孔洞或其它缺陷,以便在铺设时进行修补。


   5、膨润土防水毯(GCL)的铺设

  在基层达到要求后,膨润土防水毯(GCL)应按照先立面,后底面的顺序进行铺设。


  5.1  立面驳岸和自然驳岸的膨润土防水毯(GCL)铺设施工 

  ①根据人工湖的实际情况,建议采用上游搭下游的顺序铺贴膨润土防水毯(GCL)。对于自然驳岸,可以直接在驳岸上开卷铺设,并尽快作好保护层。

  ②膨润土防水毯(GCL)应尽量避免在立面驳岸搭接。如果必须在立面驳岸搭接,则应按照高处的膨润土防水毯(GCL)在外侧、低处的膨润土防水毯(GCL)在内侧(紧贴墙面)进行施工,以防止回填土时有异物进入搭接缝。膨润土防水毯(GCL)在立面施工搭接时(白色无纺布朝向迎水面),接缝处应用膨润土密封膏进行密封处理。

  ③自然驳岸时,从湖底与驳岸最底部交接处整块铺设到水位标高100mm以上,然后用压边沟固定.



  5.2  膨润土防水毯(GCL)的湖底面大面铺设

  ①按规定顺序和方向,分区分块进行膨润土防水毯(GCL)的铺设。膨润土防水毯(GCL)应以品字形分布,必须避免十字形叠口出现。

  ②膨润土防水毯(GCL)两边的土工织物分别为无纺布和编织布,铺设时无纺布应对着迎水面,即:白色无纺布朝上。

  ③膨润土防水毯(GCL)平面搭接施工方法:搭接宽度不应小于200mm(软基部位应加宽搭接宽度),在搭接底层膨润土防水毯(GCL)的边缘处撒上膨润土干粉。遇有大风天气时,应使用膨润土密封膏进行密封处理。

  ④膨润土防水毯(GCL)应自然松弛与基层贴实,不宜折褶、悬空。




  6.1 穿墙管或构筑立柱部位的加强处理

  对于穿墙管或构筑立柱,首先在管道或构筑立柱周围均匀撒布膨润土干粉,然后裁切以管道或构筑立柱直径加200mm为边长的方形膨润土防水毯(GCL),在其中心裁剪直径与管道或构筑立柱外径等同的孔洞,修理边缘,以便使之紧密套在管道或构筑立柱上,再用铁丝进行绑扎,在管道或构筑立柱周围与毯的接合处均匀涂抹膨润土密封膏,最后进行大面铺设。其它形状穿透防水层的构筑物的加强防水处理应按构筑物形状裁剪,以便施工。


  6.2膨润土防水毯(GCL)破损处的修复

铺设过程中应随时检查膨润土防水毯(GCL)的外观有无破损、孔洞等缺陷。发现有破损或孔洞等缺陷时,应及时用膨润土密封粉(膏)修补,并在破损部位周边放大200mm以上的膨润土防水毯(GCL)进行局部覆盖修补。边缘部位按搭接的要求处理。

注意: 在膨润土防水毯(GCL)铺设过程中应及时进行保护层的施工,确保在后道工序(如素土回填)施工前膨润土防水毯(GCL)尽量不要泡水。


  7、保护层的施工

  保护层的施工是保证膨润土防水毯(GCL)防水效果非常关键的环节,必须符合下列要求:

  铺设施工完的膨润土防水毯(GCL),必须尽快完成保护层的施工,具体如下:

  立面(驳岸)保护层回填采用粘土回填;

  湖底可以直接用素土回填,不得含有对防水毯有破坏的尖锐物等杂物。回填土必须进行夯实(或压实、振捣等),回填土的密实度应大于85%,且夯实后的厚度不小于300mm,在夯实、压实过程中,注意不要损坏膨润土防水毯(GCL)。如有损坏,应及时进行修补。


  8、施工注意事项

  ①膨润土防水毯(GCL)的储运应防水、防潮、防强烈阳光曝晒。储存时地面应采取架空方法垫起,运至现场的膨润土防水毯应尽快用完,不宜长时间存放。

  ②膨润土防水毯(GCL)的施工应在无雨、无雪天气下进行。施工时如遇雨、雪天气,应及时对膨润土防水毯(GCL)进行遮盖,防止膨润土防水毯(GCL)提前吸水膨胀。

  ③在进行下道工序或相邻工程施工时,对已施工完成的膨润土防水毯(GCL)应妥善保护,尽量避免车辆等机械直接碾压膨润土防水毯(GCL)。不得有任何人为损坏。


五、天然钠基膨润土防水毯雨季施工措施

  ·  在防水毯施工过程中需要及时了解天气情况,根据天气情况做好相应的施工计划,下雨天尽量不建议施工;

  ·  如果天气变化,按防水毯的回填标准不能及时回填保护,我司建议在未保护的防水毯上先回填不小于50厚粘土的临时保护层;

  ·  防水毯的铺设应尽量当天铺设当天完成回填保护,在突发情况下:如遇到阵雨,导致回填不及时,人工湖积水,则应及时排水;(根据GB 10J-301地下建筑防水构造第69页4.6条明确表示:天然钠基膨润土防水毯夹层中的天然膨润土经数次干湿循环、冻融循环后,仍保持原有的膨胀性能,防水效果不受影响),所以积水只要及时抽掉,不长时间浸泡,对防水毯的防水性能没有影响;

  ·  对于铺设好的防水毯接头,在下雨天应及时用塑料薄膜卷起包裹好,防止雨水浸泡;

 


六、膨润土防水毯人工湖施工大样图


七、项目管理机构及保证措施 

  针对本防水工程,我公司拟组建工程技术、质量、监理、安全、资料、施工

  等一整套项目管理人员。安排30人左右的施工队伍,分三个班组同时施工,总工期暂定为30个日历天(雨天顺延),开工日期2014年4月18日,最后完工日期2014年5月18日。项目组织机构图如下:




八、总结

  目前人工湖防水毯验收完毕已经接近一年,从现在的结果观察,人工湖防水毯没有出现可视的孔洞、破坏和水流。该人工湖的正常渗漏量在3~8mm/24h(含季节性蒸发损失量),小于规范要求的15mm/24h(含季节蒸发损失量),为梅州富力城的建设添砖加瓦,获得了业主的一直好评。从结果分析,如果与甲方沟通顺畅提供合格的基层,选择合格的防水毯(市场上该产品参差不齐),专业的施工人员、完善的管理架构加上后期较好的维护管理,一定可以让人工湖的防水防渗体系做到满意。