• 屋面防水與地下防水
    瀏覽:1908次 時間:2016年08月24日

      當人們對某個事物不熟悉時,會很自然地與其比較熟悉的事物聯系起來。可惜,這樣做往往低估或忽略兩者之間細微而重要的差別。現在許多建筑師和其他專業設計人員對地下建筑防水和屋面防水的認識就是這種情況。雖然與過去相比已經不那么普遍,但是仍有相當多的專業設計人員認為兩者幾無區別。事實上兩者的相似之處只是目標相同——都是防止水進入建筑物。

      其實,屋面防水與地下防水是有很大區別的,兩者都需要專門的技術。設想一下,把一個精心設計壽命為20年的普通屋面置于地下會怎樣?突然間,諸如靜水壓力、查漏點位置、靜荷載、地下排水、金屬板腐蝕等問題都冒出來了,使得設計壽命20年的屋面好像變得一無是處。

      防水應與建筑物同壽命

      一個設計、施工不合理的地下防水系統在建筑物壽命期內損壞,對于毫無思想準備的業主來說就像是一枚定時炸彈,隨時都要付出高昂的代價。主要原因并不是維修或更換防水卷材本身,而是要重新使有問題的卷材暴露在外所產生的費用非常高。

      如果屋面發生滲漏,查找滲漏點和維修相對簡單,而且修補材料選擇余地大,積水容易掃除或排走。然而,要找到地下損壞的防水卷材卻要費時花錢得多,這體現在以下幾個方面。

      1)需清除、更換無關的現場設施,包括耐磨面層、花草樹木、人行道、照明設施、擋土墻、樓梯和坡道、護柱、標牌等等。如果基礎墻需要防水維修和更換,這些工作將取決于基礎深度。此外,開挖角度也有很大影響,影響范圍越大要處理的現場設施就越多。

      2)需開挖和回填壓實。除了開挖和回填會明顯地增加費用外,還需要進行回填夯實試驗,各種材料或開挖出來的東西的現場堆放也會遇到困難,這些都會產生費用。

      3)地下水壓力的影響。地下水壓的存在不僅會增加現場臨時排水的費用,而且也會使工期延長。因為在做新的防水前,必須等基層干燥。

      4)室內裝飾和設施受損不在質保范圍內。根據地下設施室內的用途,因滲水造成的室內裝潢和設施的損壞所產生的費用,有時可與整個工程的費用相當,甚至超過,特別是當帶計算機控制的設備受到損壞時。這些費用均由業主承擔,因為沒有任何一家防水企業會將這些費用包括在質保范圍內。

      4)結構承載力不足帶來的制約。以廣場防水為例,在移除表土等覆蓋層時,如果現有頂板的承載力不能承受大型施工設備的動載,施工方只得選用小型的、作業更費時的設備。

      5)需重建出入通道。在基礎開挖階段,需通過設置便橋、梯子、殘障專用道、行人通道等設施保持建筑物出入口通暢。這些設施應符合建筑規范。顯然,這些臨時設施的設計、施工、移除都增加了工程成本。

      動荷載和靜荷載

      一般來說,大的靜荷載諸如機械設備等加至屋面上時,荷載通過緣欄、管子和其他支撐方式直接轉移至結構上,而不是將重量加在屋面防水層上。通常,在這些穿透屋面的支撐四周做附加防水。

      地下防水承受靜荷載的情況就很常見了,如厚的混凝土耐磨層、大量的泥土、可移動的植物種植容器、擋土墻和其他永久性結構。在這些靜荷載的作用下,設計者應該確保所有與防水相關的材料長時間內不被破壞,或者不因蠕變而破壞。

      動荷載是屋面防水不同于地下防水的另一個設計考慮因素。很顯然,屋面設計時不必考慮承受車輛或其他類似的荷載,而對于廣場或隧道防水系統來說,其受到的動荷載往往與所處區域有關,如道路、停車場、貨物裝卸區、甚至機場跑道等,因此設計時必須考慮動荷載因素。靜荷載的長期破壞作用比同樣大小的動荷載小得多。可通過選擇密度合適的卷材及將集中動荷載分散至更大的面積上等辦法,減輕動荷載的影響。在設計上面每天都有波音747飛機起降的地下人行通道防水系統時,更會遇到特殊的挑戰,必須認真對待。

      漏點定位

      當防水層破損的位置與水漏至下面內部空間的位置對應時,漏點確定比較容易,可以直接對滲漏點上方的防水層進行維修,無需更換整個防水系統。

      由于屋面防水層很少受到可以“驅趕”水的靜水壓的作用,屋面防水層破損位置容易確定,維修相對便宜,因而漏點定位并不是屋面系統滲漏治理的重要特征。然而對于地下防水來說,就不同了。如果地下防水層遭到破壞,水又能在防水層下面的基層竄流,那么水在下面內部空間冒出來之前,可能在靜水壓力作用下已經移動了很長一段距離,因而無法確定防水層破損的確切位置。對此,業主別無他法,只得更換整個防水系統。

      地下排水系統

      與排水只在表面的屋面不同,地下防水系統應該有地下排水的措施,以便降低或消除防水層可能受到的靜水壓力。地下排水措施不僅能延長防水層壽命,而且即使防水層破損了,由于水沒有壓力,進入建筑物內的水量也會減少。

      水平應用中的地下排水,可使得已經穿過耐磨層的水往下滲至防水層上,通過復合排水板或者集料層,自由移動。由于防水層有一定的坡度,水通過內部排水管排出或者排至四周。

      在垂直應用中,比如基礎墻,水要么在復合排水板的芯層內滴下,要么通過集料回填層往下滲。在基礎墊層處水被帶走,通過穿孔排水管系統或者“排水瓦管”排出。

      地下排水系統不僅能延長防水層壽命,而且在水平或廣場應用中還能延長混凝土、鋪面磚和其他耐磨面層材料在寒冷條件下的使用壽命。通過防止水在耐磨層下聚集,因凍融循環引起的變形將會降低,因此大大降低了耐磨層的隆起、開裂、破裂等現象。

      有時地下防水設計必須把現有環境條件考慮在內,如地質情況、地下水甚至地下水的污染物等,而這些顯然是屋面防水所不需要考慮的。以某機場為例,通過基巖的裂縫和裂紋進入開挖現場的地下水量與現場24 h排水的量相當。另外,測試表明,那里的地下水被碳氫化合物和乙烯乙二醇污染,這些污染物能使大多數防水產品失效。因此,在選擇產品時應該特別注意與污染物的關系。

      基層試驗

      在屋面設計中,與防水層直接接觸的基層材料,通常在防水層之前無須進行試驗,比如EPDM卷材空鋪在EPS保溫層上。地下防水的情況則不同。

      正如前面所提到的,地下工程防水層必須始終與基層完全粘結,為的是能有良好的漏點定位特征。大多數地下防水遇到的基層材料是某種混凝土(砌塊、現澆、預制),它們的含水量、表面紋理、表面涂層有所不同,因此會影響防水層粘結。這就是為什么要建議進行嚴格的現場粘結、含水量測試,如果想要達到防水層與基層長期穩定的粘結性。

      基層含水量試驗也很重要。熱橡膠瀝青用于含水量非常高的混凝土基層時,混凝土瞬間受熱,其含有的水分蒸發,生成水泡使防水膜損壞。

      滲漏試驗

      前面已經談到,漏點定位的特性對屋面系統來說不重要。一般來說,不會因為擔心偶然有水進入位于卷材與主體結構之間的絕熱層和其他吸水材料,而在新鋪屋面上進行滲漏試驗。然而由于開挖和尋找損壞的防水層的費用十分昂貴,所以對做防水層,在其上面的覆蓋材料施工前,進行這樣的測試是明智的。事實上,許多防水材料生產商都將此作為某種質保的條件。滲漏試驗包括蓄水試驗和接縫加壓試驗。

      蓄水試驗是指在保護層或其他覆蓋材料施工前,在已鋪設的防水層上蓄一定量的水(一般2~4英寸)并保持規定的時間(通常24~48 h)。有一個例外是熱橡膠瀝青,要在保護層鋪設并與熱橡膠瀝青粘結之后再進行蓄水試驗。試驗結束時,檢查內部有無滲漏,若有滲漏水要馬上排走并立即修補。

      Inspec公司對上述蓄水試驗作了改進。當覆蓋材料重量適當時,在主要的防水層下面設置一層11 mm厚的膨潤土。膨潤土不僅對防水系統有支撐的作用,也能阻止防水層下水分的進入。而且也使得我們容易在蓄水試驗中找到漏點,因為在防水層下膨潤土遇水會自由膨脹和水化,使防水層凸起,將這部分的防水層切開,除去水化的膨潤土,換之以干燥的膨潤土,再將防水層修復。

      廣泛應用于種植屋面和廣場防水工程中的測漏方法——電場矢量圖法是一種無損、低電壓檢測方法。在絕緣的防水層表面和導電的結構板或基層之間產生電位差。當防水層表面有水后就形成了電場,表面成了導電介質。如果防水層有破損的地方,防水層就接了地或者產生矢量,技術人員可以將其測出并定位。

      因為垂直應用時,防水層無法進行蓄水試驗,故而,有一家制造商發明了所謂“接縫加壓”的測試方法,通過在接縫處加氣壓,觀察連接在接縫另一端壓力表的壓降。該方法雖然不能測試整個垂直面防水層,但是至少測試了接縫這個最易損壞部位的情況。

      結語

      由于屋面防水和地下防水存在著諸多不同,屋面設計和地下防水設計代表著不同的專業領域,因而在美國有注冊屋面咨詢師和注冊防水咨詢師之分。由于社會對建筑性能要求的日益重視,建筑組成部分日益復雜,所以越來越有必要選擇具備專業知識和相關經驗的技術人員進行屋面和地下防水設計。

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