北京富国海底世界防水施工技术

摘要：北京富国海底世界施工中，为保证混凝土结构的密实性、整体性，并防止有害裂缝，采用二次振捣方案，提高了混凝土抗渗性能，取消后浇带，保证了混凝土结构整体性，并对薄弱环节进行了特殊处理。

关键词：卷材防水二次振捣防水混凝土

富国海底世界位于北京工人体育场南侧人工湖底以下，建筑面积7456m2，湖底相对标高为－3.000m，主体顶板标高为-3.800m，底板大面积标高为-12.000m。由主池、展厅、教学区、办公区、商业区及检疫区等组成。

1防水设计

（1）外墙厚700mm，底板厚900mm，顶板厚450mm，混凝土强度等级c30，抗渗等级p12，外做两层4mm厚sbs改性沥

青卷材防水；⑤～⑥轴线间有一道800mm宽的后浇带，横贯所有内外梁、板、墙。

（2）出于对鱼类的安全考虑，馆内主池及过滤池全部采用600mm厚抗渗混凝土结构自防水，混凝土强度等级为c30，抗渗等级p12，主池内甬道墙采用400mm厚同等级混凝土。

（3）卷材防水面积近1万ｍ2，全部工程混凝土用量达15104m3，其中防水混凝土7742m3，盐水区刚性混凝土防水面积3248m2。各部位设计作法如图１所示。

图1设计作法

1-1500mm深湖水；2-100mm厚钢筋混凝土保护层；3-2层4mm厚sbs防水层；4-50mm厚混凝土找平层；5-500mm厚陶粒混凝土保温层；6-400mm厚钢筋混凝土顶板；7-钢筋混凝土底板；8-细石混凝土保护层；9-2层4mm厚sbs防水层；10-水泥砂浆找平层；11-素混凝土垫层；12-素土夯实；13－钢筋混凝土外墙；14-2层4mmm厚sbs防水层；15-砂浆保护层；16-永久保护墙

工程完工后，湖中常年水深1.5m，即整个建筑物将长期泡在水下。为满足使用功能，要求：建筑物外的地下水不能渗入建筑物内，以免污染主池海水伤及鱼类；主池、过滤池、鱼缸等盐水区内的海水不能渗到室外和游览区，以免损失海水，侵蚀设备及结构；盐水区内使用的防水材料不能向水中扩散有毒、有害物质，以免污染海水，对鱼类造成伤害。因此，防水施工成为整个工程的关键。

2施工难点及部位

（1）保证混凝土结构的密实性、整体性，防止有害裂缝的产生（尤其是主池、过滤池、甬道、鱼缸等混凝土结构刚性自防水部位）；控制后浇带施工时可能产生的施工冷缝。

（2）控制甬道墙结构精度，以满足预制玻璃钢拱罩安装要求。

（3）选择柔性防水材料并确定作法。

3防水关键技术

3.1混凝土二次振捣

uea补偿收缩混凝土是通过水化过程中产生大量膨胀结晶水化物———水化硫铝酸钙（3cａo.al203.3cａso4·32h20，俗称钙矾石），使混凝土产生适度膨胀。在钢筋及邻位约束下，可在混凝土中建立压应力，这一压应力大致能抵消混凝土干缩时产生的拉应力，从而防止或减少收缩开裂。同时由于钙矾石晶体生长过程中，具有填充孔隙、切断连通毛细孔道的作用，使混凝土内部大孔隙减小，总空隙率降低，从而提高抗渗性能，达到自防水的目的。本工程在混凝土中掺加水泥用量12％的ｕｅａ，作为混凝土抗裂、抗渗的一种手段。

但是，混凝土在硬化过程中产生的微裂缝受多种因素影响。为避免和消除这些影响，应降低混凝土的水灰比，减少用水量，浇筑时进行强力振捣，这样也可避免浇筑过程中跑浆。而由于施工受场地条件限制，只能用泵送商品混凝土，加上泵送混凝土坍落度较大，水灰比达不到要求，为此采用了混凝土二次振捣技术，以保证混凝土的抗渗质量。二次振捣对加强混凝土的密实度和提高强度都有明显的效果。二次振捣可使坍落度已经消失的混凝土拌合物重新振捣液化，消除粗骨料、水平钢筋及预埋件下面的积水和周围的水膜，使这些水分与周围的砂浆再次搅拌均匀；同时，振捣中也会将未水化的呈团状的水泥颗粒打散，使其充分水化。这样既提高了混凝土的强度，又防止了因水分蒸发而形成的渗水通道，减少了孔隙和气泡，提高了混凝土的密实度。

3.2取消后浇带

本工程主体结构均在地下，⑤～⑥轴间800mm宽的后浇带横贯所有内外结构，易形成渗漏通道。

考虑到该工程地质均匀，结构对称，荷载均匀，不会产生沉降差，且完全处于地下，室内外恒温环境不会产生温度差。经与设计、监理共同论证，取消了后浇带。

3.3对薄弱环节进行特殊处理

（1）底板、顶板不留施工缝。墙体必须留设施工缝时，垂直方向尽量少留，整个外墙不留垂直施工缝，只在个别内外墙交接处留置，对水平施工缝采取加强处理。?水平施工缝设置凸缘，其顶部加ｂｗ止水条，结构外侧预留八字槽，并用油膏嵌缝密封的多道防线控制，在延长渗水路线的同时，彻底切断渗水路线（图2）。

图2水平施工缝作法

（2）底板、顶板与墙体接缝处，内墙与水池接缝处和穿墙螺栓等部位分别采取如图3～6的处理方法。

图3底板与墙体接缝作法

图4顶板与墙接缝作法

图5内墙与水池接缝作法

图6穿墙螺栓防水构造

3.4控制甬道墙的结构精度

由于墙上插槽内所装的玻璃钢拱罩，以及甬道内的活动走道和装修件均根据施工图纸尺寸在国外提前加工制作，为此业主要求，混凝土浇筑后，3条轴线间距及两个插槽和甬道宽度偏差均不得超过±5mm，相对偏差为1：75000，以保证混凝土墙体与之良好配合，避免漏水隐患。各部位精度要求如图7所示。

图7甬道轴线偏差要求

（1）采用测设导线法布设导线点，以导线点为依据，用极坐标法放样测量，直角坐标法复核，以提高测量放线精度。

（2）采用组合钢模板，支撑用剪刀撑，并用花篮螺栓拉紧。采用撑拉结合的方法，在两墙顶模板用e50×5角钢固定，以防混凝土浇筑时产生相对变形（图8）。

图8甬道墙模板剖面图

（3）采用坍落度为70～80mm的低水灰比混凝土，浇筑时强力振捣，以提高混凝土密实度。同时采用人工布料，以减小对模板的冲击力，以免模板变形。混凝土成型后立即用花篮螺栓对模板的相对位置及垂直度、平直度进行二次调整。

3.5确定合理的柔性防水层施工方案

柔性防水层采用聚乙烯薄膜胎4mm厚sbs改性沥青防水卷材。考虑到施工时间为9月份，在基层含水率大于9％的情况下，若采用满粘法铺贴卷材防水层，不可能粘结牢固，且易产生局部鼓包的弊病。故确定采用平面部位空铺，卷材接缝处和立面墙体全部满粘的方案。在接缝处

加设盖口条，以提高卷材抗拉强度。结构阴阳角处加设附加层。粘接全部采用热熔法，不用胶粘合。热熔粘结可使卷材熔合成一体，受拉伸时不会开裂。

4主要施工方法

4.1防水混凝土二次振捣

本工程所有泵送防水混凝土全部采用二次振捣，其关键在于准确把握第二次振捣的时间。具体作法是待混凝土入模经第一次振捣、坍落度消失并开始初凝时，再将振捣棒二次插入混凝土中振捣。当缓慢拔出振捣棒混凝土能够均匀闭合，而不留下孔洞时，为进行二次振捣的最佳时间。考虑到冬期施工水分损失较慢，经试验将这一时间确定在初次振捣后3h左右。

4.2底板防水混凝土浇筑

采用2台混凝土泵，每台泵最小排量为20m3／h，分层浇筑。底板局部加深的斜坡部分混凝土量较大，须在大面积浇筑前分层一次浇到底板底面，以免大面积混凝土浇到此部位因量过大而影响接槎。

在浇筑上层混凝土时，为避免混凝土振捣后表面积水产生裂缝，采用表面真空吸水多次抹压的方法，即用1台真空泵，接1块15m2的真空吸水垫，将混凝土表面多余的水吸走再经两次抹压，保证了混凝土表面不开裂。

4.3施工缝处理

水平施工缝安放ｂｗ止水条前，应对混凝土表面进行凿毛喷砂处理。

垂直施工缝在后浇墙体混凝土前，须将先浇混凝土墙缝处的浮灰剔净，然后钉ｂｗ止水条，浇筑混凝土时注意不得漏振。

4.4甬道墙防水混凝土施工

测量放线工作是在对图纸中各段甬道长度、角度进行精确计算的基础上进行的。首先采用测设导线法布设导线点，其坐标值取平差后数值，该导线相对闭合差1：100000，按高精度控制低精度的施测原则，使精度满足施工放样的需要。然后以导线点为依据，用极坐标法放样测量，直角坐标法复核，经平差后再支立模板。

钢模板须精心检查，翘曲度、平整度不合格者不用，木模板用料经上炉干燥处理并上刨刮平后方能使用。考虑到混凝土浇筑时模板外张，支模时每边按－2mm支设，最后再精确检查，确认无误后开盘浇筑。混凝土初凝前再度进行精确检查，用花篮螺栓微调。?由于采取上述措施，甬道墙拆模后轴线间距偏差小于4mm，宽度偏差小于3mm，混凝土外观平整顺直，光滑密实，无一处裂缝，保证了甬道玻璃钢拱罩安装一次成功。

4.5sbs卷材防水层施工

卷材施工采取外防外贴法。在平面与立面相连处，卷材铺贴前先做5mm宽附加层，再铺贴卷材。铺贴时先铺平面，再由下至上铺贴立面，并使卷材紧贴阴角，不得空鼓，卷材接缝部位距阴角中心300mm。所有接缝处均做热熔满粘搭接，搭接宽度长边100mm、短边150mm，接缝上做120mm宽盖口条进行补强附加处理。卷材防水层构造如图9所示。

图9卷材防水层构造图

1-素土夯实；2-素混凝土垫层；3-水泥砂浆找平层；4-卷材防水层；5-细石混凝土保护层；6-钢筋混凝土结构；7-卷材搭接缝；-120mm宽卷材盖口条；9-油毡隔离层；10-附加层；11-永久保护墙；12-满粘卷材；13-临时保护墙；14-虚铺卷材；15-砂浆保护层；16-临时固定

4.6灰土施工

2：8灰土施工的关键为白灰质量控制。考虑到成品灰cao含量较低，在施工中改用块灰，自行熟化过筛，以提高灰粉中cao的活性及含量，保证灰土质量。

5施工检验及试验

试验点共选取4处，每处试验长度500mm。在结构施工时预先埋放1个铁框，框上留有螺栓，外部用5mm厚钢板焊一水箱，与预埋螺栓吻合拧紧，并用橡胶垫将缝垫紧，箱上焊一引出管，上部设一闸阀。试验时间为混凝土浇筑28d后，卷材施工之前。考虑到最高水头压力为14n／cm2，试验压力取30n／cｍ2。加压后关闭闸阀，使压力稳定在30n／cm2，24h后观察压力表基本无下降，结构内施工缝处亦未发现渗漏。

6经济效益

由于海底世界盐水区防水混凝土工程一次连续浇筑成功，且可满足使用功能需要，因此省去了主池及过滤池堵漏及玻璃钢防水两道工序，节省了材料、人工，缩短了工期，降低了工程成本，取得了良好的经济效益。共节约人工、材料费682080元，为该项目提前47d营业创造了条件。