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关键词:高层建筑;地下防水;施工监理;重要意义;措施
中图分类号:TU97 文献标识码: A 文章编号:
高层建筑地下室防水工程质量控制,重点应放在工程前期阶段,只有做好事前预控、事中监控,才能从根本上控制地下室防水工程的质量。另外,在高层建筑地下室防水工程的质量控制中应遵循两个原则:一是以防为主,多道设防,刚柔相济的原则;二是细部构造防水应精心施工的原则。
一、高层建筑地下室防水工程质量的重要意义
高层建筑的防水比一般建筑工程防水的要求更加严格, 它是建筑产品的一项重要使用功能, 既关系到人们居住和使用的环境、卫生条件, 也直接影响着建筑物的使用寿命。有些房屋的地下室及不允许进水的地下构筑物, 其墙与底面长期埋在潮湿的土中或浸在地下水中。为此, 必须做防潮或防水处理。防潮处理起来比较简单, 但是防水施工比较复杂。在高层建筑或超高层建筑工程施工中, 由于深基础的设置或建筑功能的需要, 一般均设有一层或数层地下室, 其防水功能十分重要。
二、高层建筑地下防水工程的施工监理措施
1、 施工准备
为创造有利的施工条件,保证工程防水施工顺畅进行,施工前的准备是必不可少的环节,是保证施工质量的基础。
(1) 技术准备。现场施工技术人员通过图纸会审,熟悉工程构造、节点细部构造、设防层次、采用的材料以及规定的施工工艺和技术要求,编制切实可行的工程防水施工方案(包括工程概况、质量工作目标、施工组织与管理、施工准备、施工工艺与要点、安全注意事项),明确工段划分、施工顺序、施工进度、操作要点等技术保障措施,考虑工程防水的每个细节,使设计意图得以贯彻落实。
(2) 现场准备。要彻底清理、清除施工现场杂物和建筑垃圾,保证施工基层的坡度、平整度、含水率等符合设计和施工规范要求。基层不但要强度高、平整牢固、无蜂窝、麻面和气孔,不得有疏松、空鼓、起砂、起皮和开裂现象,而且要干净、干燥(水乳型涂料允许表面潮湿)。阴阳角处做成圆弧或钝角,基层质量的好坏,将直接影响防水施工的质量。
(3) 防水队伍准备。工程防水施工必须选择具有施工资质、责任心强、业务技术水平高的专业防水施工队伍,操作人员应经过专业培训,持证上岗。在防水施工前,应通过图纸会审或技术要求,编制切实可行的防水施工方案和技术措施,并及时、详细地向施工队伍进行技术交底,以保证防水施工队伍能熟练按照技术规范要求,保质保量地进行防水施工。
(4) 防水材料、机具的准备。防水材料材质型号规格必须符合设计图纸要求,选择正规大型厂家供货,进场材料按照国家要求进行报验和复试,复试合格经过监理、甲方同意后采用。
a.工程防水所采用的防水材料及辅助材料必须具有产品出厂合格证书和国家权威部门的技术性能检测报告,防水材料的性能、规格、品种等应符合现行的国家产品标准和规范要求。对于进场的防水材料要按规范规定抽样复检,防止不合格防水材料混入施工现场,同时要保证辅助材料与防水材料的相容性。
b.防水材料应尽量选用建设部推广应用的弹性体(SBS)、改性沥青防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、聚氨酯防水涂料等环保型防水材料,严禁使用含苯(包括工业苯、石油苯)的防水涂料。
c.准备好工程防水所需的施工工具,如搅拌器及搅拌棒、大小容桶、批刮灰刀、洁净水源、毛刷、滚刷、剪刀、小抹子、消防器材等等。
(5)其它准备。根据工程防水施工现场的天气、地理环境及其它客观情况,做好防水层的保护措施,如防雨、防风、防火、防器械破坏等。
2、 防水混凝土工程
(1)水平缝的处理。防水混凝土底板与外墙体之间混凝土不能留施工缝,必须连续浇筑,而地下结构的外墙也应避免留竖向施工缝,但由于施工的原因水平缝往往不可避免,即使留水平缝也不应设在剪力墙与弯矩最大的地方。底板与外墙之间的水平缝一般设在高出底板顶面不小于200mm 的墙体上。墙身如布置洞口、施工缝也应设在距洞边大于300mm的地方。底板与外墙之间水平缝的设置,是在浇筑底板混凝土时。将靠近底板的外墙一起浇至底板以上大于300mm 高度,然后在此处设水平缝,水平缝处留有契口。在地下结构防水外墙面向上浇筑时,必须将契口处混凝土表面凿毛,清除浮尘和杂物,用水冲洗干净,保持湿润,再用与墙体混凝土同标号的水泥砂浆铺上,而且在契口外沿处放置膨胀止水胶条。
(2)防水混凝土外墙管道口的处理。本工程中地下一层为管道层,所以有各种管道进出,必然要穿过防水混凝土外墙,当管道需要穿过外墙时,一般是在外墙混凝土中埋设套管,套管外焊有止水环,止水环的高度由设计定,套管与止水焊缝必须满焊,不能有漏焊的地方。套管周围的混凝土必须捣实,对套管周围的混凝土进行振捣时,不能有漏浆,此处的混凝土不能有孔洞,必须密实。
(3)在地下结构外墙防水混凝土施工时,由于固定模板的需要,往往使用螺杆,螺杆本身必须平直,并设置止水环,螺杆周围的混凝土也不能漏浆而且应密实。防水混凝土结构内部设置的各种钢筋、绑扎铁丝及固定模板用的对穿螺栓等不可直接接触模板,这应作为监理工程师重点旁站部位。
3、 细部构造处防水卷村铺贴施工要加强旁站监理
(1)底板与外墙之间接缝处防水卷材铺贴施工,在底板四周,自垫层起砌筑(用砖)永久保护墙,墙顶高出底板顶面300mm 左右,内侧面抹15mm 左右水泥砂浆基层,防水卷材自混凝土垫层起向立面铺贴,并高出永久性保护墙250mm 左右,将高出永久保护墙部分的防水卷材,向外翻折,翻折时注意不要损坏防水卷材,然后在永久保护墙顶部防水卷材上面抹砂浆,再临时砌上一层砖作为保护。待地下室外墙施工完之后,将永久保护墙顶部附近的外墙壁清理干净,整平并涂上胶粘剂,然后将临时砌筑的最上一层砖去掉,将翻向永久保护墙外侧的防水卷材小心拉直,不得损坏拉裂,用热熔法紧紧贴在外墙壁上。
(2)在底板与永久保护墙之间及永久保护墙之间的阳角处应用水泥砂浆抹成半圆形,阴角处用水泥砂浆抹成钝角,表面要平整。阴阳角处先涂一层胶粘剂,然后铺贴一层防水卷材。地下工程穿管处一般铺贴两道防水卷材,首先将管上杂物铁锈清除干净,涂上底层胶粘剂,用热熔法铺贴第一道防水卷材,在第一道防水卷材铺贴后,在其上涂上胶粘剂,然后再铺贴第二道防水卷材,两层防水卷材铺贴好之后,局部可能有空隙部位,应用胶粘剂密封好。
(3)卷材的接茬做法
地下工程防水卷材施工时必须错茬接缝,接缝部位要认真处理,接缝长度则因材料而异。铺贴立面卷材时,应先将接茬部位的各层卷材揭开,分别清理干净,不得留有杂物,如局部有损伤,应及时进行修补。卷材接茬的长度:高聚物改性沥青卷材为150mm, 合成高分子卷材为100mm。当使用两层卷材时,卷材应错茬接缝,上层卷材应盖过下层卷材,并用盖缝条及密封材料将接缝处严加密封。
参考文献:
[1]黎巍.浅析高层建筑地下室防水工程的施工技术[J].城市建设理论研究,2011 年第13 期.
[2]菊华.建筑地下防水工程的施工监理探讨[J].大科技,2011 年第6 期.
关键词:高层建筑 地下室 防水工程 施工质量控制
Abstract: along with the urban construction to the underground space development is deep, the basement of the high-rise building waterproof project quality problem more and cause the attention of people. The basement waterproof project quality problems cause leakage is shown as: the basement floor and wall of the leakage, construction seam, of the pouring belt, distortion seam, wear wall (across) tube, wear wall bolt leakage, structure concrete honeycomb, ballast-surface, holes ooze water, etc. Building waterproof to improve the quality of the construction of the building use function, improve the living environment is very important role, and the basement waterproof project is waterproof construction projects of a main composition points. Therefore, to discuss high-rise building waterproof construction quality control measures in the basement of the topic is very significant.
Keywords: high building basement waterproof project construction quality control
中图分类号:TU97 文献标识码:A 文章编号:
目前在我国城市的基建项目中,地下工程的数量及面积较以前有了明显的增加,尤其在民用建设项目的建设中,由于土地价格的上升,为了提高土地的利用率,高层建筑随之增多,而一般的高层建筑均设置地下室,另外利用公园、广场、绿地等修建地下人防工程、地下停车场工程也将成为一种发展趋势。建筑防水的施工质量对提高建筑物使用功能、改善人居环境有着极其重要的作用,而地下室防水工程是建筑工程防水的一个主要组成都分,探讨高层建筑地下室防水工程质量控制有着非常重要的意义。
一、高层建筑地下室防水工程质量的重要意义
高层建筑的防水比一般建筑工程防水的要求更严格,它是建筑产品的一项重要使用功能,既关系到人们居住和使用的环境、卫生条件,也直接影响着建筑物的使用寿命。各种房屋的地下室及不允许进水的地下构筑物,其墙与底面长期埋在潮湿的土中或浸在地下水中。为此,必须做防潮或防水处理。防潮处理比较简单,防水施工比较复杂。在高层建筑或超高层建筑工程中,由于深基础的设置或建筑功能的需要,一般均设有一层或数层地下室,其防水功能十分重要。
二、高层建筑地下室防水工程质量控制原则
高层建筑地下室防水工程质量控制,重点应放在工程前期阶段,对高层建筑地下室防水工程质量的控制应该贯穿在整个工程施工过程之中,才能从根本上控制地下室防水工程的质量。另外,在高层建筑地下室防水工程的质量控制中应遵循以下原则:
图1施工原则导图
1、以预防为先原则。在高层建筑地下室防水工程施工过程中,对防水工程的施工质量的控制应该以预防为主,对高层地下室防水工程施工过程进行严格监督,对施工的每一阶段进行阶段评价。对出现的问题达到早发现早解决的目标。
2、细部构造防水应精心施工的原则。在对高层建筑地下室防水工程施工时,应该对每一工艺施工做到精细化管理,控制防水工程的细部构造,保证施工过程中对防水细部施工的精细化,确保高层建筑地下室防水工程的每一环节能够实现精细化施工。
3、灵活性原则。对高层建筑地下室防水工程中出现的问题应该灵活处理,保证施工过程中的灵活性。避免因死板的按照施工图纸施工,因为高层建筑都有施工的具体情况,因此在对高层建筑地下室实施防水工程时应坚持灵活性原则。
因此在工程建筑地下室防水工程质量控制时,施工主管应该严格按照上述原则进行施工控制,高标准、严要求、全过程进行施工进度控制,高层建筑地下室防水施工质量肯定能够大幅度提升。
三、高层建筑地下室防水工程质量控制的措施
1、组织好设计、图纸会审和施工队伍审查 设计是工程防水质量的关键,根据建设单位对地下室的功能要求,设计方应在防排并举、刚柔结合,在采用复合防水,多道设防等多种防水方案中,迭择一最佳的适合方案。严把图纸设计关,要了解设计对地下室防水期抗渗等级,防水构造的做法,以及对防水材料和施工方法的具体要求,与设计人员一起认真分析设计的利学性和可靠性,提高对地下室防水工程的重视,做好图纸会审工作。要严格审查施工队伍的资质,业绩,人员组和质保体系,选择一支技术水平高,素质好的防水工程施工队伍,按程序精心施工;要重点抓住事前,事牛的质量控制,根据设计,施工规范要求列出质量预控点,加强跟踪检查;从原材料的选用到施工工艺各环节以及构造做法等都要严格把关。
2、防水混凝土的质量控制及准确计量 施工单位要进行严格的抗渗混凝土配制的专题试验,待合格后,按所确认的配合比进行配制,既使很采用掺外加剂法,还要采用粗,细骨料两级配配制混凝土,以提高混凝土比重,增强其结构抗渗能力。另外,选择性能良好的膨胀剂,还必须选择有相应资质和能力的试验室进行配合比设计,进行配合比设计时的抗渗水压值应比设计值提高 0.2Mpa,水泥用量≥300kg/m3,砂率宜为 35―45%,水灰比≤0.55,入泵坍落度不宜大于 140mm。重视混凝土浇捣的质量控制,严格按经过计后确定的方案进行浇捣,避免产生冷缝造成渗水通道。严格施工机具的选用和操作。重视混凝土的振捣环节,保证一个浇筑头(面)有一个振捣器,混凝土施工由后往前,而振捣则由前往后顺序进行施工作业,防止漏振。采用商品混凝土时必须考虑路途远近及道路运输状况,适当延长混凝土的初凝时间,避免浇筑过程中出现冷缝,并推迟水泥水化热峰值出现时间,减小温度裂缝。最后要说的是,地下混凝土结构模板不宜拆除过早,否则极易造成混凝土结构内伤,形成意想不到的渗水通道。防水混凝土宜延长带模养护时间,拆模后的竖向构件,如地下室侧壁等,应采用涂刷混凝土保护剂的方法进行养护。
3、注重防水构造施工的质量控制 比如:①底板和墙的交接处严禁留设施工缝,如需留,则一定要留设在墙身距底板 500 左右处,而且最好呈槎(凸)形;②设金属止水板时,宽厚度要符合规范要求并要焊接接头,为锚固牢,两边应做好短锯齿状;③变形缝处的橡胶止水带,一定要使两边的拉铁丝固定在钢筋上,浇注混凝土时严防从一侧倾倒,振捣时两边均匀插振,以确保止水带的准确位置;④穿墙套管,一定要在中部位置焊上金属止水盘,并预埋准确;支模用的穿墙螺栓也要在中间焊接金属止水盘,拆模后抹灰前要贴墙割断,并用油漆防腐。凡容易形成渗水通道的地方均应焊上金属止水盘。
4、加强特殊施工部位的防水处理
(1)施工缝处理。施工缝的处理是地下室防水工程成功的关键之一,处理不当将功亏一篑。在工程施工中尽量避免施工缝的出现,在底板与墙体连接处必须留置时,应做成企口并增设钢板止水带(- 300mm ×2mm),做法是在底板混凝土浇筑完毕,板墙起台(200mm 高)时,将已加工定型的钢板焊接连接后,插入榫头。钢板焊接要求满焊,钢板带埋入混凝土上下各一半,施工后起到增加渗水路径作用达到防渗目的。
(2)穿墙螺栓止水处理。混凝土墙板结构施工时,需要采用对拉螺栓对模板进行固定,但在地下室墙板施工时采用,极易形成渗水点,破坏混凝土结构自防水的效果。本工程地下室外墙施工中采用加焊止水环片的螺栓,克服了这一弊病。混凝土浇筑完毕,模板拆除后在对拉螺栓根部剔凿 20mm 左右的缺口,气焊烧断螺栓端杆,用防水砂浆封堵抹平缺口,消除漏点达到防水目的。
(3)穿墙管道处理。一般工程地下一层穿墙安装管道较多,且多位于地下水位以下,施工中均进行了防水处理。在混凝土结构浇筑前于穿墙管道处留置套管,套管焊止水环,浇筑时套管周围混凝土要振捣密实。
5、采用性能好质量可靠的新型防水材料
这是提高防水工程质量的保证,工程施工前应收集各种防水材料性能及使用情况资料,选择施工方便,性能优良的防水材料。防水材料进入现场,必须检查其是否符合设计要求,检查出厂合格证及准用证,还需经抽样送试合格后方可使用。施工方要派专人进行工序把关验收,应跟踪进行工序质量监控,每道工序经过验收合格后,方可转入下道工序。在地下室埋得较深、地下水位又较高、抗渗性能要求又高的情况下,设计应选用多层复合防水措施,在做好结构防水的前提下,在外墙做多层柔性防水,并在紧靠地下室外周围分层夯填粘土,墙内侧做五层柔性防水,即可收到较好的防水抗渗效果。
参考文献:
[1]陈金安.谈高层建筑地下室防水工程施工技术[J ].山西建筑.2010年4月第12期.
[2]王晓峰,王炳华.高层建筑地下室防水施工技术特点[J ].科技咨询导报.2011 年第17期.
关键词:建筑工程;施工技术;防水措施
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
前言: 高层建筑地下室结构是伴随我国建筑行业的发展出现的一种结构形式,它大多是由钢筋混凝土的构件相互连接组成的,由于地下室结构长期处于被水包围潮湿的环境当中,组成结构中的钢筋很容易被锈蚀,而混凝土结构的钙也大量流失,最后会导致整个结构遭到破坏,影响了整个建筑物的稳定性和使用寿命。因此,为了提高地下建筑结构的抗破坏性,本文将对地下室结构进行施工技术和防水措施方面的研究。
工程基本情况
某高层住宅小区工程结构形式为框架—剪力墙结构,总建筑面积为21500㎡,其中地上建筑面积为11500㎡,地下建筑面积为10000㎡。地下室基础桩采用+400预应力孔桩,层高为5.1m,基础底标高为-5.5m。根据地质勘查资料表明,该地区地下水位雨季时在-4m左右,整个建筑物的大型配套设备包括发动机等均在地下室放置,因此,在这种特殊的环境下,此地下室对防潮、防渗的要求级别特别高。那么,在对此进行施工中,要精心的组织和施工,以保证建筑地下结构防水取得更好的效果。
对于施工技术措施的选择
施工技术措施的选择要根据项目的特点及地质条件全面考虑,本工程因为自身条件的复杂性和特殊性,采用“刚柔结合、防排结合”双结合的原则。具体理解为利用钢筋混凝土结构的自身防水性加上“js”复合防水涂料双结合的施工技术。
钢筋混凝土结构自身防水
钢筋混凝土结构自身防水是指在混凝土拌制形成过程中加入防水剂或者是水泥膨胀剂,使结构不仅在具备承重、维护和抗渗的作用上,还大大提高了自身的防水性能。
(2)“js”复合防水涂料的解释
此种材料是以水泥和丙烯酸酯等聚合物乳液做为主要材料,在拌制中加入外加剂而形成的复合防水涂料。这两种主要材料具有“刚柔结合”的特点,聚合物乳液具有延伸性、防水性,而水泥具有强度高、易于潮湿基层相粘合的特性,当工程对其柔韧性和强度有特殊要求时,可以根据工程的需要对其两种材料的比例加以调整,最终达到理想的效果。
防水施工工艺的流程和做法
在地下室防水施工中,要想达到防水、抗渗的理想效果,首先是要选择好的防水材料,其次是先进合理的施工工艺。另外,对需要进行特殊防水处理的区域,做出详细的防水大样图,以确保达到地下室防水工程的质量等级。
(1)降水与排水施工
此项施工先进行施工放线,施工放线后按1:1进行放坡。将第一层土方挖至设计标高之后,组织人员及时进行边坡的修整,然后进行土钉墙施工,随后开始喷射混凝土面层。由于本工程环境较特殊,地下水位在-4m左右,降水面积和工作量都较大,在地下室防水混凝土施工及养护过程中,根据地下水位分布情况及特点,在底板内共设25个¢350的降水井。做好防水降水的工作,以确保在基坑的底层表面无明水的存在。
浇筑混凝土的方法
先进行基层表面的清理,然后用防水砂浆对基层进行垫平处理,最后进行混凝土浇筑。
①浇筑底板混凝土:本工程的地下室工程属于大体积施工,在浇筑时,可采用斜面分层的施工方法。采用斜面分层的优点是较好的使用了泵送工艺,提高了浇筑混凝土的效率,减少了混凝土的泌水处理,能够在最大限度上保证上下层混凝土不超过初凝时间。
②墙柱混凝土浇筑:施工缝处的混凝土表面在下一步施工中,要先用水加以湿润以不能积水又处处湿润为宜,从而确保浇筑的新旧混凝土能够更好的粘结。竖向结构在进行混凝土浇筑时要先进行支模板,在混凝土浇筑过程中,可能会出现竖向结构的钢筋挂浆而使落下的混凝土少浆,导致模板出现烂根的现象,为了避免这种情况的发生,应在大模板底部填入30-50mm厚度的与混凝土同配合比的纯砂浆,在迎水面的平面上,涂抹一遍砂浆,再以比例为1:1厚度为50mm的膨胀水泥砂浆进行涂抹,在进行浇筑时,对于分层的厚度要严格控制在0.5m左右,在浇筑墙体时,每次浇筑的长度控制在30m以内,以连续性浇筑为基本原则。
③顶板混凝土浇筑:混凝土浇筑之前,同样是先进行清理和湿润,浇筑采用的工具为平板振动器振捣,方式为“交错式”振捣。在振捣过程中,振捣棒的移动距离控制在300mm以内,振捣原则为“均匀振捣、防止漏振”,每一次移动插点应把握好时间,以不出现气泡、表面出现灰浆为准。在振捣过程中,要尽量避开电盒、预埋件等,以防止为后续的工作带来不必要的麻烦。
④注意事项:防止混凝土施工应以连续浇筑、少留施工缝为原则。如不能避免,需留置水平缝时,应在缝处加设一圈宽为300mm的钢板止水带,并对其进行及时浇筑。如需留置垂直施工缝时,在缝处加设一竖直方向的宽为300mm高为墙高的钢板止水带,并对其进行及时浇筑。如在施工缝处采用的不是钢板止水带,而使用遇水膨胀橡胶妮子止水条时,一定要保证止水条安装位置的准确性。
四、“js”复合防水涂料涂覆的方法
本工程对“js”复合防水涂料涂抹的程序是:首先待地下室外墙维护结构施工完成后对地下室外墙面上涂抹防水涂料,之后再将“js”复合防水涂料抹在墙面上,最后对此种材料进行保护措施。具体的做法是:待基层干燥后,组织人员对墙面进行清理找平,在保证基地标高准确的前提下,涂抹一遍水泥胶,水泥胶的厚度要按照实际的需要进行控制,不可过多也不能过少,在“js”复合防水涂料的涂覆有两个基本的施工要点:
(1)配合比的控制:配合比的控制对此防水涂料起着至关重要的作用,它是采用液料和粉料以1:1.5的比例混合而成,调配过程是在搅拌液料过程中加入粉料,全部调配完成之后还要使用机械搅拌约5分钟时间。
(2)涂覆要求:用刷子或滚子进行涂覆,涂覆的顺序是为:下层涂覆、中层涂覆、上层涂覆。涂料在涂抹过程中要随时进行搅拌以防止涂料出现沉淀,影响涂覆的效果及质量,涂覆过程中,用力要均匀,不能有局部薄或者厚的现象,涂料及基层之间要保证粘结密实,不能留有气泡。上一层的涂覆时间要以下一层的涂层不沾手时为准。
五、各部位防水施工
(1)大面积的防水施工的方法:底板及墙侧面的施工属于大面积防水施工,操作时首先是清理基层表面,之后再基层表面涂刷水泥胶为0.3mm,在水泥胶干燥之后,涂抹“js”复合防水涂料,涂抹应水平竖直纵横交错的涂刷,全部涂刷完成之后再面层抹一层粗砂,以保证防水效果。
(2)后浇带的防水施工:如果正常王城了“js”复合防水涂料后,为了提高防水能力,可以再加设一道宽为2.1m,厚为2.8m的sbs改性沥青防水卷材,其长度尺寸为底板加剪力墙高度,此道工序完成后,回填砂垫层,从而达到更好的保护效果。
结束语:目前我国对于地下建筑工程的开发越来越多,对地下建筑工程的需求也也越来越高,而地下建筑工程的防水施工质量是影响建筑工程安全性和使用寿命的关键性因素,因此我国的建筑专业人员将继续致力于地下建筑防水施工质量的研究当中,创造出防水功能更强的建筑工程。
参考文献
[1】王晓峰,王炳华.高层建筑地下室防水旋工技术特点【JI.科技咨询导报,
2007(17).
关键词:高层建筑;地下室;防水混凝土;施工技术
高层建筑地下室施工对混凝土的防水性要求较高,如果混凝土的防水性达不到要求,整个建筑的质量、使用寿命、使用功能以及结构安全都会受到影响。所以,地下室施工中一定要高度重视防水混凝土的质量问题,力求使其符合规定的标准,在具体施工过程中,一定要对原料实施严格的检验,强化施工过程的管理,制定规范的严格的质量标准和科学合理的施工方案,以确保施工过程的各个环节都能够顺利进行 , 保证地下室防水混凝土的质量。
1 地下室施工中混凝土的防水原理
防水混凝土是一种防水材料,它具有较强的刚性,它主要由水泥、砂石和掺合添加物组成,必要的情况下会加入一些高分子聚合物,各种材料在经过合理科学分配后,就会成为防水压力超过0.6MPa 具有防水功能的材料。防水混凝土不是一般的混凝土,它与一般的混凝土的区别主要是:对各种材料进行合理科学的分配后,防水混凝土可以有效的堵塞混凝土本身的空气缝隙,从而避免了空气缝隙之间的流通,使混凝土密度变得很大,从而具备了更好的防水性能。
2 地下室施工中关于防水混凝土的技术要求
2.1 搅拌混凝土的方法
第一,搅拌混凝土必须按照试验配合比投料,并注意各种材料投放的先后顺序,特别注意水灰比和坍落度的要求。第二,宜采用机拌,并掌握搅拌的时间。第三,准确计算砂、石含水率,计出施工配合比。
2.2 关于混凝土的浇筑要求
在混凝土的浇筑时要防止出现裂缝,其浇筑方式一定要遵守一定的技术要求。第一,底板防水混凝土的浇筑,一定要注意其卸料点部位,为了防止此部位混凝土的集聚,需要首先对料口部位的混凝土进行振捣,使之出现一个斜坡,从而有利于混凝土流动,最后对整体实施振捣。积水沟部分采用吊模方法施工,为保证混凝土能够给从吊模的最低处流出,避免混凝土出现下沉导致的开裂,应先振捣沟底板的混凝土,然后振捣积水沟侧面部位的混凝土。第二,因为泵送混凝土具有较强的坍落度,墙体混凝土在浇筑中运用的是循环方式,不断的分层浇筑,在浇筑中确保各层的厚度大约在500mm。采取溜槽入模的方式对混凝土进行浇筑,确保混凝土在一个方向上循序渐进的往前移动,同时要使相邻的两层混凝土时间间隔不超过2h,夏季可适当缩短。第三,振捣。在浇筑泵送混凝土时,会出现一个斜坡,据此,把两台振动器安置在所有浇筑带的前后两个位置。在混凝土的斜坡底位置和最底层钢筋位置安放前面的振动器,使混凝土底部密度更大,在混凝土的卸料点区域安放后面的振动器,使混凝土的上面能够很好的捣实,而且要注意振捣的距离以及时间是否符合标准。对混凝土实施振捣后,以其表面浮浆的出现以及气泡的消失和稳固为根据来确定各个振捣点需要的振捣时间,一般是二十秒到三十秒,振捣要严格符合时间。第四,对防水混凝土实施振捣以后,墙、柱、梁宜使用插入式振动器振捣,应快插入慢拔出,以防止出现空洞,板适宜采用板式振动器振捣,以标高为参考,用长刮尺将其刮平,然后通过木抹子的不断搓压密实平整,达到其表面密度增大的效果,来保证混凝土不出现裂缝。第五,解决混凝土表面浮浆问题。墙、柱及超厚梁和大体积混凝土宜采用分层浇筑方法倒混凝土振捣,且控制厚度在500~600mm,板及一般梁宜采用由一方向平行推进方法浇筑混凝土振捣,这样能避免表面存在超厚浮浆现象,消除混凝土强度不均匀现象。第六,解决混凝土泌水问题。大型的具有较强流动的混凝土在进行浇筑以及振捣时,不断上浮的泌水和浮浆会沿着混凝土的斜坡涌向坑的最底部,而且会随混凝土一起往前移动。在进行支模时,需要在浇筑混凝土的往前移动方向两面的模底位置保留泌水和浮浆流出的洞。
2.3 对混凝土进行维护
鉴于大型混凝土的里外温度不一样,因此宜采用预埋散热测温管,做好混凝土的监控养护工作。混凝土进行浇筑后,其温度最好保持在大约20℃,对其进行保湿的方式养护,具体可以使用浇水和盖膜的措施,养护一般要超过14d,如果养护时间过短,混凝土会因为大量丢失水分而出现龟裂现象。
3 对地下室施工中混凝土防水的质量控制措施
第一,原材料要符合要求,比如水泥应按设计要求选用,其强度等级不应低于 42.5级,石子的含泥量不得大于1.0%,其直径宜为5~40mm,砂子含泥量不得大于0.5%,粉煤灰及其他掺合料的用量需经过通过试验确定,最好使用不含有害物质或腐蚀性的纯净水,为了保障质量, 要使用规范企业生产的外加剂,所有原料一定要经检测试验合格,保证其符合要求。第二,混凝土的抗渗压力和抗压强度要达C30以上。选用UEA混凝土膨胀剂,按照以上标准来制作防水混凝土,在运输过程中要防止混凝土产生离析现象及坍落度和含水量损失,同时要防止漏浆。第三,防水混凝土面向水的钢筋构件的保护层厚度最少也要保持在40~50mm,保护层不足或过薄很容易引起地下水的渗入,导致钢筋氧化腐蚀,影响结构的安全和使用期限及功能。第四,混凝土的每次振捣厚度以及中间的时间间隔。宜采用浇捣的方法来确定混凝土的厚度。如果厚度太厚,会出现振捣不均匀以及漏振捣等情况,因此会出现一些不利于防渗的现象,使防水混凝土防水质量存在一定的风险,所以每层浇捣混凝土的厚度宜控制在 300 ~ 500mm ,使层与层之间的时间少于2h,当温度大于 30 ℃ 时,时间间隔要少于1h,在第一层混凝土还未凝固前要保证第二层混凝土继续浇筑振捣,在第一层混凝土中放入振捣器,插入下层50-80mm深,在捣实后,可以使两层成为一个密实均匀的整体混凝土结构。第五,要使模板和基底保持清洁、牢固、稳定。模板不能有裂缝, 目的是避免漏浆。使用木模前, 要保证模板表面的湿润,防止因对木模吸收混凝土中的水分而导致维护不当以及混凝土面部发生脱皮,使用钢模前一定要对其里面的水泥浆进行处理,并涂刷脱模剂,这样做不仅使混凝土的面部平整,而且使浆层的压力得到分散,同时对钢筋也非常有利,只有这样才能保证混凝土的防水性能,才能避免孔洞以及蜂窝现象的出现。第六,在地下室施工未开始前和施工进行中一定要保证能够及时的排水。要保证地下水位不高于工程最底位置的 300mm。为地下室的混凝土施工创造一个干燥的环境,避免混凝土在未完全凝固前受到水压损害,如果混凝土在没有完全凝固前受到水压损害,那么将对混凝土的硬化过程产生不利影响。第七,避免混凝土里面的钢筋以及铁丝等对模板的损害,要保证模板的螺栓稳定不变。如果需要,可以使用止水螺栓,并在螺栓中部焊置大小为8~10cm 的方形止水钢片。
4 结语
在地下室防水施工中,混凝土性能的优良与否对整个防水工程具有重大的作用,因此一定要严格的控制混凝土防水质量,特别是其细部的处理及浇筑后的养护工作。此外,还要重视现场管理工作,监督人员要对工作高度负责,而且要细致工作。
参考文献:
[1] 建筑施工手册编写组. 建筑施工手册[M]. 第4版. 北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[2] 中国建筑工程总公司. 建筑防水工程施工工艺标准[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[3] 栗书宁. 地下室混凝土外墙防水堵漏[J]. 山西建筑, 2009(06).
[4] 贲勇.自防水混凝土抗渗性能的探讨[J]. 山西建筑, 2009(06).
【关键词】高层建筑;地下室防水工程;质量控制;
一、地下室工程渗漏水原因
1、工程设计方面。一是认为地下钢筋混凝土结构有了一定厚度即可达到结构防水要求,没有考虑到影响混凝土抗渗性能的因素是多方面的,施工质量,后期混凝土碳化会加速其中钢筋的锈蚀程度等都能导致结构产生裂缝而造成渗漏。二是对施工缝、后浇带、变形缝的设置和防渗要求不具体,造成施工的随意性,而导致抗渗效能差。三是设计地下室时防渗标高不够,没有考虑到自然条件的非常情况,如多雨季节出现的地下水位抬高而致防水标高以上部分的内渗漏。四是设计部门各专业配合不够,会签不认真,预埋件遗漏或位置有误,使施工返工,破坏结构,影响地下防水。五是地下室墙与底板交接处的阴角设计成容易渗水的直角,相比之下不如做成坡角或圆弧角好。
2、施工方面。地下室渗漏与否,重点在于施工质量。从施工方案的编制,材料的选择到施工段的划分、施工程序等各个环节,如控制不好都可能造成渗漏。一是施工单位不重视特殊工程应采取特殊措施,没有针对地下室防水功能要求编制专项施工措施方案,仍按一般结构工程组织施工;关键工序质量控制不严,致使地下室结构防水性能达不到应有的效能。二是施工前没有进行混凝土设计配合比抗渗性能试验(只作强度试验),抗渗混凝土配合比不合理,影响实际抗渗性能。三是混凝土浇注前未进行供料速度(产量)与施工浇注需求速度关系的计算,造成因供不应求而不能连续浇注,致使前后浇注混凝土之间(尤其加早强剂)形成冷缝,从而产生渗漏通道。四是施工缝留设不合理,出现凹槎;凿毛不规范,槽内清理不干净;二次浇灌时又不事先铺浆等。均造成抗渗性能下降而引起渗漏。五是钢筋密集处或预埋件集中处,未作坍落度调整并采用细石砼,仍用一种粗骨料和坍落度,导致下料困难,振捣不及或振捣不实,引起这些部位出现蜂窝、孔洞,形成抗渗的薄弱部位。六是地下室墙壁支模用的对拉螺栓和预埋穿墙套管,未在中间焊接止水环片,形成渗水通道。七是泵送混凝土浇筑段的上层砂浆较厚,没有另加碎石振捣,致使施工缝处混凝土比重较轻,直接影响结构抗渗性能。八是混凝土配制时配合比控制不严,浇注时振捣不均匀,不规范,直接影响到实际强度和密实度的均衡性,影响到结构混凝土抗渗性能。九是在做柔性防水施工时,由于混凝土基层面不干燥粘结不牢,易剥落、损坏;防水涂料涂刷不严密,不均匀、或有漏刷等。均能引起局部渗漏。十是地下防水工程施工队伍素质差,操作不规范或选料质量不标准,达不到设计要求,影响抗渗性能和使用寿命。十一是在防水混凝土工程和附加防水层施工完毕后,未采取及时回填土等保护措施,造成干缩和温差而引起开裂。
二、地下室防水工程质量控制问题分析
1、防水混凝土的施工。一是混凝土原材料应严格控制砂石料的含泥量,坚持对施工中每一批砂石料进行含泥量、级配和水泥的细度模数取样测定,即砂含泥量≯3%且不得呈块状;石料含泥量≯1%,石子最大颗粒粒径≯40mm,以保证混凝土配比原材料符合质量要求。二是混凝土拌制。为缩短混凝土浇灌时间,混凝土应集中拌制,如配备多台搅拌机,连续拌制作业,不停浇灌,快速施工,保证混凝土整体性。三是混凝土配合比优化。为了减少混凝土收缩、增强混凝土本身抵抗收缩应力的能力,实验室应根据混凝土的设计强度和抗渗等级要求,结合材料的品种,进行混凝土配合比优化,混凝土的水灰比不得大于0.55。采用混凝土泵运输时,混凝土坍落度宜控制在14cm~18cm,并合理选择泵送剂或高效减水剂。
2、混凝土浇筑工艺墙体浇筑方面。一是底板混凝土浇筑针对底板混凝土量大,厚度尺寸大,浇灌时易形成施工缝,因此应从底板一端两侧同时浇筑;浇筑间隔时间应严格控制在水泥初凝时间内;为减少面层混凝土的收缩量,应采用二次振捣工艺;在混凝土振捣密实后,应对底板表面进行找平、抹实、压光等 3 次抹压;初凝后铺上塑料薄膜盖上草袋,进行不少与14d 的保温养护,防水混凝土不宜过早拆模,拆模时混凝土表面温度与周围外界温度不得超过15℃左右,以防混凝土干缩和温差引起裂缝。二是外墙混凝土浇筑地下室墙体分层浇筑 500mm~600mm 为一步,各层间隔时间不超过水泥的初凝时间;所有的钢筋均按设计要求设置高标号砂浆垫块,保证钢筋的保护层;为了防止外墙混凝土干缩和温差引起裂缝,在混凝土初凝后,墙顶盖上草袋加强养护,养护14d后将外墙模板拆除。
3、SBS改性沥青防水卷材的施工。一是在砼防水导墙施工过程中,一般在导墙部位做钢板止水带或遇水膨胀止水条。在采用止水条施工时,部分施工队在打砼时采用30×30 的企口的作法,此种做法不易施工,并且质量不好控制。我在平时的施工中,采用砼初凝前在砼内放置 50mm 长的钢钉,钉帽向下外露25mm、间距 700mm,然后把止水条固定在上面。二是如果底板后浇带使用止水钢板,施工中常规都倒扣着安装,此作法在后浇混凝土时在钢板底下形成一个气泡空间,对防水产生不利因素。把止水钢板反向上安装,能解决此问题。
三是在底板 SBS 防水施工过程中,按规定底边的阴角部位要求做成八字角或用圆弧过度,施工圆弧角可采用光滑的酒瓶底进行刮抹平顺比较方便。四是施工过程中检查钢板止水带焊缝,一般仅是从观感方面进行,不能绝对保证焊缝是否焊密实,有一个简单的方法,可以用汽油在焊缝的一面用毛笔刷一侧,过一段时间另一侧出现油渍的现象,就证明焊缝不严。时间长了,汽油能够挥发掉,不会污染止水带。五是铺贴前的准备工作。在铺贴卷材前,将混凝土垫层表面和永久保护墙表面的渣土浮浆、杂物清理干净,特别是凹凸不平处要抹平,使其表面平整;测试垫层混凝土的干燥率,控制在小于 10%时再施工,确保垫层不得潮湿;含水率较大时采用液化气喷枪吹火烘干。不得潮湿;一般现场检查方法可用1的卷材平铺基层上,2h 后检查接触面,无结露即可。六是涂刷基层处理剂(胶粘剂)。涂刷胶粘剂时要均匀一致,不能反复涂刷,不能空白,其厚度2mm左右。七是防水卷材铺贴要求。防水卷材施工随混凝土垫层施工流水段进行,且遵循先附加层后立面,再平面的施工工序;平、立面处应交叉接缝接,缝应在底平面距立面不小于600mm 处;所有平、立面交界的阴阳角处均应铺贴附加层,附加层应按加固处的形状仔细粘贴紧密;底板垫层混凝土平面部位的卷材宜采用空铺法或点粘法,立面应采用满粘法铺贴;遇沉降缝处,要留出沉降量,并采用点粘法铺贴,阴阳角处要保持合理的弧度;卷材保护层施工时,谨防防水层受损害,卷材应错茬接缝,上层卷材应盖过下层卷材,且上下两层卷材不可相互垂直铺贴,并用盖缝条或密封材料将接缝处密封,以防渗漏隐患。
参考文献:
【关键词】:高层建筑;给排水;消防设计
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
1、前言
改革开放以来,随着经济的不断发展,特别是我国城市用地的紧张,越来越多的高层建筑成为了城市的主角,然而由于目前的车载消防设备的高度有限,在很多高层建筑发生火灾时不得不望洋兴叹,这种情况下,必须从高层建筑本身着手,使其本身具有满足灭火要求的功能,以此来弥补车载消防设备的不足。因高层建筑立足自救,为了确保安全,必须从高层建筑给排水消防设计出发,使其能够满足消防的要求,减轻火灾带来的损失。本文以下内容将对高层建筑给排水消防设计进行分析和探讨,仅供业内同仁们参考。
2、高层建筑火灾的特点分析
高层建筑火灾具有以下几个方面的特点:
第一,高层建筑楼层高、人员集中、疏散困难。高层建筑层数多,垂直距离长,疏散到地面或其它安全场所的时间长,且人员集中,另外,发生火灾时由于各竖井空气流动畅通,火势和烟雾向上蔓延快,更是增加了疏散的难度。
第二,高层建筑扑救难度大。高层建筑高达数十米,甚至达数百米,发生火灾时从室外进行扑救相当困难。一般要立足于自救,即主要靠室内消防设施。但由于目前我国经济技术条件所限,高层建筑内部的消防设施还不可能很完善,尤其是二类高层建筑仍以消火栓系统扑救为主,喷淋系统不能完全覆盖,因此,扑救高层建筑火灾往往遇到较大困难。
第三,高层建筑火灾蔓延途径多、火势迅猛。高层建筑面积大、电设备种类多等。且其建筑标准较高、电气化、自动化程度也高,各种电器设备繁多,漏电短路几率大为增加,极易引起火灾。高层建筑内一旦起火,其火势蔓延相当的快。高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、排风道、电缆井等竖向井道多,如果防火分隔处理不好,发生火灾时就好像一座座高耸的烟囱,成为火势迅速蔓延的途径,尤其是高级宾馆、综合楼和图书馆、办公楼等高层建筑,一般室内可燃物较多,一旦起火,燃烧猛烈,蔓延迅速。
3、高层建筑给排水消防设计应注意的问题分析
根据高层建筑的火灾特点,为了使其在使用中更安全,给排水专业在高层建筑消防设计时应注意如下几个方面的问题:
第一,正确设置消防水池及保证高层建筑两路供水。通常在高层建筑中,在市政供水不能满足消防用水量要求或市政管网只能提供单路进水,此种情况规范都要求设置消防水池。计算消防水池容积时,应将火灾延续时间内启动的各消防系统用水量之和减去市政的补水量。补水时间可按最长的火灾延续时间计算。最好做到每台消防泵从消防水池单独吸水,若不能也应保证从消防水池接入水泵房的引入管应不少于2根,如果在接入泵房前就将引入管汇合则视为单路供水,存在供水的安全隐患,同时,从消防水泵接入各消防管网的供水管也应保证两路。
第二,高层建筑的消防给水管道要布置为环状。室内的环状管网进水管不能少于2条,即水泵房出水管不应少于两条。水泵房出水管也应于泵室先接成环而后接入室内的环状管网,在和消防管网相连时,要安装分隔阀门。消火栓立管则要保证在同层相邻的立管水枪可以同时抵达在室内的任何部位,其应常设于公共楼梯阴角之上或者在管道井内,不可占据用户面积。其中一个关键问题是确定消火栓的位置,通常在高层建筑内消火栓的安装以暗装居多,有部分半暗装,这样设计主要是保证楼梯间与走道交通的空间不会受到消火装置的影响,并保证美观。在室内的消火栓必须安装在显著并易于取用的位置,尤其注意在消防电梯的前室必须安装消火栓。同时在设计时,室内的消火栓供水管网要安装相应数量的阀门,以便于检修从而保障发生火灾时供水的需求。在高层建筑中必须安装用以检查与试验的消火栓,以供相关单位部门对室内消火栓供水能力进行定期检验,这样对于避免本幢建筑受到邻近建筑火灾威胁也有着极佳的效果。
第三,管材的选用。湿式自动喷水灭火系统所采用的闭式喷头,因其溅水性能要求,喷水嘴孔径较小,易被碎渣堵塞,且湿式自动喷水灭火系统安装后,其灭火使用次数较少,管道锈渣易沉淀在管内。
第四,消防增压泵的设置。为保证《高规》或《自动喷水灭火系统设计规范》要求的最不利点消火栓或喷头的静压力值,在高位水箱几何高差不够的情况下,在设计中一般在高位水箱处设置消防增压泵。首先,增压泵的流量要满足1股水柱或1个喷头的水量;其次,增压泵的扬程不宜过大。
第五,高层建筑自动喷淋系统配水管入口减压问题。高层民用建筑若每层均设置喷淋系统,水泵的扬程较高,低楼层的配水管的压力一般都将超过0.4MPa,此时可采用减压阀或减压孔板减压,又或者在报警阀前采用减压阀减压,减压后压力还是过大再在配水管处增设减压孔板。但是应注意孔口直径不应小于设置管段直径的30%,若无法满足该条,可以将配水管的管径放适当放小,这样可以满足规范要求。另外在布置时还要注意,一个湿式报警阀所带喷头的几何高差不应大于50米。
第六,供水方式的选择。高层建筑特别是超高层建筑消防主要是以自救为主,要求在设计中系统运行需安全可靠稳定。供水方式的选择是消防供水系统的关键,有并联和串联两种。①并联供水方式,在地下室设消防水池和消防高、低给水泵,直接分区供水,系统控制简单,不占用避难层建筑面积,但高区消防水泵及出水管长期承受高压,管道配件及阀门容易损坏,系统运行不稳定,安全,可靠性较差。②串联供水方式,在地下室设消防水池和消防高、低区给水泵,并在中间避难层设中间转输水箱和转输泵。串联供水方式是通过设在地下消防水池,补水泵和中间转输水箱,转输泵联合向高区供水,保证了高区消防的安全,可靠。在地下消防泵有故障时,还可由消防车通过水泵接合器向中间转输水箱供水,再由转输泵向高区供水。串联方式使用转输水箱,占用避难层面积,水泵台数较多,电气控制复杂也相对复杂,但是在超高层消防设计中串联分区依然使用较多。
4、结尾
结合高层建筑的火灾特点,揭示了高层建筑给排水消防设计对于工程消防安全的重要性,进而对高层建筑给排水消防设计中的一些问题进行了分析和探讨。但设计的约束不仅仅是规范,还有各地消防部门对于消防设计的地区性要求,这都需要设计人员在实际工作中结合本地特点,在符合规范的前提下多与消防部门沟通,多在设计中考虑消防安全性,达到设计合理消防安全的目标。
【参考文献】
[1] 《高层建筑消防设计手册》蒋永琨等,同济大学出版社
关键词:高层建筑;消防给水;分区供水;中间水箱
中图分类号:TU991 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)25-0069-03
高层建筑由于火势蔓延迅速、扑救难度大、发生火灾容易造成人员伤亡,因此,不论何种类型的高层建筑、不论在何种情况下,必须设置可靠的灭火系统保障建筑的消防安全,而消防给水系统又是目前国内外扑救高层建筑火灾的主要灭火设备,周密设计可靠的消防给水系统,对保障高层建筑消防安全显得尤为重要。下面作者将结合实际工作谈谈高层建筑消防给水系统需要注意的一些基本常识。
一、高层建筑消防给水方式
给水方式的选择是高层建筑消防给水系统设计中一个非常重要的环节,直接影响到消防给水系统的经济性和可靠性,作者对工作中遇到的高层建筑常见的给水方式进行了归纳和整理,主要有如下几种类型:
(一)不分区给水方式
图1给出的即为不分区给水方式,系统中只有一套消防水泵,水泵运行时能满足系统内任何一点压力和火灾持续时间内用水量的要求。此种方式一般用于建筑高度不超过50米的高层建筑。
(二)分区给水方式
此种方式一般用于建筑高度超过50米的高层建筑。分区给水系统有串联分区供水系统和并联分区供水系统两种形式,其中并联供水系统按照水泵和管网又分为水泵并联分区供水系统和管网并联分区供水系统,图2为水泵并联形式,即高区和低区分别设置水泵。因多了消防水泵和竖管,故造价较高,占地面积大,其优点是各区水泵单独运行,互相不干扰,故系统可靠性较好。
水泵并联另一种变通形式较为普遍使用,即采用双级双出口消防水泵,即将图2所示的泵2和泵3合成一个水泵,高区发生火灾时水泵高区出水口出水供水,低区发生火灾时水泵低区出水口出水供水。这样,双出口水泵起到一泵当二泵的作用,节省一套消防水泵,同时还能较好地解决了分区的分界处的楼层发生火灾时的消防给水问题。
图3为管网并联形式,即供水坚管直接到高区,只设置一台消防水泵,水泵扬程以高区校核,在高区以下区采用经过减压阀后再接入管网。该种方式节省了低区消防水泵、经济适用、节约成本,建设单位比较容易接受,因此,在新建的高层建筑中普遍使用,但由于只设置一套消防水泵,可靠性降低。
图4为串联分区供水形式,即供水坚管到中间水箱,再通过水泵抽取中间水箱的水至高区,各区水泵分别串联加压,水泵工作压力小,运行安全可靠。该系统的缺点是占用上层使用面积,易产生噪声和二次污染,投资大,设备分散,维护管理不便。串联分区供水方式在一些超高层建筑中使用较为普遍,特别是超过150米的建筑。根据高度的变化,串联供水方式也有很多变化,通常会与管网并联分区供水方式结合一起应用,以达到最少投资、最可靠运行的效果。如在超过150米以上的给水分区采用串联供水,在150米以下的给水分区采用管网并联的方式。串联方式的中间水箱既可以作为减压水箱,也可以作为转输水箱,为了让给水系统供水线路清晰明了,一般情况下,减压水箱与转输水箱分开设置。
同样的,分区供水也适用于高层建筑中的自动喷水灭火系统,这里不再一一叙述。
二、高层建筑分区供水原理
(一)消火栓给水系统
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-952005年版)第7.4.6.5条规定:“消火栓栓口的静水压力不应大于1.OOMPa,当大于1.OOMPa时,应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时,应采取减压措施。”同时,第7.4.7.2条规定:“高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa;当建筑高度超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时,应设增压设施。”现假设某栋99米高建筑的建筑,各层消火栓离地面均为1.1米,最高层消火栓静水压力正好为O.07MPa,如不分区则首层消火栓压力至少应为O.07MPa+O.99MPa=1.06MPa,按照7.4.6.5条规定则必须采用分区供水。类似的,如高101米的超高层建筑,最高层消火栓静水压力正好为0.15MPa,如不分区则首层消火栓压力至少应为O.15MPa+1.01MPa=1.16MPa。显然均不符合规范要求。再看,如高度为50米的建筑,按照上述方法计算显然是不需要考虑分区供水的,但为什么在第一节中讲到超过50米就考虑分区供水呢。第7.4.6.5条同时规定了:“消火栓栓口的出水压力大于0.50MPa时,应采取减压措施。”也就是说,当一个分区内最高点消火栓与最低点消火栓高度差超过50米、最高点消火栓出口压力达到充实水柱的要求时,则最低点消火栓出口压力必然会超O.5MPa,因此需要做采取减压措施,如采用不分区供水方式,则该系统的最低几层即出水压力超过0.5MPa的消火栓应采用减压稳压型消火栓,这样必然会增加工程成本,因此一般情况下超过50米的高层建筑均会分区供水。
(二)自动喷水灭火系统
《自动喷水灭火系统设计规范》(GB 50084-2001 2005年版)第5.0.1条规定:“民用建筑和工业厂房的系统设计参数不应低于表5.0.1的规定,且系统最不利点处喷头的工作压力不应低于0.05MPa。”同时。第8.0.1规定:“配水管道的工作压力不应大于1.20MPa,并不应设置其他用水设施。”因此,理想状况下,高度超过120米5米=115米的建筑,自动喷水灭火系统应分区供水。对于既设置有消火栓系统又设置自动喷水灭火系统的建筑,为了施工的需要,通常也会采用与消火栓系统保持一致的分区方式供水。
三、分区供水中需探讨的几个问题
(一)消防车供水范围外的分区是否需要设置水泵接合器的问题
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045 952005年版)第7.4.5.2条规定:“消防给水为竖向分区供水时,在消防车供水压力范围内的分区,应分别设置水泵接合器。”但有部分设计院在设计时,对200米以上的分区没有设置水泵接合器,理由就是依据规范第7.4.5条。但作者认为消防车的供水范围与能力是个动态变化的过程,就拿广州支队的主战车辆五十铃水罐消防车来说,其车载水泵基本都是中低压泵,水泵扬程在1.0~2.OMPa范围之间,理论上,可以供水高度可以达到200米,实际测试过程中可以达到160米左右的供水高度。另外的uD水罐消防车水泵出口压力可以达到2.5MPa,在单车供水能力测试中可 以供到226.5米的范围。
此外,压缩空气泡沫在高层建筑灭火工作中的应用也越来越广泛,压缩空气泡沫成为高层建筑灭火剂己成为一种趋势,上海消防总队在消防车供水能力测试时的数据表明,单车供泡沫能力可以达到375米,因此,不论是消防车供水范围内还是供水能力范围外的分区都应设置水泵接合器,以适用装备的发展。但应考虑供水管网和水泵接合器接口所能承受的压力。同时,在供水管网充满水时,如何同时供应压缩空气泡沫仍需进一步实验探索。
(二)串联供水时,中间水箱的设置高度问题
在第一节中,作者已经提到,超高层建筑中经常会采用串联供水方式,但在实际工作中一些设计院在设置中间水箱时没有考虑当地消防车供水范围,导致消防车根本不能供水至中间水箱,如当地主战消防车的供水高度如仅有120米,中间水箱设置在130米高度处,则难以满足串联供水的要求。或者将中间水箱位置设置过低造成本来在消防车供水范围内的分区无水泵接合器至分区管网,这主要源于一些设计院习惯将中间水箱以上分区的水泵接接合器直接接至中间水箱导致。因此,中间水箱的设置高度问题要与当地消防装备的发展保持一致。
(三)供水竖管未接至分区管网最高层的问题
图2所示的高区从高区水泵至高区的管网只接到了高区管网的最底层环状管网。试想,如果高区最高层着火,而中间一些消火栓因维护保养不到位被破坏漏水,此分区最高层的消火栓会不会有水?新疆德汇大厦灭火救援中曾出现过这样的问题,无论消防车怎么向水泵接合器供水,室内灭火用的消火栓水压和流量没有明显变化,导致内部消防设施灭火效率大打折扣。可以这样理解,这样的设计至少会大大降低系统的可靠性。因此,建议供水竖管应接到分区最高层。
四、高层建筑供水中的两个误区
(一)功率越大,供水高度就越高
在实际灭火救援中,有指挥员将功率与供水能力混为一谈。认为大功率水罐车的供水能力最好,高层建筑火灾应调用大量大功率水罐车。其实这是错误的,为什么,有如下理论公式说明:w(功率)=F(力)*V(速度),而F=P(压力)*s(水管截面积),V=Q(流量)/s(水管截面积),即w(功率)=P(压力)*Q(流量)。一般来说,消防车的水泵功率恒定不变的。因此,在功率一定的情况下,流量越大,出口压力越小,而供水能力只与水泵出口压力有关。
关键词:高层建筑;消防;给水系统
中图分类号: TU97文献标识码: A
一、高层建筑消防给水特征
毋庸置疑,高层建筑一定是高度很高、且层数较多的,一旦发生火灾,它的危害特别大,因为高层建筑中引发的火灾火势通常很猛,蔓延得也很快人员疏散和消防灭火都是比较困难的事。因此,高层建筑上一定要设备充足,完善消防设施、设备,以便迅速地扑灭火势,减少不必要的伤亡和损失。高层建筑的消防给水系统工程在整个建筑工程中是比较重要的,在这里不仅要安装消防措施的硬件设备,还要根据具体的情况有选择地安装一些辅助设备。
二、高层建筑消防给水的基本形式
1、位消防水池供水形式
这种供水方式是在高层建筑的屋顶设置大容量消防水池(水池的容积以灭火灾延续时间内所需要的全部消防用水为度),平时利用生活加压水泵将水一次抽升至屋顶消防水池贮存。当火灾发生时,直接依靠水池中的消防贮水,通过室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统进行灭火。除因屋顶消防水池设置高度不够,需要在顶层设消防增压泵以满足建筑最高几层消防设施所需的压力外,无需再设消防专用水泵和相应的控制电器系统。尤其是对于50m以下,需要分区减压供水的高层建筑,该特点尤为突出,只需在分区的适当高度和部位设置小容量的调压水箱,即可满足消防使用要求。
此种供水方式不存在平时因维护管理不善、长时期不使用致使消防专用水泵在着火时无法启动等不利因素。消防的安全可靠性高,控制简单,使用方便;而且对供电要求不严,无需双路电源或设置自备的柴油发电机组供电。从而简化了消防给水系统,有利于设计、施工和管理。可是该方式消防水池的容积庞大,对建筑外观和结构计算以及抗震投资等影响较大,不易被接受,因而限制了该供水方式的应用。
2、消防专用水泵——屋顶高位水箱供水形式。这种供水方式是高层建筑消防给水设计中采用最多、最易接受的一种方式。在高层建筑屋顶设小容量的高位水箱,一般和生活用水合用,并且满足10min的消防用水量。在建筑物底层(地下室)或室外设消防专用水池、水泵及泵房。
与高位消防水池供水方式最大的不同点在于消防供水灭火的任务主要是由消防专用水泵来完成。从建筑的高度及分区情况看,该供水方式又可分为一次加压供水,分区并联加压供水及分区串联加压供水3种形式。一次加压供水适用于建筑高度在50m以下,且不需要分区供水的高层建筑。分区并联加压供水或分区串联加压供水,用于建筑高度超过50m,且需要分区减压供水的高层建筑。
分区并联加压供水,各分区供水互不影响,消防安全可靠,分区水箱容积较小;消防专用水泵可集中设置,便于平时维护、管理,但对于消防供水管材的质量要求较高。分区串联加压供水,对消防管道压力要求较低,可减少管道的维修。但各区供水有联系,消防安全可靠性较差。当下一区的消防专用水泵出现故障时,将影响其上区消防灭火的可靠性。且串联供水,水泵安装分散,平时的维修、管理困难较多。
3、消防气压罐供水形式
该种供水方式与其他供水方式的不同点在于无需另设高位水箱,使消防管网始终处于常高压状态。消防安全可靠性高,但对供电要求严格,需两路电源或柴油发电机供电系统。
近几年,该供水方式以其独特的供水形式,不受高度的限制,安装灵活方便,操作简单,具有自动化程度高,消防出水快,技术上安全可靠等优点,为广大设计者和使用者青睐。在高层建筑消防给水设计中不断被采用。但是,该供水方式耗电较高,日常运行费用大。据调查,该供水方式约有四分之一的能耗被用来维修无效压力的区间上而浪费掉。此外,在需要分区减压供水的高层建筑消防给水设计中,对于每分区都要设一个存有10min消防用水量的大气压罐,可以说是很不经济,很不合理的。
4、全自动恒压变频调速供水形式
这是一种用于生活、消防的新型节能供水设备。它采用了最新的交流变频调速技术和自动化技术,对管网压力实行检测,控制水泵转速、扬程等,保证了管网压力的恒定。其特点是生活、消防供水共用一组水泵,并共用备用水泵,减少了设备的占地面积,避免了因水泵久置用而锈蚀所引起的不安全因素,增强了消防供水的安全可靠性,该供水方式同消防专用水泵一高位水箱供水方式基本相同。
三、高层建筑消防给水系统优化设计
1、完善高层建筑消防给水的减压泄压方式
由于消防给水超压问题可能会影响整个消防系统的运行,因此必须采用减压和泄压设施来保证消防给水系统的正常工作,确保系统在设计流量下能正常使用,将火灾带来的损失降至最低。
1.1采取有效措施避免超压现象的产生
如,采取合适的水泵,根据水泵的流量———扬程曲线,来确定每台水泵工作时的最佳工作压力,以及所能承受的最大压力,最好选用恒压变流量变频调速水泵,以适应更大范围的流量变化。
1.2提高整个消防给水系统的承压能力
可以使消防给水系统在一定情况下不出现超压,使整个灭火过程的压力都在允许的范围内。这需要开发和使用新型低成本、高效能的管道材料,以及安全经济、稳定可靠的给水系统压力技术等。
1.3采取相应的泄压和减压措施
减压、泄压和稳压措施是指在工作压力超压后,能够及时使消防系统的工作压力降至允许工作压力的范围内,包括泄压阀、安全阀、稳压阀、气管阀等的安装。如,在减压阀减压给水方式就是利用减压阀进行减压,这种供水方式是指多个分区采用一组屋顶水箱,通过减压阀向各个分区供水,其中减压阀是关键。
这种给水方式不仅安全、可靠,能在很大程度上进行减压,而且设备管道简单,投资少,检查维修方便。高层建筑消防给水系统的各种泄压和减压都能有效地减少超压的产生,从而大大提高了消防系统的安全性和可靠性。
2、合理设计和使用自动喷淋系统
自动喷淋灭火系统具有自动跟踪火势、迅速投入灭火等多方面的优势。自动喷水灭火系统是靠喷洒头喷水灭火的,因此,在自动喷水系统的设计中首先要有足够的喷头数量,这样才能使自动喷淋系统在可燃物量大、火势大、蔓延速度快时开启足够的喷头进行灭火。
其次,要对重点薄弱部位单独重点设计,以充分考虑其特殊性,要在充分考虑其人员聚集程度以及电气线路的基础上,设置新型高科技的自动喷淋系统,以将更多的人力、物力从危险中解救出来。
最后,要充分考虑材料受腐蚀的程度,防止喷头受腐蚀而被堵塞。另外,还要考虑材料抗低温能力,防止管道和喷头在低温天气时出现冻裂,避免在火灾发生时不能正常使用。
3、消火栓的优化设计
由于目前我国的登高消防车和消防云梯的工作高度一般不超过50m,因此高层建筑的消防救火还应依靠室内外消火栓,以进行及时扑救。在消火栓的设计中,首先要根据相关的公式及需水量要求设计消火栓的数量,以符合国家的标准和实际的需求。
另外还要合理选择消火栓的供水方式,即减压阀分区供水系统和双出口水泵供水系统,上述供水系统都有其优缺点,所以在消火栓的设计中要根据实际情况进行选择。另外,还要着重考虑消火栓的启动方式,使消火栓在火灾发生时能够及时启动,达到迅速灭火的目的。
结束语
总之,高层建筑消防给水是建筑给排水设计的重要组成部分,其对建筑消防本身及建筑给排水设计有着不可或缺的意义。高层建筑住户数密集,消防隐患更大,更复杂多样,相较于一般建筑的消防给水设计,有着更高,更为特殊的技术要求。本文应用已有的理论知识,对具体工程项目的消防给水系统进行设计,希望对相关从业人员有所帮助。
参考文献
【关键词】消防;高层建筑;火场供水;云南
高层建筑由于结构比较复杂,火灾燃烧猛烈,蔓延速度比较快,及容易形成立体燃烧。而高层建筑由于人员比较密集、扑救工作量比较大,火灾的荷载也比较大,带来的损失和伤害远远超过一般的火灾伤害。目前,高层建筑火灾已经成为一个世界性的消防难题。而在高层建筑的火灾现场如何及时高效、不间断的提供供水,成为高层建筑灭火救援的关键因素。
1.高层建筑火场供水的主要方式
1.1固定消防设施供水
一般情况下,高层建筑火场主要是运用水和压缩空气泡沫作为主要的灭火剂。当火势蔓延范围比较大,固定消防供水系统已经难以满足灭火所需用水时,必须铺设消防水带,使用移动消防车辆装备,以保证火场所需供水。消防员应根据火场的实际情况,选择水枪、水带,在消火栓处远程启动消防泵向室内供应消防管网供水。同时,也有派人在消防泵房处,以便于在启动实效时可以直接开启消防泵供水。
当然,在室内消防水泵难以满足灭火用水的需求,或者以防消防水泵偶尔出问题时,就必须采用移动消防设备和固定消防设施结合供水。以满足室内消防管网用水的需求,从而可以及时灭火,将最小伤害和损耗降到最低。
1.2移动消防装备直接供水
当固定消防设施比如消防泵、水泵接合器等不能满足灭火供水需求或者出故障时,就必须采取铺设水带和利用举高消防车等移动消防设备组织供水。
比如,常见的移动消防装备有单车单干线供水、两车耦合单干线供水、多车耦合供水和消防车与手抬泵接力供水等方式。或者利用举高平台消防车、云梯消防车,喷车等移动消防装备进行消防。但是要注意这些移动消防装备的应用环境和所需条件。比如:在用消防车和手抬泵接力进行供水时,就必须掌握好车泵与手抬泵之间的压力和启泵时间。消防车驾驶人员必须与手抬泵的工作人员进行密切沟通协作,必须一直保持通信的畅通,以便于正确操纵油门的调速,从而控制好现场供水的速度与水量,并防止在现场出现水击作用,从而降低损耗。[1]
2.影响供水的关键因素
高层建筑火场的供水环境比一般的火灾现场更为复杂。其中消防水带质料的好坏、耐压强度,以及水带口径的大小都直接影响到高层建筑火场中能否及时、迅速、高效的灭火。所以,而对于防水带质量也有比较严苛的要求。常见的消防水带是聚氨醋衬里耐压水带。[1]这种水带的耐高压力、抗寒力、耐腐蚀程度都比一般的水带性能更为优良。而且重量也比较轻、在使用起来比较方便,能够减轻消防员的负重,也更利于平日里的维护和存放。
由于高层建筑内部有消防给水设施,所以在火场如果能够迅速的启动固定灭火设施供水灭火便能够有效地遏制火灾的蔓延,从而为供水灭火争取最佳灭火时机,并可以为消防部队在后续供水时减轻压力。所以说,平日里对固定消防设施的维修、保养是十分必要的。
以云南省高层建筑消防工作为例。
随着经济的快速发展,消防工作也出现了一些新的问题。传统的消防观念、设备、制度已经难以适应新时期下的消防工作的需要。特别是城乡建筑的蓬勃兴起,高层建筑的消防灭火已经成为云南省消防工作的重点之一。
2.1云南省高层建筑的总体消防设施状况
据统计,云南省的一些高层建筑、大、中型商场、公共娱乐场所等高层建筑的自动报警系统、自动灭火系统、安全疏散系统、消防栓等建筑消防设施,有一部分因为缺少公安消防机构的审查,有一部分缺乏维修和保养,也有相当一部分已经属于瘫痪状态。
2.2云南省的整体火灾隐患情况
云南省在全国属于经济欠发达的多民族边疆省份。且全省90%的面积为山区,地形复杂多样,气候兼具山原气候、季风气候和低纬气候的特征。气候的区域差异和垂直变化都十分明显,有的地区交通不便,水资源欠缺,极易引发火灾。
随着电气资源、化工资源的广泛应用,一些单位和工厂违反电气的安装使用规定,使得电气设备超负荷运行,有的单位易燃易爆化学物存储量超标,一些单位的建筑业未经公安消防机构的安全审核,便投入施工,导致火灾隐患持续增长。
2.3云南省城市消防工作的主要应对措施
针对云南省的特殊情况,必须从观念、制度等多方面进行完善。比如,应该制定行之有效的城市消防规划,进行严格的消防规范监督和管理;将预防特大火灾当做消防监督的重点。提高消防工作人员的整体素质,改革整体消防机制。加强对消防工作的统筹规划,认真解决危及消防安全的重大消防问题,特别是对于一些高层建筑的消防设施要进行定期维修和检查,要做到防微杜渐,将火灾安全隐患和人力伤害、资源消耗降到最低。
3.高层建筑火场灭火供水需注意的问题
在高层建筑的火灾现场应该特别注意水泵结合器的供水方式和供水高度。水泵接合器的设置有喷淋和室内消火栓之分,也有高区、低区之分,在使用时必须区分清水泵接合器的性能。也要注意水泵接合器的一些常见故障:接合器不能进水,减压阀的设定太小,或者是单向阀反向或闸阀没有开,避免给火灾现场带来不必要的麻烦。
也要特别注意水带的选择和保护工作。在垂直铺设水带进行供水时,下部一定要使用耐高压水带,要确保供水干线的牢固性和可靠性。特别是在楼内的水带固定位置一定要牢固。谨防水带因为水压、重力等作用而拉断固定物、从而导致供水的不连续或者中断,对于水带的摩擦处也要用软垫近行保护。[2]特别是在玻璃墙下部分,一定要用木板、竹篱等物品进行遮盖,防止高处玻璃爆裂碎片掉落物刺破水带,从而造成供水的中断,影响整个火灾现场的扑灭工作。
4.结束语
高层建筑火场的救灾工作一直是消防工作中的重要板块,而火场的供水是确保扑火灭火成败的关键因素。在实际救治工作中,一定要确保供水在救灾过程的完善、协调和高效。同时在灭火的器材、装备、设施等各方面严加把关,尽可能的减轻人员伤亡和财物损失。
【参考文献】