膨润土防水毯在地铁工程中的应用

1、膨润土防水毯在地铁工程中的应用姓名摘 要：膨润土防水毯作为众多防水材料中的一种，它不但具有传统防水材料的一般防水功效，它还具有免粘、焊、破损自愈能力的特殊性能。本文以北京地铁五号线东单站对该类防水的使用为实例，对该材料的性能及在地铁工程中的施工工艺进行简述。关键词：防水 膨润土 地铁工程 应用前言膨润土类防水卷材属无机类防水材料，有防水机理明确、耐久性好、施工简便等优点，在国内的各类防水、防渗工程中得到逐步的推广和使用，近年来随着国内地铁建设加快，膨润土类防水卷材也相继在上海、南京、北京地铁防水工程中得到应用。本文结合北京地铁五号线06标工程的应用情况，对膨润土防水毯进行阐述，以期能为类似工程

2、的设计、施工起到借鉴作用。1.膨润土防水毯特性1.1膨润土的一般特性膨润土一般由火山灰形成层状岩石，大部分是由第三纪火山灰或者流纹岩变质而形成。最有名的是美国俄亥俄州的膨润土，推测是由白垩纪的火山活动而形成的，膨润土的矿物学名称为蒙脱石。膨润土具有遇水膨胀的特性，钠基膨润土膨胀时，约为自身体积的约为自身体积的15倍，能吸收5倍于自身重量的水。膨胀后的膨润土所形成的胶体具有排斥水的性能。利用这个性能，人们用膨润土来作防水材料，膨润土的矿物学名称叫蒙脱石，其粒径为1010m10m（nm10m），国外称其为天然纳米(10m10m)材料。1.2天然钠基膨润土的特性（1）具有高度的密实性.钠膨润土在水压

3、状态下形成横隔膜，厚度约5mm时，它的透水性为10cm/s以下。（2）自保水性能好.钠膨润土和水反应时，具有1316倍的膨胀力，因此能修补2mm以内混凝土表面的裂纹。（3）具有永久的防水性能.因为钠膨润土系天然无机材料，不会发生老化或腐蚀现象，因此防水性能持久。1.3膨润土防水毯的特性是由天然钠基膨润土，加上两层土工织物（一层有纺布，一层无纺布）包裹，以专利针织加固而成。它在有纺土工布一侧加烫了一层高密度聚乙烯薄模（HDPE）。膨润土垫板是将纳膨润土填充在聚丙烯织布和无纺布之间，将上层的非织布纤维通过针压的方法将膨润土夹在下层的织布上而做成的.用针压施工方法做成的垫板可形成许多小的纤维空间，使

4、膨润土颗粒不能向一个方向流动，在垫板内形成均匀的防水层. 2.膨润土防水毯防水机理膨润土的基本性能取决于蒙脱石的矿物特性，具有良好的粘结性、膨胀性、胶体分散性、悬浮性、吸附性、触变性和阳离子交换性能等。膨润土的膨胀力强，其原因是膨润土具有物理化学性强，结合水的能力强等特性，通常在与水接触24小时开始水化，膨胀45倍，48小时水化完成，膨胀至原来颗粒的1016倍的胶凝体。胶凝体形成一堵防水墙，阻止其他水分渗入，其渗透系数可减至110-9cm/s以下，达到防水效果。3.技术参数 序号检 测 项 目单 位技 术 指 标1比重Kg/m25.52落球冲击试验无剥离、孔洞、撕裂等异常现象3膨润土混合物体积

5、膨润度Ml/2g154抗渗性Cm/sec6*10-95抗拉强度KN/cm0.156延伸率%504.材料应用 由于膨润土防水材料的机理及本身的施工特性，该材料宜用于明挖地下结构的防水，且最适宜用于地下结构底板防水和侧墙防水，不适用于顶板防水。目前膨润土防水毯在世界各地的地铁防水工程中得到了广泛的应用。最近几十年来在美国、日本韩国、中国香港等地的地铁工程的应用都已取得了良好的效果。5.施工工艺5.1施工工艺流程（1）底板防水施工步骤C15混凝土垫层铺设膨润土防水毯施做细石混凝土保护层浇注底板结构。（2）边墙防水施工步骤在支护桩墙上抹找平层铺贴膨润土防水毯浇注侧墙结构。5.2材料的存储与保管材料运至

6、现场，材料供应商应出具产品合格证、及产品技术性能检测报告，进口材料还应有检疫合格证、商检合格证。应指定专人验收、交接，并即时入库；验收、交接、入库后，相关人员应签字，并有专人保管。材料接收人员在查验材料合格证和技术性能检测报告的同时，应检查材料出厂运输过程中是否受雨淋、浸泡而早期水化；如早期水化，禁止接收入库。入库时，防水卷材及其配套材料应分类存放；防水卷材应架空放置，架空支点不少于3个，堆放高度不超过4层。如堆放在只有顶棚的仓库内，材料堆应用毡布或塑料薄膜严密覆盖，以防止暴风雨天气被雨水淋湿。禁止在雨天出库。膨润土防水材料无存放时间限制。5.3基面的处理（1）防水基面应清洁、坚实、平整，其平

7、整度应符合： DL=161/10（D：基面相邻两凸面间凹进去的深度；L基面相邻两凸面间的距离），对于不满足要求的基面，要用水泥砂浆进行修补找平。施工基面要求无明流水或积水，否则要进行堵漏或排水后方可进行下一道工序施工。（2）底板垫层应边浇筑边压光抹平，避免出现大的鼓包和不平整部位；垫层表面不允许有明水并应做好排水工作，防止雨天底板表面出现积水。（3）所有阴角部位均膨润土颗粒做成50mm50mm的倒角。5.4铺设机具施工膨润土防水毯的机具较为简单，主要有：裁割防水毯用的裁纸刀；固定防水毯用的长度2740mm的水泥钉及垫片；射钉枪或铁锤；用于临时保护防水毯的厚度为1mm的白铁皮或1mm厚的LDPE

8、；及涂抹膨润土防水浆的抹子。5.5材料剪裁成品出厂的VOLTEX DS防滴膨润土防水毯规格较大（4.4mX30.5m），在现场施工时可任意裁制，但裁制下料时应遵循以下原则：在机械或人力施工较方便的情况下，应尽量减少搭接及避免在阴阳角处搭接。5.6搭接及接缝（1）防水毯朝向面的问题施工时，高密度聚乙烯（HDPE）面为迎水面，有纺土工布面向现浇钢筋混凝土面一侧。（2）搭接要求防水毯的搭接尺寸为150mm，按“品”字形铺设。（3）固定间距的要求搭接缝处钉子固定间距300,一般处500。使用射钉枪固定时，注意根据基面硬度调节射钉枪火力，防止钉子穿透防水毯，对于穿透的地方，要用BENTOSEAL膨润土防

9、水浆封填。钉子、垫圈.使用在防水层的固定上，钉子的长度一般要求在27mm以上，垫圈要求直径为23mm以上.（4）搭接预留及临时保护VOLTEX DS防滴膨润土防水毯在混凝土施工缝处的预留搭接尺寸应大于300mm，且应用1mm厚的钢板或塑料板进行临时保护，以防止进行下一步结构施工时损坏甩头部分。此钢板或塑料板可用钢钉或不干胶带固定。5.7搭接预留及保护膨润土毯施工过程中的主要难点在于对甩头的保护，因为地铁工程每个施工段间隔的时间比较长，甩头膨润土毯往往需要搁置很长一段时间后才能够与下一段防水层进行过渡搭接。这就需要对预留部位进行有效的保护，尽量避免膨润土毯在埋入混凝土前遇水提前膨胀。底板膨润土毯

10、铺设完毕后，应及时浇筑5cm厚的细石混凝土保护层进行保护；侧墙膨润土毯铺设完毕后，需要在其外表面覆盖一层塑料薄膜，薄膜一直覆盖至临时收口部位，用收口压条压住，防止雨水或施工用水直接喷淋到膨润土毯表面。5.8破损的修补对于有破损的防水毯，经过修补仍可利用，方法是：另裁一块防水毯补在破损孔洞处，用钢钉固定，其边缘应大于孔洞边缘300mm以上。6. 膨润土防水毯在北京地铁五号线东单站的应用6.1工程概况地铁五号线东单站位于长安街东单路口，呈南北走向。车站为两端明挖, 中间过长安街暗挖。车站总长度201,其中明挖段分别长69m和71，标准段宽22.3m，基坑深16.5m。明挖结构形式为两层三跨框架结构

11、。根据钻探的地质情况反映，现场地表m自上而下先后经过人工填土层(杂填土和粘质粉土素填土),厚2 74 4；粘质粉土、砂质粉土,厚1 44 5;粉细砂层,厚6 58 7；圆砾层,厚4 06 5；粘质粉土,厚2 04 3；中粗砂层,厚2 03 2；卵石,厚5 013 0。地下水位.0m ，上层滞水赋存于填土层和粘质粉土、砂质粉土中；潜水赋存于粉细砂层、中粗砂层、圆砾层、卵石层中；承压水赋存于中粗砂层、卵石层孔隙中。受城市工程施工降水的影响,潜水水位呈连续下降的趋势,平均每年水位降低0.58。6.2东单站设计构造6.2.1东单站防水构造 如图1.图16.2.2施工缝处理施工缝处加设500mm宽的防水

12、毯加强层，加强层铺在大面防水毯上，缝两侧各宽250mm。施工缝采用膨润土止水条，应将止水条安装再预留的凹槽内或平整的缝表面，止水条应为平头对接。如图2。图26.2.3转角处理转角的防水毯应加强，先铺设500mm宽的加强层（沿拐角两面各250mm），再铺设大面防水毯。如图3。图36.2.4搭接预留及临时保护（1）平面搭接预留及临时保护平面搭接预留的预留长度必须大于500mm。里面上的甩头用300mm宽的LDPE和白铁皮收口固定，防水毯顶端用膨润土浆封口。（图4）膨润土毯铺设完毕后，应及时浇筑5cm厚的细石混凝土保护层，但对预留搭接部位则需要采取如下的保护措施：做好现场基坑内的排水工作，保证排水通

13、畅，做到雨天基坑内无积水；预留搭接部位的膨润土毯长度应超过结构预留搭接钢筋端部2030cm，同时在膨润土毯的上下两侧各增设一层膨润土毯加强层，加强层的最外侧应超过防水层边缘5cm左右；加强层膨润土毯应埋入5cm厚细石混凝土永久保护层内最少10cm，上层膨润土毯加强层可以与施工缝加强层结合使用（即兼作为施工缝的加强层）；沿最外侧边缘将防水层上下两侧的膨润土毯固定在底板上，做临时收口处理；在加强层上表面覆盖木板等硬质保护板，避免施工过程中的机械破坏；与后续膨润土毯搭接时，先将临时收口拆除，然后将上层膨润土加强层毯掀起，将下段防水层伸入上层加强层和防水层之间，根据防水层的具体状况进行搭接处理，一般在

14、底板预留部位的搭接量宜尽可能放宽至细石混凝土保护层的根部，如果上层膨润土毯加强层的膨润土损失严重，宜从根部割除。图4（2）立面搭接预留及临时保护在立面、平面的拐角处的甩头搭接长度为600mm，即平面、立面的防水毯在拐角处均再往平面、里面延长300mm。如图5、6。膨润土毯铺设完毕后，需要在其外表面覆盖一层塑料薄膜，薄膜一直覆盖至临时收口部位，用收口压条压住，防止雨水或施工用水直接喷淋到膨润土毯表面。但在现场经常出现的问题在于绑扎钢筋时，塑料薄膜破坏非常严重，一旦在浇筑混凝土前出现刮风下雨天气，膨润土颗粒流失会非常严重，此时钢筋已经绑扎完毕，采取补救措施比较困难。因此在施工过程中既要关注天气变化

15、，还要尽快浇筑混凝土，否则应对破损的塑料薄膜进行修补。浇筑混凝土时将薄膜层去掉。图5图66.2.5永久收口做法膨润土毯收口采用收口压条固定，然后膨润土密封剂将收口压条完全覆盖即可，密封剂可采用膨润土颗粒现场加水拌稠或采用专用聚氨酯密封膏。收口部位的水泥钉固定间距不宜大于40cm，收口部位的膨润土毯需要覆盖塑料薄膜进行永久保护（图7）。图76.2.6与其他防水材料的搭接处理膨润土防水毯与塑料类卷材防水板、聚氨酯涂层和SBS的搭接宽度为400mm。塑料类卷材防水板必须压在防水毯之上，用水泥钉和垫片固定，同时在搭接处的卷材上焊接外贴式止水带，以实现两种防水材料防水区域的分隔。防水毯与聚氨酯、SBS的

16、搭接应为防水毯压聚氨酯涂层和SBS。搭接缝必须用膨润土防水浆封闭。如图8。图86.2.7穿透管件处理穿透管件在铺设防水毯前，应在管根部的四周洒膨润土防水粉，应严格按穿透管的大小在防水毯上挖洞，套在穿透管上的防水毯应与基面伏帖，无皱折。防水毯与穿透管的接缝须用膨润土防水浆封闭。穿透管居中位置应设置膨润土止水条。如图9。图96.3膨润土防水毯在地铁五号线东单站的应用效果北京地铁五号线东单站明挖段从2002年12月开始施工，至2004年06月结构完成。在膨润土防水毯的施工中，膨润土毯防水施工人员普遍反映施工简单、质量容易控制；从防水效果上，整个明挖车站结构施工完成已有一年多时间，未出现渗漏情况。7.

17、结束语通过该材料在北京地铁五号线东单站的应用，总结出膨润土防水毯有以下优、缺点：（1）优点对防水基层的平整度和潮湿度要求较低。材料采用自然搭接，卷材平面和接缝均采用钉子和垫圈固定，不用粘贴和焊接作业，操作简单，易于检查。对于防水层穿墙管（件）等处理方法自成体系，简便有效。能永久发挥其防水能力.因为膨润土是天然无机物，时间的变化和周边物质的影响对其化学性质的影响很小，并且不发生老化和腐蚀现象，因此可以永久保持其防水能力。容易检测和确认.防水施工结束后，可以立即检查出施工不足的地方或者施工上有问题的地方，以及防水材料的损伤等，可以减少防水施工中可能发生的失误。该材料易以补修补强.防水施工结束后即使发生了缺陷，也不会发生串水现象，只需补修漏水部位就可以重新发挥其防水作用.如果在防水施工过程中发现了防水材料的破损，可以随即进行补丁式修补，防水补强非常