1 工程概况
深圳大学图书馆建于1985年,其平面为方形,图1为地下室平面示意,三面带窗井,一面为大台阶(图中未示)。图2为地下室剖面示意,地上6层,0.0000以上带通高中庭,周边填土,堆土高约1000mm,故地下室实际埋深3000mm,若按底板底面算,则埋深约3700mm以上。
剖面高大中庭的设计,使周边荷载大大高于中庭(水平投影部分)。为防止不均匀沉降或减弱地下水对中庭部分底板上浮力的影响,设计者在底板中部设置了沉降缝,见图2所示,沉降缝处防水构造设计见图3。
2001年夏季持续的暴雨使地下室淹水,水深达200mm。据现场观察,地下室底板多处有裂缝,但由于室内图书堆集如山,无法判断裂缝的整体走向。雨停之后排除积水、运走堆书,发现裂缝基本发生在变形缝处;但堆书少的地方缝小而且少,反之则大而多。
书堆最高近2m,该处裂缝连续。宽达1~2mm,因堆书均在缝内一侧,使内侧板局部下沉约1mm。
2 渗漏分析
图书馆使用15年间,变形缝处并未发现明显裂缝,只是近期堆书之后才有裂缝。但由于图书馆地势高,且当时正处冬季,未渗水;至初夏,连日大雨,问题凸显。进一步仔细观察,发现未堆书或堆书少的地方,其裂缝不像新生,且缝两侧平齐,可排除由沉降引起。
这类缝应在较早前出现,但不为人留意,一是因为人少、光线差,二是因为基底设置的缝要通过50mm厚的面层来反映。选择裂缝最大处,作局部凿开,发现该处止水带已破损。此外,内侧底板实际上只有80~120mm厚,比埋设止水带的合理厚度小一半以上。
实际上,整层地下室从剖面上看本可形成箱型基础,设计按局部底板后浇;但因地基情况相当好,沉降并未如预料的那样发生,即使有过轻微变形,经十数年的使用及多年大降水量的考验,也基本处于稳定状态。
据此,可以判断:漏水从止水带局部破损处进入,破损虽然不能排除橡胶老化的可能,但直接的外力可能由裂缝变宽引发,而宽裂缝由堆书过载导致。
3 渗漏治理方案讨论与实施
方案讨论:1)若注浆封堵,由于变形缝处基本上呈开敞状态,表面只有薄层复盖(砂浆找平层及水磨石面层),压力上不去,封堵效果有限。2)若修复止水带,其修复过程复杂,成功的把握却不大;且工程使用时间已很长,止水带可能已老化;既然工程已不会变形,没必要保留变形状态。
最后决定:将缝内止水带剔除,填塞防水混凝土。此方案将原来设防(埋设止水带)的单缝改为不设防的双缝,因此必须确保双缝长期使用过程中不产生任何有害的裂缝,综合下来,只有一种材料能做到这一点,就是水泥基渗透结晶型防水材料(以下简称CCCW)。
治理步骤:沿裂缝凿开,剔除止水带,清除松动振裂之混凝土;两侧混凝土表面涂刷CCCW涂层,厚度为0.2mm;随即浇捣C20混凝土,内掺CCCW(粉状,在材料供应商技术人员的推荐下,掺量为每100kg水泥掺人3kg)。防水混凝土水灰比为0.5,人工捣制,二次压实抹光,表面加矿物颜料,以便与原水磨石面层保持同一色调。终凝前的压实很关键,并需做到湿养护14d。图4所示的治理方案是比较简单的,但现场工程师发挥了极强的监督功能,使得最简单的方案成为最可靠的方案。
图4 沉降缝渗漏治理见第7页
工程于当年年底完成,正值少雨时期。次年3~4月进入雨季,4~6月雨量渐大,7~9月出现台风雨,未发生任何渗漏。原因除了先期混凝土在强度增长期内未受任何外界不利因素影响外,更重要的是雨水的侵入,给潜伏于混凝土中的CCCW以生长结晶的机会,而随着雨量的渐增结晶得以充分进行,使新混凝土长在旧混凝土上,双缝变为无缝。
4 结语
该工程经过连续4年的跟踪,未发生任何渗漏。2005年初夏连日大雨,图书馆地下室其他部分淹水,但近90 m长的修补带仍然干燥如常,且未发现任何肉眼可见的裂缝。