海洋馆防水系统施工方案.docx

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海洋馆防水系统施工方案

4大型极地海洋馆防水系统施工技术研究

4.1防水系统设计综述

天津极地海洋馆位于海滨盐碱地区域，工程防水等级为一级。

基础底板，侧壁均采用混凝土结构自防水（防水混凝土P8）和4mm厚的SBS-Ⅱ型聚酯胎防水卷材相结合的防水技术；桩头处采用聚合物防水砂浆和缓膨型遇水膨胀止水条相结合的防水技术；主体采用抗渗混凝土自防水结合环氧玻璃钢防水、聚氨酯防水、BAC卷材防水、高分子丙纶卷材防水等。

由于工程复杂，施工难度大，因此对防水系统的施工提出了很高的要求。

4.2防水系统技术特点、难点分析

4.2.1防水系统技术特点

1所处环境条件决定桩头需进行封闭防水处理。

天津极地海洋馆工程桩数量达1294根，且桩头标高全部在地下水位以下，地基土为淤泥质盐碱地，土质较为松软，桩头周围的垫层与桩头沉降不一致，且桩头与基础底板为刚性连接，其接茬部位存在施工缝，因此桩头需进行封闭防水处理。

2需进行食品级无毒环氧树脂玻璃钢防水施工的水池数量多，面积大。

天津极地海洋馆工程贮水池、暂养池、表演池等52个水池需进行食品级无毒环氧树脂玻璃钢防水施工，总施工面积约24700m2。

4.2.2防水系统技术难点

1海滨盐碱地桩头封闭防水处理难度大。

天津极地海洋馆工程桩基承台及底板防水采用4mm厚SBS防水卷材，桩身混凝土嵌入承台50mm，且桩头钢筋锚入承台700mm。

由于桩头与承台混凝土之间存在施工缝，桩头结构形式又造成卷材防水层在桩头部位无法闭合交圈，并且桩头部位钢筋密集，导致了桩头封闭防水处理难度大。

2食品级无毒环氧树脂玻璃钢防水施工难度大。

无毒环氧树脂玻璃钢施工前，水池表面混凝土需进行打磨处理；水池内部有大量的维生系统管道、玻璃安装预留垭口、集水坑、闸门、变形缝、造景布置膨胀螺栓等细部构造需进行特殊处理；防水作业施工完成后要进行视窗玻璃的安装，如何确保玻璃垭口部位的防水效果需要与玻璃安装单位密切配合，这些就导致了无毒环氧树脂玻璃钢防水施工难度极大。

4.3技术方案选择

4.3.1桩头封闭防水施工方案

桩头封闭防水施工时在桩身与承台垫层连接处做50mm的圆弧角，完成后在桩头与承台交界面及桩头周边300mm范围内采用聚合物水泥防水砂浆、SBS防水卷材铺设至桩头根部，包住阴角处圆弧角，并在桩根部卷材防水接茬处围一圈止水条，形成桩头部位刚柔结合的防水体系。

4.3.2无毒环氧树脂玻璃钢防水施工方案

各类观赏水池采用无毒环氧树脂玻璃钢进行防水处理，池底、池壁采取“三布四涂”，细部结构如垭口处、集水坑等部位采用“五布六涂”。

4.4海滨盐碱地桩头封闭防水处理施工技术研究

4.4.1桩头封闭防水构造措施

天津极地海洋馆桩头封闭防水构造措施如图4.4.1所示。

4.4.2桩头封闭防水机理分析

聚合物水泥防水砂浆的防水机理为：

聚合物乳液加入到水泥中后，在搅拌过程中，聚合物颗粒均匀分散到水泥浆体中。

当水泥遇到水时，水化反应开始，Ca（OH）2溶液很快达到过饱和并析出晶体，同时生成钙矾石晶体及水化硅酸钙凝胶体，乳液中的聚合物颗粒便沉积到凝胶体和未水化的水泥颗粒上。

随着水化反应的进行，水分不断消耗，水化产物增多，聚合物颗粒逐渐聚集在毛细孔中，并在凝胶体表面、未水化水泥颗粒上形成紧密堆积层。

聚集的聚合物颗粒逐渐填充毛细孔并覆盖其不能完全填充的毛细孔内表面。

由于水化或干燥水分进一步减少，在凝胶体上和在孔隙中紧密堆积的聚合物颗粒便凝聚形成连续的薄膜，形成与水化水泥浆体互穿基质的混合体，并且使水化产物之间及骨料相互胶接。

由于带有聚合物的水化产物在界面形成了覆盖层，可能影响了钙矾石和粗大氢氧化钙晶体的生长，也由于聚合物在界面过渡区孔隙中凝聚成膜，从而使聚合物防水涂料的界面过渡区更为致密，使聚合物水泥防水砂浆的性能得以改善。

SBS防水卷材是以聚酯纤维无纺布、黄麻布、玻纤毡等分别制作胎基，以塑料薄膜为防粘隔离层，经选材、配料、共熔、侵渍、复合成型、卷曲等工序加工制作。

这种卷材具有很好的耐高温性能，可以在-25在+100摄氏度的温度范围内使用，有较高的弹性和耐疲劳性，以及高达1500%的伸长率和较强的耐穿刺能力、耐撕裂冷裂；低温柔性好，达到-25℃不裂纹；耐热性能强，高100℃不流淌；延伸性能好，使用寿命长，施工简便，污染小等特点。

是对桩头部位封闭防水处理的第二道防线。

卷材在桩头收口处为防水的薄弱环节，增加一道遇水膨胀止水条止水条起到了增强防水效果的作用。

4.4.3施工工艺流程

工艺流程：

桩头处理→抹圆角→涂刷聚合物水泥防水砂浆→铺贴防水卷材→围设止水条→浇筑防水保护层

4.4.4施工操作要点

4.4.4.1桩头处理

1清理剔凿合格后的桩头和桩身（垫层上部分），用钢钎铲除桩头松动的混凝土块及浮土，将桩头、桩身表面以及桩身周围300mm范围内的混凝土垫层用钢丝刷刷成粗糙毛面并清扫干净，最后用清水和墩布冲洗干净。

2桩头及桩身若有超过0.4mm的裂缝，均凿成“U”型槽，槽宽20mm，深20mm，用清水清洗干净，但不得有明水。

在槽内和沿槽口的两面延伸150mm涂刷一道水泥防水砂浆，待灰浆层干燥约10分钟，但仍有粘着性的时候，用水泥防水砂浆半干料团填平压实凹槽，填平层初凝后再涂刷一层水泥防水砂浆灰浆层并应洒水养护。

4.4.4.2抹圆角

为方便卷材更好的与桩身连接，桩头处理完毕后，可在桩头与垫层混凝土接缝处用1：

3水泥砂浆抹出≥50mm的圆角。

4.4.4.3涂刷聚合物水泥防水砂浆

将聚合物水泥防水砂浆按胶液：

水泥：

砂=1：

2：

4的配合比拌合成砂浆，调制方法为将拌合物与水倒入容器内，搅拌均匀，一次搅拌量不宜过多，以20min内用完为宜。

使用过程中不得另行加水加料。

1涂刷范围：

垫层以上桩头、桩身及距桩身300mm范围内的基础承台垫层。

2涂刷厚度：

水泥防水砂浆用量约2㎏/㎡，涂刷厚度6～8mm。

3涂刷要求：

涂刷时应来回往返用力揉涂，确保凹凸处都涂刷均匀，坑洞沟槽等处要用力涂刷开，不得有积浆，否则积浆处易开裂，如图4.4.4.3所示。

4.4.4.4铺贴防水卷材

水泥防水砂浆干燥后，涂刷SBS改性沥青防水卷材冷底子油一遍。

涂刷前，先将冷底子油拌合均匀，再用长把滚刷涂刷，桩身处用油漆刷涂刷，以保证冷底子油涂刷均匀，细部涂刷应到位，不得有漏刷现象。

冷底子油涂刷后，应干燥8h以上，具体根据气温而定，以轻压不粘手为宜。

防水卷材铺贴至桩头，卷材接茬处及收头处应封闭严密，搭接缝及收头的卷材必须100%烘烤，粘铺时必须有熔融沥青从边端挤出，用刮刀将挤出的熔融胶刮平，然后用小压子把卷材搭接缝封严，搭接缝的密封宽度以30mm为宜，所有基层转角处的防水层剪开处都应进行修复，并做密封处理，以保证防水工程的整体质量，桩头卷材铺贴如图4.4.4.4-1所示，卷材实施效果如图4.4.4.4-2所示。

4.4.4.5围设止水条

防水卷材施工完毕后，在细石混凝土防水保护层施工前，在卷材防水桩顶收头处围设一圈20×30mm的遇水膨胀止水条，止水条放置时间不宜过早，防止其在防水保护层浇筑之前膨胀，失去防水效果，围设止水条后的效果如图4.4.4.5所示。

4.4.4.6浇筑防水保护层

防水施工完毕，即可进行防水保护层的施工，防水保护层采用50mm厚C20细石混凝土。

混凝土浇筑前在防水卷材上每隔2m用1：

3水泥砂浆做好灰饼，并用水准仪控制好灰饼的标高，灰饼顶标高与防水保护层顶标高一致，施工完毕后进行细石混凝土的浇筑，防水保护层浇筑完成后效果如图4.4.4.6所示。

4.4.5实施效果及功能检测

天津极地海洋馆工程1294根桩的桩头节点部位全部采用聚合物水泥防水砂浆与卷材、止水条相结合的办法进行防水施工，施工后经历了3个雨季，基础底板未出现渗漏，防水效果良好。

4.5无毒环氧树脂玻璃钢防水施工技术研究

4.5.1无毒环氧树脂玻璃钢防水机理

以玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂或酚醛树脂为基体，以玻璃纤维或其制品为增强材料的增强塑料，称为玻璃纤维增强塑料，或称玻璃钢。

根据所使用树脂品种的不同，有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。

玻璃钢具有质轻而硬，不导电，机械强度高，耐腐蚀的特点。

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。

环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。

由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

环氧树脂玻璃钢是近五十多年来发展迅速的一种复合材料。

该复合材料是以玻璃钢纤维为“筋骨”，以环氧树脂为“肌肉”凝为一体制成的。

抗拉强度可与钢材相媲美，因此得名环氧树脂玻璃钢，该材料还具有防水抗渗性好，耐腐蚀性强，强度高等特点。

4.5.2施工准备

4.5.2.1材料准备

环氧树脂、丙酮稀料、T31固化剂、0.2mm玻璃纤维布、滑石粉、淡酞蓝环氧色浆等。

4.5.2.2机具准备

手锤、偏铲、卷尺、钢尺、棕刷、滚筒、瓷桶、盘、量桶、砂轮、砂布、5kg～50kg电子秤、灭火器等。

4.5.2.3无毒环氧树脂玻璃钢胶料配置

无毒环氧树脂玻璃钢胶料配比：

环氧树脂：

丙酮稀料：

T31固化剂=1：

0.265：

0.370。

为了降低环氧树脂的粘度，便于配置操作，按配比将稀料和用热砂浴或热水浴预热到40～50℃左右的环氧树脂倒入容器，搅拌均匀后冷却至室温待用，预热时不得使用明火或蒸汽直接加热。

使用时称取定量的树脂加入固化剂和适量的滑石粉用电动搅拌器搅拌成糊状，即成环氧树脂玻璃钢胶料，内部不得有生粉团，玻璃钢胶料随配随用，配好的胶料自加入固化剂后40min内用完，否则就会固化失效，玻璃钢胶料配置如图4.5.2.3-1所示，电动搅拌器搅拌胶料如图4.5.2.3-2所示。

4.5.3施工工艺流程及操作要点

4.5.3.1施工工艺流程

基层处理→涂布底层环氧树脂玻璃钢→【固化、打磨、（修整）→环氧树脂玻璃钢腻子找平→铺贴玻璃纤维毡布】→固化、打磨、修整→涂刷罩面胶料→固化养护

注：

【……】内的流程因铺布采用间断法或连续法而不同，具体见铺贴玻璃纤维布的铺布要点。

4.5.3.2施工操作要点

1基层处理

基层是与玻璃钢粘贴的表面层，基层处理的效果直接影响玻璃钢防水的质量。

1）混凝土表面的处理

首先用电焊对池壁穿墙钢筋及对拉止水螺杆进行切割处理，切割时要求穿墙钢筋及对拉止水螺杆端部距混凝土基层表面20mm以上，此时切割部位存在一小孔，每个小孔内填充可与钢筋牢固结合的锚固剂。

此工序可以确保穿墙钢筋及对拉止水螺杆的铁锈与玻璃钢完全隔离，防止发生化学反应导致起皮、脱壳等现象，影响防水质量，穿墙螺栓及对拉止水螺杆处理如图4.5.3.2-1所示，小孔内填充锚固剂效果如图4.5.3.2-2所示。

然后用打磨机将池壁、垭口表面、阴阳角、变形缝部位处理成圆滑过渡面，保证基层表面清洁、平整，无蜂窝、麻面、孔洞、裂缝，所有转角处做成圆弧形或八字形，不得有毛刺存在，管道的套管应高出基层20mm以上，基层处理后平整度不大于2mm，含水率不大于6%，同时外观基层以发白为宜。

2）涂刷底胶、刮腻子

为了使后施工的玻璃纤维布能有效侵入，提前在处理完的混凝土表面涂刷两遍底胶，对细部构造需多涂刷1～2遍，涂刷时要均匀，不许流淌，不得漏刷。

用腻子对打磨机处理和锚固剂处理部位进行涂刮，使基层处理得到进一步完善，如图4.5.3.2-3～4.5.3.2-4所示。

2铺贴玻璃纤维布

用手糊法将0.2mm的玻璃纤维布铺贴，手糊时必须按工序一道道进行施工，不得超越和漏项。

否则会浸胶不严，粘贴不牢，形成鼓泡。

1）剪布

剪布人员按工程实际尺寸进行量尺，剪布时要直，不得出现多线头，剪好后的布要整齐叠好并标清部位记号。

2）铺布

首先用漆刷蘸上胶料纵横向各涂刷一遍，涂刷时要均匀，不得流淌，然后沿着顺水方向进行第一层玻璃纤维布的铺贴，并用刮板将玻璃纤维布贴紧压实，然后用棕刷刷满胶液一刷挨一刷进行点胶，挤出气泡和多余的环氧玻璃钢胶料，使玻璃纤维布拉平展。

第一层玻璃纤维布贴好后，后续的玻璃纤维布可采用间断法和连续法铺贴。

间断法铺贴时是第一层玻璃纤维布经自然固化24h后，再进行第2层铺贴，依次类推，直至满足设计要求（垭口及集水坑等细部采用“五布六涂”，其余部位采用“三布四涂”）。

每间断施工一次均需进行质量检查，其优点是毛刺气泡等质量问题能及时进行处理，成型好，强度高；缺点是施工速度慢。

采用连续法铺贴是第一次玻璃纤维布检查合格，不待胶料固化即按同样方法连续粘贴，此方法优点是施工速度快，缺点是容易引起较大气泡，铲除后虽可修补，但施工难度较大。

不论采用间断法或连续法，凡遇转角或维生系统管道、集水坑等孔洞周围都应该把布剪开后平铺，并加贴1～2层玻璃纤维布，玻璃纤维布搭接要避开拐角部位，铺贴时先进行垭口、集水坑等细部，后进行地面、墙面大面积铺贴，同时按先下后上，由低往高的顺序进行，其搭接顺水流方向，一般采用鱼鳞式搭接法，即粘贴时上下层或相邻两副玻璃纤维布的搭接缝均应错开，搭缝宽度5cm～10cm，粘贴时玻璃纤维布不宜拉得太紧，如图4.5.3.2-5～4.5.3.2-6所示。

图4.5.3.2-6海底隧道垭口玻璃布施工

图4.5.3.2-5圆形视窗垭口处五布六涂（较厚）

3涂刷罩面涂料

为了满足海洋馆造景布置的需求，环氧玻璃钢罩面层采用淡蓝色布置，使用的罩面层涂料是在原环氧树脂玻璃钢配置的胶料中添加一定量的淡酞蓝环氧色浆配置而成。

当最后一层玻璃纤维布粘贴完，经自然固化24h，并仔细检查修整后方可均匀涂刷第一层罩面层。

第一层罩面涂料经24h自然固化后，再进行第二层罩面层的涂刷如图4.5.3.2-7～4.5.3.2-8所示。

。

图4.5.3.2-8固化后进行打磨、修整

图4.5.3.2-7玻璃纤维布的布贴及平展

4环氧树脂玻璃钢养护

环氧树脂玻璃钢施工完后需进行常温保养，养护温度一般为10～25℃，养护时间不少于15d。

若养护温度为10～25℃，则养护7d即可，养护后的效果如图如图4.5.3.2-9～4.5.3.2-10所示。

。

图4.5.3.2-10环氧玻璃钢完成后效果

图4.5.3.2-9罩面层涂刷前效果

4.5.4质量要求

环氧树脂玻璃钢施工完成后，应达到下列质量要求：

1基层与环氧玻璃钢或玻璃纤维布与布之间无假性粘贴，不得出现空鼓、固化不完全现象，不得出现白点、白面，整个环氧玻璃钢光滑平整，色泽一致。

2用2m长尺检查，允许空隙不大于5mm地面的坡度不小于设计要求。

4.5.5施工效果及功能检测

通过采用环氧树脂玻璃钢防水施工技术，确保了52个水池防水试水后均未出现渗漏现象，处理完的水体也未出现二次污染，确保观赏水体一次投入使用成功，取得了良好的经济效益和社会效益。

4.6研究结论

桩头封闭防水施工时在桩身与承台垫层连接处做50mm的圆弧角，完成后在桩头与承台交界面及桩头周边300mm范围内采用聚合物水泥防水砂浆、SBS防水卷材铺设至桩头根部，包住阴角处圆弧角，并在桩根部卷材防水接茬处围一圈止水条，形成桩头部位刚柔结合的防水体系，取得了良好的效果。

各类观赏水池采用无毒环氧树脂玻璃钢进行防水处理，池底、池壁采取“三布四涂”，细部结构如垭口处、集水坑等部位采用“五布六涂”，施工完成后防水效果良好。