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港珠澳大桥隧道能做到120年滴水不漏,建筑防水为何不行?

2019-5-24 11:06| 发布者:admin| 查看:251| 评论:0

摘要:建筑渗漏被行业戏称为“建筑癌症”,在住建部《关于深入开展全国工程质量专项治理工作的通知》中也被列为治理重点之首,似乎已成为建筑行业难以根治的质量通病了。但是,我们要知道,已建成的的港珠澳大桥,其水下40 ...

建筑渗漏被行业戏称为“建筑癌症”,在住建部《关于深入开展全国工程质量专项治理工作的通知》中也被列为治理重点之首,似乎已成为建筑行业难以根治的质量通病了。但是,我们要知道,已建成的的港珠澳大桥,其水下40米的海底隧道,却能保证在120年的设计寿命中“滴水不漏”!我们不禁自问:海底隧道都能做到120年滴水不漏,建筑行业为何还做不好防水?

水下40米隧道

建筑地下室

我们先来看看港珠澳大桥工程

水下40米的海底隧道

是如何做到“滴水不漏”的?

➣ 创新复合地基

港珠澳大桥的地质环境是厚软土地基,所以沉管基础刚度协调及不均匀沉降控制非常困难,这个问题解决不好,隧道就有可能会漏水。为了使沉降标准达标,工程师在如何使软土层变硬上做文章,经过无数次工法比选、理论计算和试验验证,在40多米深的水下为沉管基床底部铺上2到3米的块石并夯平,创造一种新的复合地基,使沉管的沉降值大大缩小,平均沉降值控制在10公分以内,而国外的同等数据是20公分左右。

➣ 半刚性结构

自1928年人类工程史上修建第一条钢筋混凝土沉管隧道以来,沉管制作的“工具箱”里只有刚性和柔性两种方法。无论是选择哪种结构,最终目的是为应对地基发生不均匀沉降时,最大程度减少对海底隧道的影响。但是,港珠澳大桥岛隧工程是世界上第一个也是唯一的深埋沉管隧道,工程师们通过大量计算分析发现,在20多米的覆盖层、超过传统概念沉管5倍的荷载情况下,采用传统的刚性或柔性结构体系,沉管结构安全是得不到保障的。工程创新性地提出半刚性结构设想,是保留甚至强化串起小管节之间的钢绞线,加强小管节之间的连接,使180米长、由8个小节段连接而成的标准管节的变形受到更大的约束,增强深埋沉管的防错位能力。

➣ 最佳配合比混凝土

从表面上看,混凝土配合比计算只是水泥、砂子、石子、水这四种组成材料的用量。实质上是根据组成材料的情况,确定满足“强度、耐久性、施工性、抗裂性”四项基本要求的三大参数:水灰比、单位用水量和砂率。为了寻找这个混凝土配方,工程师们通过不懈地摸索,在耗时近一年、用坏了4个混凝土搅拌机进行了海量的试验后,基础配方终于出炉。又经过上百次的试验调整,开展6次现场小尺寸模型试验,2次足尺模型试验,18个人工岛沉箱混凝土验证,最终配制出满足沉管施工工艺性能要求,并具有低水化热、低收缩的沉管施工混凝土配合比,提高了混凝土的抗裂性能,从而使沉管混凝土不出现裂缝具有可能性。

➣ 橡胶止水带

沉管在预制过程中由工厂化标准生产,分段浇筑。同时,在每个管节之间,都有止水带,止水带之间进行注浆,以防止江水渗漏。沉管对接后沉管连接处有25厘米距离,这是两节管段橡胶止水带的‘夹缝’。整个过江段隧道仅有13条环向接缝,纵向无接缝,环向接缝均采用进口GINA止水带进行水下压接止水,水密性好,同时接头内侧采用可拆卸式OMEGA止水带作为二次防水保障措施。两节沉管拉合到一定程度后,胶圈形成了一个密封的状态,这时候将两个管节封闭门之间的水和空气抽掉,形成了一个真空的空腔,江水巨大的压力将会推动待接沉管往前压,使橡胶止水带充分压缩,从而完成了两个沉管的对接。

➣ 156道工序管理

从一根钢筋、一方混凝土到一个180米长的巨型沉管,需要经过钢筋加工、钢筋笼绑扎、混凝土浇筑、管节一次舾装、深浅坞蓄排水及管节起浮横移等156道工序。每一道工序都关系着120年的使用寿命,每一个过程都充满风险,每一个环节都关乎产品质量。为了让每个岗位上的人员都有操作标准,项目总部和工区共同制定出《港珠澳大桥岛隧工程沉管预制质量控制点管理》体系文件,文件包括6个大项、23个子项、116个小项。对所有工序全面实行星级管理,对每一个小项的质量标准、质量控制层级、检查方式、检查频率、质量控制要点,质量缺陷处罚制度都有着明确的标准。

若对比建设和使用环境的严苛程度

建筑远不及海底隧道

那为何建筑渗漏通病却一直难以解决?

光明日报曾在《390个标准“治”不了建筑渗漏,原因何在?》报道中指出,我国的防水标准是全世界最多的,却治不好的建筑渗漏的“高发症”。

……标准多,却治不了房屋渗漏高发中国建筑防水协会和北京零点调查公司用一年多的时间调查了全国28个城市的850多个社区,走访了2000多栋楼房,发现建筑屋顶的渗漏率是95.33%,地下室渗漏率是57.51%,住户的渗漏率是37.48%。……“建筑外观是大家看得见的,而防水是看不见的,防水品质完全是内在的质量。但渗漏会使钢筋锈蚀,造成严重的安全问题。”叶林标指出。……“目前我国的防水标准是全世界最多的,材料标准300个,施工规范90个,相关政策文件也是最多的,防水新技术和新材料也是最多的。但是建筑物年年漏,年年修。”中国硅酸盐学会房建材料分会防水材料专业委员会主任沈春林说起治不好的建筑渗漏“高发症”。追责任,谁都无责该“责”谁当一个建筑工程发生渗漏后,经常会遇到这样的局面:建筑设计师说,我是按照规范做的,没有违反规定;防水施工队说,我们是按照标准去采购的,施工也按规定做了;监理说,我是按照质监标准做的检查……业主责问,我花了那么多钱还漏水,钱都哪儿去了?叶林标指出,造成房屋渗漏的原因是多方面的:一是设计不到位,占到漏水原因的26%;二是防水材料不过关,假冒伪劣产品造成的渗漏占22%;三是施工不合格,俗话说“三分材料七分施工”,48%的渗漏是由施工不当引起的;四是在管理、维护、使用、成品保护等方面存在的问题又造成4%的渗漏。……中国建筑防水协会秘书长朱冬青说,目前我国的建筑防水总产值已经超过1500亿元,但是建筑防水行业也面临着诸多问题,产能严重过剩,而且是落后产能居多,市场集中度低,低水平重复建设严重,市场恶性竞争激烈,假冒伪劣猖獗,行业的诚信备受挑战。治病根,清除黑色产业链“由于建筑制度和管理方面存在瑕疵,比如最低价中标,层层分包,建筑监管不是很到位,使大量假冒伪劣产品流入市场。再加上建筑终端市场上大多由没有资质或者缺少技能的工人来施工,假冒伪劣材料和无技能的施工人员成为建筑防水市场的主体,这些因素共同形成了一个黑色的产业链,使得建筑渗漏高发。”朱冬青说。“解决渗漏顽疾,必须动员政府、行业、企业和社会的力量,齐抓共管,综合治理,彻底改变我国防水行业存在的‘小企业过多低价竞标成风’的现状。引领技术进步,推动产业升级是防水企业发展的最终方向。”中国建筑防水协会副理事长、凯伦建材董事长钱林弟强调。……

安徽日报曾在《建筑渗漏率为何居高不下》报道中指出,要把建筑防水上升到建筑质量安全的意识上,重视结构自防水。

……建筑渗漏影响房屋整体安全……“建筑防水关系到结构安全质量问题。但长期以来社会重视程度不够,人们对建筑防水技术复杂性、综合性认识不足。在设计和施工上对防水工程按程序简单化处理,缺乏有效的防水方案设计和选材,加上施工不当,是经常造成渗漏的根源。”安徽寰宇设计院总工程师李强表示,现在在防水施工过程中,由于费用压的很低,施工中只是简单凑合地把防水做完,漏了再堵,这是普遍的观点。另外还有一种现象,反正是漏水,干脆就不做防水,漏了以后再去堵、再去修。实际上,把防水作为功能问题,没有把防水的渗漏问题上升到质量安全的意识上。安徽省建筑科学研究设计院副总工程师邵华良认为,防水行业素有“三分材料,七分施工”的说法。防水材料是半成品,必须通过防水工人的正确施工才能达到防水功能。然而,在许多防水工地上,由于工艺流程管理混乱,工人们往往仅凭经验求多求快施工,常常出现基层处理不到位、部分细节点不注意、涂膜厚度不足等问题。尤其到了防水施工的旺季,施工人员紧缺,私招乱拉农民工现象普遍,他们在施工过程中边干边学,根本谈不上工艺水平。由于防水产业工人的缺失和素质偏低,严重制约了防水工程质量。低劣防水材料成建筑隐患……安徽建筑大学材化学院副院长丁益教授认为,建筑防水效果的好坏关键在于防水材料是否具有良好的性能。据不完全统计,我国目前有6000余家防水企业,但却只有三分之一企业拥有生产许可证。而与之对应的,则是生产工艺落后、节能环保不达标的中小企业数量众多,在个别地区,无证生产和制假售假窝点甚至已经形成半公开化的“基地”。……结构自防水是防渗漏关键“建筑渗漏已成为除建筑结构安全外影响建筑质量的第二大问题,是老百姓反映最强烈、建筑工程质量投诉最多的工程项目。”安徽朗凯奇建材有限公司董事长乔启信说。我国现行《屋面工程技术规范》GB 50343-2012将防水分为两个等级:Ⅰ级适用于重要建筑和高层建筑,Ⅱ级适用于一般建筑。“在2004年的规范中,要求防水层耐用年限最长的也只有25年,这与建筑物的寿命远远不相匹配。而目前,我国防水工程普遍执行的是5年保修期。 ”乔启信认为,表面上看,这对防水施工单位的施工质量有一定要求,而实际上,5年之内什么时间漏、每年漏几次都没限制,等于渗漏合法化,因为保修不是保证不漏。从众多案例来看,防水已成建筑物的“短板”,除影响建筑使用功能外,还严重制约建筑物的生命周期。因此,强化混凝土结构主体自防水,是目前解决防水工程困境的唯一出路。目前,地下工程防水体系主要由混凝土结构主体自防水和其他防水层防水两部分构成。“根据《地下工程防水技术规范》GB 50108-2008要求,结构主体自防水应当是地下防水工作的基础,其他防水层则处于附属性地位。然而,现实情况却是结构自防水‘悄然隐身’,附着在结构外面的其他防水层 ‘喧宾夺主’,结构主体自防水的重要性被忽略了。”对防水施工有着多年研究的邵华良深有感触,建筑结构自防水做得好,其他防水层在此基础上就是锦上添花;结构自防水差,结构质量就可能存在各种问题和隐患,一旦渗漏,外部防水层就成了替罪羔羊。这种本末倒置的做法,必须引起相关部门的重视。万丈高楼始于地下,地下防水应与结构寿命相同,重视结构性自防水就是重视结构质量。要将建筑防水工程提升到与结构工程同等重要的高度,这样才能保证建筑质量安全,提升建筑工程寿命。“建筑防水是一项系统工程,涉及防水材料生产、销售、建筑防水工程设计、审图、工程施工、监理、监测、验收等众多环节。而这些环节又分别归口不同的部门管理。若某个环节出现问题,就难以保证防水工程质量。”廖绍锋表示,“防水要从源头抓起,必须重视结构自防水,再辅以外部防水材料。这就意味着设计院、甲方、施工单位和防水分包方要通力合作,方能解决建筑物渗漏高发问题。”同时,政府部门应采取相应的行政或法治手段协调相关部门共同解决。也希望社会各界都重视建筑物渗漏问题,要站在“建筑品质”和“建筑安全”的高度上来认识这一问题。

作为建筑工程从业者

我们要从无数的工程案例中吸取教训

防水工程一旦没有做好

后期需要巨额维修成本却也难以治根

➣ 某大型地产地下室2016年顶板渗漏,至今维修已花费几百万……

➣ 某小区地下车库因漏水基本处于废弃状态,为了投放使用重新做一遍防水,费用增长三倍……

➣ 某重点工程洋房项目地下室侧墙渗漏,维修花费几百万,至今未能处理完……

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