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淺談膨潤土防水毯施工
發布時間：2014-05-25
【摘要】膨潤土防水毯（GCL）是一種專門用于廢棄物填埋場、地下基礎設施建設等工程中的防滲材料。膨潤土防水毯為天然無機材料，對人體無害無毒，對環境基本上沒有影響，具有良好的環保性能。【關鍵詞】膨潤土防水毯防滲漏 土工合成材料施工
1材料簡介
1.1材料組成
膨潤土防水毯（GCL）是一種新型土工合成材料。它是經過特殊的工藝及設備，把膨潤土顆粒固定在有紡土工布和無紡土工布之間，將上層的非織布纖維通過膨潤土顆粒、經特殊的工藝和設備用專門的方法連結在下層的織布上做成的。膨潤土顆粒是由經過科學合理級配的天然鈉基膨潤土顆粒（見圖1）和相應的外加劑均勻混合而成的，這種方法做成的防水毯中膨潤土顆粒不是單純地順序向一個方向流動，因此能在全范圍內形成均勻的防水層（見圖2），制成膨潤土防水毯后，既具有土工材料的所有特性，又具有優異的防水（滲）性能，能廣泛地適用于各種施工條件的防水防滲工程。
圖1鈉基膨潤土圖
圖2膨潤毯細部結構圖
1.2防水機理：
由于膨潤土防水毯（GCL）有著其特殊的結構和獨特的加工工藝，所以其防水性能也有著其與普通防水材料不同的地方。它的防滲（水）性能主要是依靠中間的膨潤土顆粒層具有很大的遇水膨脹特性，使之在遇到水體入侵時，體積迅速膨脹，由于膨潤土是固定在兩層土工布之間，加之在鋪設安裝完成后上面覆蓋層的壓力作用下，迫使其只能橫向膨脹，在添加劑作用下使膨潤土從無序變為有序的膨脹，持續的吸水膨脹結果是讓膨潤土層自身達到密實形成均勻的高密度膠體層，高密度膠體層具有很好的斥水性能，抗滲靜水壓可達到1.0MPa以上，其滲透系數為5.0×10-11m/s以下，并充滿整個空間，一些膨潤土顆粒在足夠大的壓力作用下可直接進入周圍土體的細小裂隙及混凝土結構的細小裂隙中遇水膨脹，進一步保證了地下工程防水抗滲性能，從而達到防止水體通過的目的。
1.3材料特性：
（1）膨潤土防水毯（GCL）的主要原材膨潤土是天然無機材料，不會發生老化反應，耐久性好、無毒、無腐蝕，是一種綠色環保材料。
（2）因鈉基膨潤土顆粒通過專用設備與非織造土工布、編織纖維充分壓合，抗滲靜水壓最大可達到1.0MPa以上滲透系數為5.0×10-11m/s，可對漏水點通過膨潤土的遷移自行修補愈合，故此具有優異的防水防滲性能，且止水性強，抗沖刷。
（3）具有土工布材料的全部特性且優于其他防水材料，如分離、加固、防護、過濾等，施工簡便且不受施工環境溫度的限制，0℃以下也可施工。施工時只需將GCL防水毯平鋪在地上，立面或斜面施工時，用釘子和墊圈將其固定，并按要求搭接即可。
（4）施工簡便、省工省料，無須膠粘或熱敷，無須別的安裝設備，基層處理要求低，可直接在潮濕的基面上鋪貼，確保工程進度。容易修補，即使在防水（滲）施工結束以后，如防水層發生意外破損，只要對破損的部位加以簡單的修補，就可重新獲得完美如初的防水性能。
（5）性能價格比相對較高，適用范圍廣，可廣泛應用于地下室、垃圾衛生填埋場、地鐵、水池、引水渠道、人工湖等的防滲、密封和隔離。
（6）產品幅寬最大可達6m，與國際上土工布、土工膜的規格相匹配，大大提高了施工效率。
3施工工藝
3.1材料的選定：
根據使用環境不同，膨潤土防水毯分為兩種型號，其結構也不盡相同，Ⅰ型是GCL普通型（環境友好型），主要用于人工湖（河）、人造水景、垃圾填埋場、屋面、水池等普通基面的防滲處理，有無紡織物+防滲鈉基膨潤土+有紡織物針刺合成。Ⅱ型是GCL（滴水不漏型），主要用于水庫、大壩、隧道、地鐵、地下通道等各類地下建筑物及地下水源較豐富的水景工程中的防滲，由HDPE膜+無紡織物+防滲鈉基膨潤土+有紡織物針刺合成，即在針刺完成后與無紡織物上粘附一層HDPE膜。具體參數見表1：
表1Ⅰ型、Ⅱ型膨潤土防水毯性能指標表
雖然兩種防水毯的結構不一樣，但其施工工藝基本相同。
3.2材料的運輸與儲存：
（1）防水毯和其輔助材料一般采用汽車運輸到施工現場；
（2）卸貨時一般采用鏟車或吊車等機械設備協助人工卸貨，或利用施工現場的地形將防水毯卸入現場存放地；
（3）對于不能立即使用的防水毯應選擇適當的存放地點存放，防水毯的存放地應選擇地勢較高且距離施工地點較近的地方，存放時防水毯需架空存放防止受潮，建議一般離地不小于200mm；
（4）防水毯存放時可以疊放，但一般不要超過四層；
（5）露天堆放的防水毯用塑料布或苫布蓋上并固定，防止覆蓋物被風吹走，防水毯和其輔助材料嚴禁雨水滲入和浸泡；
（6）每天施工剩余的施工材料應妥善保管，避免被雨水淋濕和浸泡；
（7）配套的輔助材料也應該采取同樣的保護措施，如果有條件應室內保存。
3.3膨潤防水毯的鋪設：
3.3.1施工前的準備
（1）基礎層夯實度應在95%以上，夯實要均勻，密度達不到或不均勻可能造成基礎局部沉降而影響長久效果；
（2）基礎面清理必須符合設計要求，不能有石子、樹根、垃圾等雜物；
（3）混凝土墻面必須經過打磨處理，要求表面平整，無縫；
（4）基礎面應基本干燥，不能有明顯積水；
（5）混凝土地面不能有污染危害物質，如有必須徹底清理干凈；
（6）鋪設防水毯的基礎面高程應符合要求，在鋪設前應符合基礎面標高；
（7）施工前制訂詳細的施工計劃，并對工人進行現場技術培訓和交底；
（8）敷設面的質量檢驗和隱蔽驗收，驗收合格后方能進行防水毯的敷設。
3.3.2施工鋪設
（1）膨潤毯底部換填150mm壤土，平整壓實，要求不含石塊樹枝等尖銳物；
（2）膨潤毯上回填200mm壤土，邊壁直角處以粘土回填成斜坡，壓實后鋪設膨潤毯，平整壓實后鋪200g/m2無紡布；
（3）膨潤毯與直墻拐角處設膨潤毯加強層，上下鋪設膨潤土加強，膨潤毯上沿作寬40mm厚1.0mm鐵皮壓條，用水泥釘固定；
（4）混凝土墻伸縮縫用聚硫密封膏灌縫，要求密實；
（5）膨潤毯施工搭接采用平行搭接，毯面不可張拉過緊或褶皺，應適當放松并緊貼地面，其搭接長度短邊不得小于500mm，長邊不得小于300mm，二層重疊間要均勻撒上膨潤土或涂抹膨潤土膠泥（見圖3）；
圖3膨潤毯搭接施工圖
（6）鋪設進度應與回填土進度相配合，鋪設后宜當天按設計要求回填200mm以上的壤土，并壓實。
3.4施工質量驗收
在QB01-03-2006中對膨潤毯的施工的質量控制和驗收程序做出了具體的要求，雖然該標準是針對北京奧林匹克公園中心區龍形水系工程的，但對其他工程也有一定的可借鑒性，具體如下：
（1）膨潤土材料防水工程作為隱蔽工程進行質量驗收；
（2）工程采用的膨潤土防水毯，施工單位應對其外觀、規格、型號和質量證明文件等進行驗收，并經監理工程師檢查認可，凡涉及結構耐久性和使用功能的，施工單位應進行檢驗，監理單位應按規定進行見證取樣檢驗；
（3）各工序應按施工技術標準進行質量控制，每道工序完成后應進行檢查并形成記錄；
（4）工序之間應進行交接檢驗，上道工序應滿足下道工序的施工條件和技術要求，相關專業工序之間的交接檢驗應經監理工程師檢查認可，未經檢查或經檢查不合格的不得進行下道工序施工；
（5）膨潤土材料防水工程施工質量應符合工程設計要求和本標準的規定，參加防水工程施工質量驗收的各方人員應具備相應資格，驗收均應在施工單位自行檢查評定合格的基礎上進行，隱蔽工程在隱蔽前應有施工單位通知監理單位進行驗收，膨潤土材料防水工程驗收文件應按表2要求進行；
表2膨潤土材料防水工程驗收文件資料表
（6）防水毯主材及配套材料的質量必須符合設計要求，檢驗數量：同生產批號、同規格、同繳獲狀態的主材及配套材料，防水毯每12000m2為一檢驗批，不足也安一檢驗批計，施工單位每檢驗批檢驗一次，監理單位做30%的見證檢驗。檢驗方法為：檢查產品出廠合格證、產品物理力學性能檢測報告和現場抽樣復檢報告。
（7）膨潤土材料防水工程的基面處理、防水毯鋪設、防水毯保護層作為隱蔽工程進行質量驗收，并要填寫隱蔽工程驗收記錄和相關的質量驗收記錄表。
基面處理的檢驗數量為：基面碾壓密實度2點/1000m2。基面標高2點/1000m2，施工單位全數檢驗，監理單位按施工單位檢驗數的30%作見證試驗及10%作平行檢驗，檢驗方法為：觀察、尺量檢查、水準儀及環刀法檢測。
防水毯鋪設的檢驗數量：施工單位全數檢驗，監理單位按施工單位檢驗數的30%作平行檢驗。檢驗方法為：觀察、尺量。
防水毯保護層的驗收檢驗數量為：基面碾壓密實度2點/1000m2。基面標高2點/1000m2，施工單位全數檢驗，監理單位按施工單位檢驗數的30%作見證試驗及10%作平行檢驗。檢驗法方為：觀察、尺量檢查、水準儀及環刀法檢測。
3.5膨潤土防水毯的成品保護及施工注意事項
3.5.1成品保護
（1）膨潤土防水毯鋪設完畢后應及時鋪設土工膜，以避免承受風雨的侵蝕；
（2）膨潤土防水毯鋪設完畢后如不能及時鋪設土工膜則應該用彩條布或薄膜覆蓋，以避免承受風雨的侵蝕；膨潤土防水毯鋪設完畢后應避免車輛碾壓和其他異物損壞；
（3）施工完畢后的膨潤土墊上不得有泥塊、污物、雜物等可能損壞防滲層的異物存在。
3.5.2注意事項
（1）防水膨潤毯必須平行搭接，并且保證搭接長度；
（2）與防水毯接觸部位的回填土夯實必須達到密度要求；
（3）在鋪設中，如遇防水毯發生破損，應用大于破損口周邊300cm的防水毯覆蓋在上面再作固定處理；
（4）在鋪設時如遇大雨，應用塑料布等防雨材料迅速遮蓋，并解決周邊排水，以防雨淋水泡；
（5）鋪設時嚴禁有明火或煙頭置于防水毯任何一面上；
（6）完成膨潤毯鋪設后，如發生漏水無法接近時，則以注入樹脂方式或化學膜灌漿方式來補漏，在補漏前提出完整資料，在工程師核準后才能實施補漏；
（7）完成鋪設后的單元應做好保護工作，在下道工序施工時應避免大型機械直接碾壓等有可能對膨潤毯有傷害的工作進行。
（8）膨潤毯鋪設完成后要及時進行保護層封閉，如回填、砌筑等，在封閉前必須經質量檢驗或監理人員檢查合格后方能再進行下道工序，一般檢查要求包括如下檢查項目：
1）檢查搭接、鋪設、固定那個是否符合要求；
2）破損和修補的部位是否符合要求；
3）貫通物處的施工是否符合要求。
4膨潤防水毯敷設完工后的防水活化
膨潤防水毯敷設完工后，再次清理現場，不留雜物，首次放水應用潔凈的水活化膨潤土至少48h以上，并不得放入含有害物質的水或污水進入。
5膨潤土防水毯相對于其他防水產品的優缺點
（1）無需在混凝土施工基面作任何前期處理，并且可以安裝在夯實的土層上。
（2）免底油，即使在潮濕與有灰塵的混凝土面上亦無需底油。
（3）安裝簡便只需相互間搭接，并可用鋼釘和墊片等固定，無需特殊技術。
（4）自動修補裂縫鈉質膨潤土獨有的膨脹性能，可以自動修補混凝土中細小的裂縫和空隙。
（5）不受天氣限制能安裝在潮濕的混凝土面，不受冷熱氣溫影響（可在-30℃下施工），減少工程延誤。
（6）永久性防水膨潤土是天然礦物，因此不會變質，往往比建筑物更耐久，更不會造成對環境污染。
（7）膨潤土防水毯的單位重量大于其它防水材料，在鋪設安裝上不如其他防水材料輕便。
6一點心得
通過此次施工，總結出防水膨潤毯施工時除了按照前邊所述施工外還應特別注意以下幾點：
1、材料存放，應嚴格防止材料被雨淋、水泡，以保證膨潤毯在鋪設安裝后最大限度的膨脹，從而達到防水防滲的效果；
2、鋪設后一定要讓防水毯在一個強度足夠大的合適的有限空間內工作；
3、一定要注意防水毯收邊處的局部處理，否則容易局部漏（滲）水；下面介紹幾種典型的做法：
（1）與混凝土墻接合處收邊示意見圖4
圖4與混凝土墻接合處收邊示意見圖
（2）與土坡岸處收邊示意見圖5
圖5土坡岸處收邊示意圖
（3）駁岸處收邊示意見圖6
圖6駁岸處收邊示意圖
（4）貫穿物的局部處理見圖7；
圖7貫穿物的局部處理圖
這里舉出的只是工程當中常見的一些局部邊角處理方法，方法不是唯一的，但目的是在規范允許范圍內省工省料的把這些容易出問題的局部細節處理好，不要在這些地方形成滲漏點，最終達到良好的防水防滲的效果。
參考文獻：
北京奧林匹克公園中心區龍形水系膨潤土防水材料工程施工質量驗收標準（QB01-03-2006）；
JG/T193-2006鈉基膨潤土防水毯；
《新型建筑材料》2004年01期（祝和權膨潤土防水毯的研制及其在垃圾填埋場中的應用）；
《江西建材》2005年3期（陳彤 黃琦新型防水產品——膨潤土防水毯）；
《科學大眾科學教育2008年8期》（馬志敏膨潤土防水毯在渠道防滲工程中的應用）。
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