某工業倉庫地面滲水原因分析及解決方案探討

袁天皎

(中海油石化工程有限公司,山東 濟南 250000)

0 引言

隨著工業化進程的加快,工業企業也隨之蓬勃發展,企業內生產車間、倉庫等各類建筑的應用越來越廣泛。為了保持廠區地面環境干凈整潔,非建筑物的用地,如設備區域、道路等也大多采用水泥或瀝青硬化,“海綿城市”的理念在工業企業中應用不廣,滲水蓄水措施欠缺,大面積區域地面硬化改變了原有的自然生態本底和水文特征,導致地表徑流發生了改變,下滲補充的地下水急劇減少[1],當廠區地勢存在高差時,豐水期雨水在淺層地面以下大量積聚,造成下游地勢的建筑物內部出現滲水現象。

本文通過實際工程案例,結合地質勘察結果,分析其地面滲水的原因,并提出了解決措施,希望對今后的工程設計改造起到借鑒意義。

1 工程概況

某化工項目包裝倉庫,屬于自動化立體倉儲項目,于2022年5月勘察設計完成,同期開始動工,2023年5月基本建成并開始安裝倉庫室內貨架,進入6月份以后,當地降雨增加,6月—8月份為雨水最豐沛的季節,已施工完成的地面在墻角處和地面分縫位置處不斷滲水,造成地面存水,地溝長期積水(見圖1),影響了貨架及軌道安裝和后期倉庫的正常使用。

2 地勢情況

本區域地貌成因類型為剝蝕丘陵,地貌類型為傾斜平地,地形高差變化較大,通過勘察報告顯示,勘察期間施工場地東北側高,西南側低,由東北向西南傾斜之勢。經場地平整之后,本區域場地較為平坦,室內±0.000 m相對于絕對標高24.6 m,室外北側地表標高最大值為27.2 m,東側地表標高最大值為26.9 m,相對高差較大,因此在本區域北側和東側設置了擋墻,使得倉庫地勢較東北兩側道路低,位于天然洼地之中(見圖2)。

3 地下水情況

根據水文地質調查,大理巖巖溶裂隙水是本區主要地下水源,地下水類型為上層滯水[2]。根據勘察期間實測水位情況,場區總體穩定地下水位標高介于22.4 m～28.2 m,水位變化較大,且已高于倉庫設計室內地坪24.6 m。由于勘察期間屬豐水期,地下水主要補給源分為大氣降水(垂直滲入補給)和北部東部高地勢側向補給(由高地勢徑流),排泄方式主要依靠蒸發和側向徑流。根據本區域地下水長期觀測資料可知,地下水位年變幅是2 m～6 m,地下水最高水位可達地表,豐水期地下水埋深已達到地面以上標高2 m范圍,天然地下水位高。

4 設計概況

4.1 總圖豎向設計

受工藝流程要求,本包裝倉庫物流來源固定,上游成品罐區經管道輸送液體物料至包裝廠房,并通過自動化灌裝生產設備完成包裝工序,通過軌道在庫房內自動存儲,以及輸送至發貨區。這就使得本包裝倉庫與外管廊對接標高已定,室內地坪標高受限。在室外東部與北部的擋土墻處,本應設計滲溝以截斷上游地下水不向本包裝倉庫地下滲透(見圖3),并采用透水管匯集引導地下水匯往場地外其他地點[3],因空間受限,主要是東部與北部均有外管廊匯集進入本包裝倉庫,因此未考慮此項設計,導致上游地勢的地下水直接壓往下游包裝倉庫,豐水期這種現象尤為突出。

4.2 土建設計

根據地質勘察結果,區域內沒有較大活動斷裂帶通過,不存在滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區、巖溶等不良地質作用,也不存在多年凍土、膨脹巖土、鹽漬土、濕陷土等特殊性巖土,僅存在填土、殘積土及風化巖。因本場地局部填土厚度較大,土建設計時考慮地面沉降對本工程的不利影響。設計以強風化花崗巖作為基礎持力層,采用天然地基獨立基礎方案,對第3層粉質黏土進行沉降驗算,考慮到本包裝倉庫內的立體化貨架對地面平整度和變形量要求很高,要求50 m范圍內地面允許偏差不大于10 mm,且在地面貨架安裝后,在貨物滿載狀態下,貨架基礎地坪的局部傾斜不得超過1/2 000。因此設計采取鋼筋混凝土重載地坪提高包裝倉庫的整體地基承載力,地面采取分縫措施消除不均勻沉降影響(見圖4)。但設計未考慮到上游地勢的地下水對本區域地下水位的影響,因此結構混凝土底板未做連續澆筑,而采用企口縫;也沒有按照地下工程適當考慮地面防水節點構造措施,例如分縫處放置止水鋼板,結構變形縫處設置橡膠止水帶等[4],留下滲漏隱患。建筑防水設計僅設置1.5 mm厚聚氨酯防水涂料,未考慮塑料防水板,預鋪反氈高分子防水卷材等更為有效的防水做法。

5 滲水情況分析

通過勘察報告、設計情況、相關資料并現場實地查看分析,對滲水情況得出結論：

1)本包裝倉庫占地范圍約6 000 m2,設計之初僅考慮滿足工藝需求,盡可能擴大規模以滿足后期擴容擴產需要,未留有足夠的空間作為市政排水需要,導致包裝倉庫地面豐水期出現帶壓涌水情況。2)土建設計重點放在了結構安全性穩定性這一方面,忽視了上游地勢的地下水對本區域地下水位的影響,僅做了常規防水處理,未對本包裝倉庫地面做重點設防,特別是地面留設防止不均勻沉降的企口縫形成了地下水上涌的通道。3)混凝土地面施工過程中,由于分布鋼筋密集,也可能會因為振搗不密實,出現蜂窩麻面現象,如果沒有使用摻加微膨脹劑的細石混凝土修補,也會導致混凝土底板疏松形成孔隙產生滲漏現象[5]。此外如果施工縫留設位置不當,也會導致墻體根部出現滲漏水現象。

6 滲水處理

6.1 室內變形縫處注漿封堵

本工程室內出現的滲水情況較為規律,主要為地面分縫處和墻體與地面的交界處,因此采取封堵措施是最有針對性和有效的方法,重點對室內地面企口縫和墻角處采用柔性灌漿材料做止水處理[6],柔性材料可以彌補地面混凝土板后期再變形。具體做法如下：用丙烯酸鹽或發泡聚氨酯類材料沿預留縫注漿,直至臨時止水;用開槽機開鑿20 mm～30 mm寬,40 mm深的平底槽,底部剔鑿平整;填充厚度約5 mm的泡沫板;沿槽口上沿在槽內兩側貼2 cm寬美紋紙,防止施工密封膠時污染基面;清理基面后打膠,深度約15 mm,材料選用雙組分MS密封膠;待膠固化后將兩側美紋紙去除;在密封膠表面粘貼美紋紙,覆蓋密封膠;施工修補膠泥,將槽口填平。通過此種手段,可以有效地封堵室內滲水通道(見圖5)。同時可采取建筑外墻與散水之間的縫隙用密封材料填堵,并沿外墻向散水方向做防水處理。

6.2 室外打透水管排出室內地下水

在包裝倉庫東側和北側增加排水暗溝,排水暗溝接至現有集水井,并沿東、北兩個方向打透水管,以及時排出包裝倉庫地下的承壓水,降低地下水位,從而使地下水不再沿混凝土縫隙上涌。室外排水暗溝1 m深,室內重載地坪持力層底最深處0.8 m深(重桶區較空區桶荷載更大,因此地面混凝土層厚度更厚),室內外地坪高差300 mm,天然地基柱基礎頂標高-2 m,因本包裝倉庫采用輕鋼結構,墻下無基礎梁,為打透水管引水創造了有利的條件。透水管采用雙壁波紋管,管徑DN150,間距2 m設置一根,位置避開柱基礎。室內側打入碎石層底部以下,室外側接入新增排水暗溝。透水管采用機械設備打入室內側10 m～15 m,表面均預打孔,并包覆過濾膜,防止地下水重碎石雜質進入透水管堵塞,影響透水管引出地下水。此方法可以在雨期降低場地內地下水位,并盡快排走上游雨水減少下滲。透水管引水措施示意圖見圖6。

6.3 室外倉庫周邊布置排水盲溝+集水井

因包裝倉庫周邊用地受限,因此采取在周邊道路外側布置排水盲溝+集水井(兼做減壓井)的方式進行對本包裝倉庫區域內地下水的控制[7],集水井采用管井,沿建筑東、西、北側布置,間距20 m左右,井底標高15 m(絕對標高,即盲溝下部5 m～7 m)。集水井成孔直徑700 mm,全孔段均安裝濾水管,井管采用外徑500 mm,內徑400 mm的無砂混凝土濾水管,外包兩層60目尼龍網,濾料采用干凈的中粗砂。排水盲溝寬度1 m,溝底標高為-22 m(絕對標高),盲溝內回填1 cm～2 cm碎石。集水井兼做觀察井,當井內水位接近室內地面標高時,應立即抽排減水井內地下水。也可根據場地標高將排水盲溝挖至低處,利用場地高差把水排出場地外。

6.4 止水帷幕

沿包裝倉庫周邊道路外側布置塑性混凝土截滲墻,即止水帷幕,用于進行地下水控制。截滲墻寬度0.4 m,深度18 m(絕對標高),混凝土強度等級C20,沿建筑東、西、北側布置。本工程如果采取截滲墻措施,需要對原有已建成的混凝土路面進行破拆重建,影響范圍較大,地面以下綜合管線復雜,因而截滲墻在施工過程中可能遇到的不確定因素也較多,需要根據現場實際情況隨時調整,支護體系一旦出現移位或變形,樁體咬合搭接不良,噴漿封堵不及時,將難以保證工程質量,造成止水封閉不嚴密[8],且由于止水帷幕造價偏高,因此本工程未采納。

7 結論及建議

本工程最終采用室內注漿封堵、室外打透水管,周邊布置排水盲溝+集水井,這種防排結合的方法治理地面滲水問題。處理之后,包裝倉庫內地面不再反水和產生積水,所有雨水都順排水溝匯集到集水井內,并排出場地外,達到了補救的目的。在今后此類項目的設計及施工過程中,應及時、全面、準確地掌握地勘資料,并根據現場實際情況,制定有效且有針對性的總圖豎向設計方案和土建施工方案,并與施工密切配合,發現問題及時解決,避免此類現象的發生,保證工程質量。