一种新老混凝土接头部位高性能连接结构及施工方法

技术领域

本发明涉及混凝土防水技术领域，具体涉及一种新老混凝土接头部位高性能连接结构及施工方法。

背景技术

因结构形式和材料的不连续性，新老现浇混凝土接头通常界面力学性能较差，容易产生拉压裂纹，进而在高水压下容易诱发地下结构渗漏。国内外学者针对地下结构在施工缝等结构接缝处的细部防水构造开展了众多研究，提出了多层防水接缝概念，即通过设置多道防水控制方案来解决新老现浇混凝土接缝处的渗漏隐患。

新老混凝土的细部接缝防水同施工缝防水措施相同，都是利用止水带、止水条、嵌缝材料、密封材料及防水涂料等实现薄弱界面处的防水处理。但新老混凝土接口因材料性质差异较大，接口界面粘结性差等因素，因而需要针对性提出更为可靠的接缝处理方案，以确保工程防水的可靠性和耐久性。

综上所述，急需一种新老混凝土接头部位高性能连接结构及施工方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种新老混凝土接头部位高性能连接结构及施工方法，解决现有新旧现浇混凝土接头在高渗压下难以保证防水可靠性、耐久性的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种新老混凝土接头部位高性能连接结构，包括老混凝土，老混凝土一侧连接有新混凝土；老混凝土和新混凝土的底部设有基底防水层；老混凝土连接新混凝土的侧面设有梯形槽，梯形槽中填充中部防水层；老混凝土底部为楔型缺口，楔型缺口中填充新混凝土；老混凝土和新混凝土的连接处开设有止水凹槽，止水凹槽位于梯形槽上方，用于放置止水条；老混凝土与新混凝土连接的侧面上涂有混凝土接缝自防水层。

进一步地，所述基底防水层包括上层混凝土垫层、下层混凝土垫层、防水卷材和基底止水带；下层混凝土垫层、防水卷材和基底止水带从下往上依次铺设，基底止水带位于楔形缺口处新混凝土的下方；上层混凝土垫层铺设在下层混凝土垫层上，且位于防水卷材和基底止水带周围，用于防护防水卷材和基底止水带。

进一步地，所述防水卷材选用热塑性聚烯烃防水卷材或高分子自粘胶膜防水卷材，相邻两块防水卷材采用错缝上下两层搭接，搭接宽度为不小于100mm。

进一步地，所述基底止水带采用背贴式橡胶止水带。

进一步地，所述混凝土接缝自防水层采用水泥基渗透结晶型防水涂料，或者采用同新混凝土相同配合比且掺有10％U型膨胀剂的水泥净浆。

进一步地，所述中部防水层包括高性能自密实混凝土以及预埋在高性能自密实混凝土中的中埋式止水带。

进一步地，中埋式止水带端头包裹遇水膨胀腻子块；中埋式止水带之间采用柳钉来进行搭接，且被搭接的两块中埋式止水带之间夹有丁基橡胶腻子。

进一步地，所述止水条采用遇水膨胀橡胶条。

本发明还提供了一种新老混凝土接头部位高性能连接结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：老混凝土破碎拆除：将原有结构段进行静态破碎，在老混凝土结构中部开凿出一梯形槽，在老混凝土结构的底部开凿出一个楔形缺口，在新混凝土、老混凝土接口处预留出止水凹槽；

步骤二：基底防水层施工：在楔形缺口内施工上层混凝土垫层、下层混凝土垫层、铺贴防水卷材及基底止水带；新铺设的防水卷材需搭接在原有防水层的卷材之上，并做好卷材接头粘结；

步骤三：中部防水层施工：在梯形槽内浇筑高性能的自密实混凝土，并在其中安装中埋式止水带；

步骤四：在老混凝土与新混凝土连接的侧面施工混凝土接缝自防水层；

步骤五：在止水条预留的止水凹槽处粘结止水条；

步骤六：浇筑新混凝土，完成四道抗渗止水防线的封闭。

进一步地，步骤四中，混凝土接缝自防水层施工包括以下步骤：

①基体清理：将老混凝土断面进行喷砂或高压水枪凿毛处理，以增强混凝土连接界面的粗糙程度；

②基体饱水处理：用喷淋装置对老混凝土断面进行喷淋24h，使老混凝土表面处于饱水状态，随后将表面自然晾干；

③界面剂处理：在新混凝土浇筑之前，在连接界面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料或同新混凝土相同配合比且掺有10％U型膨胀剂的水泥净浆，其涂层厚度控制在0.5mm～1.5mm。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)接头防水性能优异。本发明通过设置基底防水层、混凝土接缝自防水层、中部防水层、止水条沿地下水渗透路径构筑了四道止水防线，接头部位抗渗性能优异。

(2)接头连接性能优异。在新老混凝土连接界面进行了喷砂/凿毛处理，通过水泥基渗透结晶型防水涂料优异的自行修补愈合性能，提高了接头处的抗渗性能和力学性能，有效杜绝了后期接头开裂现象发生。

(3)整体造价偏低。自防水层和中部防水层作为主要的止水防线，在施工中局部使用了少量的高造价防水涂料及高性能混凝土，将整体造价控制在较低的范围内。

(4)施工方便快捷，易于现场交底。本接头构造无需使用特殊工具和精细化施工把控，仅通过常用的剔凿工具和浇筑模板即可进行施工，有效降低了的施工操作难度，便于现场施工交底和质量把控。

(5)工序灵活可调。具有充足的防水富余量，实际施工中可灵活根据现场情况适当删减部分工序。

(6)适用范围较广。本施工方法除了用来新老混凝土的接头部位之外，还可用在大型地下工程的施工缝、后浇带等部位。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是新老混凝土接头部位高性能连接结构的整体示意图；

图2是图1中A的局部放大示意图；

其中，1、基底防水层，11、上层混凝土垫层，12、防水卷材，13、基底止水带，14、下层混凝土垫层；2、混凝土接缝自防水层；3-中部防水层，31、自密实混凝土，32、中埋式止水带；4、止水条；5、老混凝土；6、新混凝土。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1、图2，一种新老混凝土接头部位高性能连接结构，包括老混凝土5，老混凝土5一侧连接有新混凝土6；老混凝土5和新混凝土6的底部设有基底防水层1，用于抵御绝大部分地下水的渗透侵蚀，构筑新老混凝土接头防水的第一道防线；老混凝土5连接新混凝土6的侧面设有梯形槽，梯形槽中填充中部防水层3，用于抵御少量渗入接头缝隙中的地下水，构筑新老混凝土接头防水的主要防线；老混凝土5底部为楔型缺口，楔型缺口中填充新混凝土6；老混凝土5和新混凝土6的连接处开设有止水凹槽，止水凹槽位于梯形槽上方(即新老混凝土浇筑缝的末端)，用于放置止水条4，规避因施工质量把控不严或极端地下环境等造成的地下水封堵不到位，构筑新老混凝土接头防水的饱和式抵御防线；老混凝土5与新混凝土6连接的侧面上涂有混凝土接缝自防水层2，构筑新老混凝土接头防水的主要防线。

如图2所示，所述基底防水层1包括上层混凝土垫层11、防水卷材12、基底止水带13和下层混凝土垫层14；下层混凝土垫层14、防水卷材12和基底止水带13从下往上依次铺设，基底止水带13位于楔形缺口处新混凝土6的下方；混凝土垫层有共计200mm厚，其中下层混凝土垫层14的厚度为150mm在铺贴防水卷材12前浇筑，上层混凝土垫层11的厚度为50mm为细石混凝土，位于防水卷材12和基底止水带13周围，在铺贴防水卷材12后浇筑，作为卷材的保护层。

所述防水卷材12选用热塑性聚烯烃防水卷材或高分子自粘胶膜防水卷材，相邻两块防水卷材12采用错缝上下两层搭接，搭接必须满粘，搭接宽度为100mm。

所述基底止水带13采用背贴式橡胶止水带。所述背贴式橡胶止水带在铺设时做好固定措施，防止其在浇注混凝土时发生位移。

所述混凝土接缝自防水层2采用水泥基渗透结晶型防水涂料，或者采用同新混凝土相同配合比且掺有10％U型膨胀剂的水泥净浆，其涂层厚度控制在0.5mm～1.5mm。通过界面剂提高新老混凝土的浇筑连接质量，杜绝养护及运营过程中出现的接头开裂现象，增强接头处的力学性能和抗渗性能。

所述中部防水层3包括高性能自密实混凝土31以及预埋在高性能自密实混凝土31中的中埋式止水带32；高性能的自密实混凝土31除了微膨胀的性能之外，为提高抗渗性能，可在其中掺如0.7％的水泥基渗透结晶型防水材料。在梯形槽内固定好中埋式止水带32后浇筑高性能的自密实混凝土31。

所述中埋式止水带32为钢边橡胶止水带。在自密实混凝土31和新混凝土6浇筑前，中埋式止水带32端头包裹厚度为10mm的遇水膨胀腻子块，腻子块超过钢边止水带端部5mm。中埋式止水带32采用柳钉来进行搭接，搭接长度要不小于100mm，且被搭接的两块钢板间要夹有1.5mm厚的丁基橡胶腻子。

所述遇水膨胀止水条4为截面为20mm*30mm，粘贴在预先开凿的凹槽之中，且留出一半体积浇筑在新混凝土6中。

一种新老混凝土接头部位高性能连接结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：老混凝土5破碎拆除：将原有结构段进行静态破碎，在老混凝土5结构中部开凿出一梯形槽，在老混凝土5结构的底部(即迎水侧)开凿出一个楔形缺口，在新混凝土6、老混凝土5接口处预留出止水凹槽；

步骤二：基底防水层1施工：在楔形缺口内施工上层混凝土垫层11、下层混凝土垫层11、铺贴防水卷材12及基底止水带13；新铺设的防水卷材12需搭接在原有防水层的卷材之上，并做好卷材接头粘结；

步骤三：中部防水层3施工：在梯形槽内浇筑高性能的自密实混凝土31，并在其中安装中埋式止水带32；中埋式止水带32端头包裹厚度为10mm的遇水膨胀腻子块，腻子块超过钢边止水带端部5mm。中埋式止水带32采用柳钉来进行搭接，搭接长度要不小于100mm，且被搭接的两块钢板间要夹有1.5mm厚的丁基橡胶腻子。

步骤四：在老混凝土5与新混凝土6连接的侧面施工混凝土接缝自防水层2；混凝土接缝自防水层2施工包括以下步骤：

①基体清理：将老混凝土5断面进行喷砂或高压水枪凿毛处理，以增强混凝土连接界面的粗糙程度；

②基体饱水处理：用喷淋装置对老混凝土5断面进行喷淋24h，使老混凝土5表面处于饱水状态，随后将表面自然晾干；

③界面剂处理：在新混凝土6浇筑之前，在连接界面涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料或同新混凝土6相同配合比且掺有10％U型膨胀剂的水泥净浆，其涂层厚度控制在0.5mm～1.5mm。

步骤五：遇水膨胀止水条4施工：在止水条4预留的止水凹槽处粘结止水条4；止水条4截面为20mm*30mm，距离混凝土背水面10～15cm。

步骤六：浇筑新混凝土6，完成四道抗渗止水防线的封闭。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。