【摘要】膨润土防水毯（GCL）是一种专门用于废弃物填埋场、地下基础设施建设等工程中的防渗材料。膨润土防水毯为天然无机材料，对人体无害无毒，对环境基本上没有影响，具有良好的环保性能。
　　【关键词】膨润土防水毯防渗漏 土工合成材料施工
　　
　　1材料简介
　　1.1材料组成
　　膨润土防水毯（GCL）是一种新型土工合成材料。它是经过特殊的工艺及设备，把膨润土颗粒固定在有纺土工布和无纺土工布之间，将上层的非织布纤维通过膨润土颗粒、经特殊的工艺和设备用专门的方法连结在下层的织布上做成的。膨润土颗粒是由经过科学合理级配的天然钠基膨润土颗粒（见图1）和相应的外加剂均匀混合而成的，这种方法做成的防水毯中膨润土颗粒不是单纯地顺序向一个方向流动，因此能在全范围内形成均匀的防水层（见图2），制成膨润土防水毯后，既具有土工材料的所有特性，又具有优异的防水（渗）性能，能广泛地适用于各种施工条件的防水防渗工程。
　　
　　图1钠基膨润土图
　　
　　图2膨润毯细部结构图
　　1.2防水机理：
　　由于膨润土防水毯（GCL）有着其特殊的结构和独特的加工工艺，所以其防水性能也有着其与普通防水材料不同的地方。它的防渗（水）性能主要是依靠中间的膨润土颗粒层具有很大的遇水膨胀特性，使之在遇到水体入侵时，体积迅速膨胀，由于膨润土是固定在两层土工布之间，加之在铺设安装完成后上面覆盖层的压力作用下，迫使其只能横向膨胀，在添加剂作用下使膨润土从无序变为有序的膨胀，持续的吸水膨胀结果是让膨润土层自身达到密实形成均匀的高密度胶体层，高密度胶体层具有很好的斥水性能，抗渗静水压可达到1.0MPa以上，其渗透系数为5.0×10-11m/s以下，并充满整个空间，一些膨润土颗粒在足够大的压力作用下可直接进入周围土体的细小裂隙及混凝土结构的细小裂隙中遇水膨胀，进一步保证了地下工程防水抗渗性能，从而达到防止水体通过的目的。
　　1.3材料特性：
　　（1）膨润土防水毯（GCL）的主要原材膨润土是天然无机材料，不会发生老化反应，耐久性好、无毒、无腐蚀，是一种绿色环保材料。
　　（2）因钠基膨润土颗粒通过专用设备与非织造土工布、编织纤维充分压合，抗渗静水压最大可达到1.0MPa以上渗透系数为5.0×10-11m/s，可对漏水点通过膨润土的迁移自行修补愈合，故此具有优异的防水防渗性能，且止水性强，抗冲刷。
　　（3）具有土工布材料的全部特性且优于其他防水材料，如分离、加固、防护、过滤等，施工简便且不受施工环境温度的限制，0℃以下也可施工。施工时只需将GCL防水毯平铺在地上，立面或斜面施工时，用钉子和垫圈将其固定，并按要求搭接即可。
　　（4）施工简便、省工省料，无须胶粘或热敷，无须别的安装设备，基层处理要求低，可直接在潮湿的基面上铺贴，确保工程进度。容易修补，即使在防水（渗）施工结束以后，如防水层发生意外破损，只要对破损的部位加以简单的修补，就可重新获得完美如初的防水性能。
　　（5）性能价格比相对较高，适用范围广，可广泛应用于地下室、垃圾卫生填埋场、地铁、水池、引水渠道、人工湖等的防渗、密封和隔离。
　　（6）产品幅宽最大可达6m，与国际上土工布、土工膜的规格相匹配，大大提高了施工效率。
　　3施工工艺
　　3.1材料的选定：
　　根据使用环境不同，膨润土防水毯分为两种型号，其结构也不尽相同，Ⅰ型是GCL普通型（环境友好型），主要用于人工湖（河）、人造水景、垃圾填埋场、屋面、水池等普通基面的防渗处理，有无纺织物+防渗钠基膨润土+有纺织物针刺合成。Ⅱ型是GCL（滴水不漏型），主要用于水库、大坝、隧道、地铁、地下通道等各类地下建筑物及地下水源较丰富的水景工程中的防渗，由HDPE膜+无纺织物+防渗钠基膨润土+有纺织物针刺合成，即在针刺完成后与无纺织物上粘附一层HDPE膜。具体参数见表1：
　　表1Ⅰ型、Ⅱ型膨润土防水毯性能指标表
　　
　　
　　虽然两种防水毯的结构不一样，但其施工工艺基本相同。
　　3.2材料的运输与储存：
　　（1）防水毯和其辅助材料一般采用汽车运输到施工现场；
　　（2）卸货时一般采用铲车或吊车等机械设备协助人工卸货，或利用施工现场的地形将防水毯卸入现场存放地；
　　（3）对于不能立即使用的防水毯应选择适当的存放地点存放，防水毯的存放地应选择地势较高且距离施工地点较近的地方，存放时防水毯需架空存放防止受潮，建议一般离地不小于200mm；
　　（4）防水毯存放时可以叠放，但一般不要超过四层；
　　（5）露天堆放的防水毯用塑料布或苫布盖上并固定，防止覆盖物被风吹走，防水毯和其辅助材料严禁雨水渗入和浸泡；
　　（6）每天施工剩余的施工材料应妥善保管，避免被雨水淋湿和浸泡；
　　（7）配套的辅助材料也应该采取同样的保护措施，如果有条件应室内保存。
　　3.3膨润防水毯的铺设：
　　3.3.1施工前的准备
　　（1）基础层夯实度应在95%以上，夯实要均匀，密度达不到或不均匀可能造成基础局部沉降而影响长久效果；
　　（2）基础面清理必须符合设计要求，不能有石子、树根、垃圾等杂物；
　　（3）混凝土墙面必须经过打磨处理，要求表面平整，无缝；
　　（4）基础面应基本干燥，不能有明显积水；
　　（5）混凝土地面不能有污染危害物质，如有必须彻底清理干净；
　　（6）铺设防水毯的基础面高程应符合要求，在铺设前应符合基础面标高；
　　（7）施工前制订详细的施工计划，并对工人进行现场技术培训和交底；
　　（8）敷设面的质量检验和隐蔽验收，验收合格后方能进行防水毯的敷设。
　　3.3.2施工铺设
　　（1）膨润毯底部换填150mm壤土，平整压实，要求不含石块树枝等尖锐物；
　　（2）膨润毯上回填200mm壤土，边壁直角处以粘土回填成斜坡，压实后铺设膨润毯，平整压实后铺200g/m2无纺布；
　　（3）膨润毯与直墙拐角处设膨润毯加强层，上下铺设膨润土加强，膨润毯上沿作宽40mm厚1.0mm铁皮压条，用水泥钉固定；
　　（4）混凝土墙伸缩缝用聚硫密封膏灌缝，要求密实；
　　（5）膨润毯施工搭接采用平行搭接，毯面不可张拉过紧或褶皱，应适当放松并紧贴地面，其搭接长度短边不得小于500mm，长边不得小于300mm，二层重叠间要均匀撒上膨润土或涂抹膨润土胶泥（见图3）；
　　
　　图3膨润毯搭接施工图
　　（6）铺设进度应与回填土进度相配合，铺设后宜当天按设计要求回填200mm以上的壤土，并压实。
　　3.4施工质量验收
　　在QB01-03-2006中对膨润毯的施工的质量控制和验收程序做出了具体的要求，虽然该标准是针对北京奥林匹克公园中心区龙形水系工程的，但对其他工程也有一定的可借鉴性，具体如下：
　　（1）膨润土材料防水工程作为隐蔽工程进行质量验收；
　　（2）工程采用的膨润土防水毯，施工单位应对其外观、规格、型号和质量证明文件等进行验收，并经监理工程师检查认可，凡涉及结构耐久性和使用功能的，施工单位应进行检验，监理单位应按规定进行见证取样检验；
　　（3）各工序应按施工技术标准进行质量控制，每道工序完成后应进行检查并形成记录；
　　（4）工序之间应进行交接检验，上道工序应满足下道工序的施工条件和技术要求，相关专业工序之间的交接检验应经监理工程师检查认可，未经检查或经检查不合格的不得进行下道工序施工；
　　（5）膨润土材料防水工程施工质量应符合工程设计要求和本标准的规定，参加防水工程施工质量验收的各方人员应具备相应资格，验收均应在施工单位自行检查评定合格的基础上进行，隐蔽工程在隐蔽前应有施工单位通知监理单位进行验收，膨润土材料防水工程验收文件应按表2要求进行；
　　表2膨润土材料防水工程验收文件资料表
　　
　　
　　（6）防水毯主材及配套材料的质量必须符合设计要求，检验数量：同生产批号、同规格、同缴获状态的主材及配套材料，防水毯每12000m2为一检验批，不足也安一检验批计，施工单位每检验批检验一次，监理单位做30%的见证检验。检验方法为：检查产品出厂合格证、产品物理力学性能检测报告和现场抽样复检报告。
　　（7）膨润土材料防水工程的基面处理、防水毯铺设、防水毯保护层作为隐蔽工程进行质量验收，并要填写隐蔽工程验收记录和相关的质量验收记录表。
　　基面处理的检验数量为：基面碾压密实度2点/1000m2。基面标高2点/1000m2，施工单位全数检验，监理单位按施工单位检验数的30%作见证试验及10%作平行检验，检验方法为：观察、尺量检查、水准仪及环刀法检测。
　　防水毯铺设的检验数量：施工单位全数检验，监理单位按施工单位检验数的30%作平行检验。检验方法为：观察、尺量。
　　防水毯保护层的验收检验数量为：基面碾压密实度2点/1000m2。基面标高2点/1000m2，施工单位全数检验，监理单位按施工单位检验数的30%作见证试验及10%作平行检验。检验法方为：观察、尺量检查、水准仪及环刀法检测。
　　3.5膨润土防水毯的成品保护及施工注意事项
　　3.5.1成品保护
　　（1）膨润土防水毯铺设完毕后应及时铺设土工膜，以避免承受风雨的侵蚀；
　　（2）膨润土防水毯铺设完毕后如不能及时铺设土工膜则应该用彩条布或薄膜覆盖，以避免承受风雨的侵蚀；膨润土防水毯铺设完毕后应避免车辆碾压和其他异物损坏；
　　（3）施工完毕后的膨润土垫上不得有泥块、污物、杂物等可能损坏防渗层的异物存在。
　　3.5.2注意事项
　　（1）防水膨润毯必须平行搭接，并且保证搭接长度；
　　（2）与防水毯接触部位的回填土夯实必须达到密度要求；
　　（3）在铺设中，如遇防水毯发生破损，应用大于破损口周边300cm的防水毯覆盖在上面再作固定处理；
　　（4）在铺设时如遇大雨，应用塑料布等防雨材料迅速遮盖，并解决周边排水，以防雨淋水泡；
　　（5）铺设时严禁有明火或烟头置于防水毯任何一面上；
　　（6）完成膨润毯铺设后，如发生漏水无法接近时，则以注入树脂方式或化学膜灌浆方式来补漏，在补漏前提出完整资料，在工程师核准后才能实施补漏；
　　（7）完成铺设后的单元应做好保护工作，在下道工序施工时应避免大型机械直接碾压等有可能对膨润毯有伤害的工作进行。
　　（8）膨润毯铺设完成后要及时进行保护层封闭，如回填、砌筑等，在封闭前必须经质量检验或监理人员检查合格后方能再进行下道工序，一般检查要求包括如下检查项目：
　　1）检查搭接、铺设、固定那个是否符合要求；
　　2）破损和修补的部位是否符合要求；
　　3）贯通物处的施工是否符合要求。
　　4膨润防水毯敷设完工后的防水活化
　　膨润防水毯敷设完工后，再次清理现场，不留杂物，首次放水应用洁净的水活化膨润土至少48h以上，并不得放入含有害物质的水或污水进入。
　　5膨润土防水毯相对于其他防水产品的优缺点
　　（1）无需在混凝土施工基面作任何前期处理，并且可以安装在夯实的土层上。
　　（2）免底油，即使在潮湿与有灰尘的混凝土面上亦无需底油。
　　（3）安装简便只需相互间搭接，并可用钢钉和垫片等固定，无需特殊技术。
　　（4）自动修补裂缝钠质膨润土独有的膨胀性能，可以自动修补混凝土中细小的裂缝和空隙。
　　（5）不受天气限制能安装在潮湿的混凝土面，不受冷热气温影响（可在-30℃下施工），减少工程延误。
　　（6）永久性防水膨润土是天然矿物，因此不会变质，往往比建筑物更耐久，更不会造成对环境污染。
　　（7）膨润土防水毯的单位重量大于其它防水材料，在铺设安装上不如其他防水材料轻便。
　　6一点心得
　　通过此次施工，总结出防水膨润毯施工时除了按照前边所述施工外还应特别注意以下几点：
　　1、材料存放，应严格防止材料被雨淋、水泡，以保证膨润毯在铺设安装后最大限度的膨胀，从而达到防水防渗的效果；
　　2、铺设后一定要让防水毯在一个强度足够大的合适的有限空间内工作；
　　3、一定要注意防水毯收边处的局部处理，否则容易局部漏（渗）水；下面介绍几种典型的做法：
　　（1）与混凝土墙接合处收边示意见图4
　　
　　图4与混凝土墙接合处收边示意见图
　　（2）与土坡岸处收边示意见图5
　　
　　图5土坡岸处收边示意图
　　
　　
　　（3）驳岸处收边示意见图6
　　
　　图6驳岸处收边示意图
　　（4）贯穿物的局部处理见图7；
　　
　　图7贯穿物的局部处理图
　　这里举出的只是工程当中常见的一些局部边角处理方法，方法不是唯一的，但目的是在规范允许范围内省工省料的把这些容易出问题的局部细节处理好，不要在这些地方形成渗漏点，最终达到良好的防水防渗的效果。
　　参考文献：
　　北京奥林匹克公园中心区龙形水系膨润土防水材料工程施工质量验收标准（QB01-03-2006）；
　　JG/T193-2006钠基膨润土防水毯；
　　《新型建筑材料》2004年01期（祝和权膨润土防水毯的研制及其在垃圾填埋场中的应用）；
　　《江西建材》2005年3期（陈彤 黄琦新型防水产品——膨润土防水毯）；
　　《科学大众科学教育2008年8期》（马志敏膨润土防水毯在渠道防渗工程中的应用）。