隨著城市的發(fā)展，優(yōu)美的環(huán)境日益成為生活的重點，最突出的表現就是景觀人工湖的日益增多，這些需要我們進一步發(fā)展防滲技術及對生態(tài)環(huán)境的保護，使之能達到社會效益和生態(tài)效益的有機結合。
一．膨潤土及其特性
膨潤土(Bentonite)是火山噴發(fā)后火山灰的沉積物，受到凝灰?guī)r的積累作用或者玻璃巖的熱水作用而形成的一種天然無機粘土礦物，是經過億萬年天然形成的，學名叫蒙脫石(Montmorillonite)。膨潤土的基本性能取決于蒙脫石的礦物特性，一般具有良好的粘結性、膨脹性、膠體分散性、懸浮性、吸附性、催化活性、變性和陽離子交換性能等等。天然鈉基膨潤土更具有以下特點：
1、高膨脹性
膨潤土的膨脹力特強，其原因是膨潤土具有物理化學性強，結合水的能力強等特性，通常在與水接觸24h開始水化，膨脹4-5倍，48h水化完成，變成原來顆粒體積的10-15倍甚至30倍的膠凝體。
2、低滲透性
在一定的局限力的作用下，膨潤土水化形成的膠凝體像一堵墻，能阻止其他水分滲入，其滲透系數可減至1×10—9cm／s，接近滴水不漏。
3、自愈修補功能
在一定的局限力的作用下，膨潤土遇水膨脹能夠有效地填補搭接縫、釘孔及混凝土的孔隙，形成致密、連續(xù)的膠凝體防水層。
二．膨潤土防水體系及其特點
CETCO的膨潤土襯砌GCL(Geosynthetic Clay Liner)主要由鈉基膨潤土，加上兩層土工織物(一層有紡土工布、一層無紡土工布)包裹，加以專利針織加固而成。主要應用于垃圾填埋場防滲、渠道工程、隧洞襯砌、水庫和景觀人工湖等。
GCL的特點
l、GeL是環(huán)保型材料
由于材料的組成成分膨潤土是一種天然粘土礦物，不會對周圍環(huán)境產生任何污染，所以它是完全的環(huán)保材料。
2、良好的防滲耐久性
首先，因為膨潤土是一種天然粘土礦物，不存在老化問題；其次，它同時也是無機物，不會受到地下任何物質的侵蝕；最后，它遇水膨脹的過程是可逆的，干濕循環(huán)不影響它的防水效果。
3、施工簡便
a．可直接安裝在夯實的土層上。
b．在低溫下(如一32℃)可正常施工并發(fā)揮防水效果。
C．無須專業(yè)防水施工人員從事安裝作業(yè)。
d． 對于穿墻管線、地下樁頭等穿過防滲層的部位處理簡便。
4、具有自愈修補裂隙的功能
工程施工條件復雜，許多防水材料在施工過程中容易被扎破、穿孔，而失去防水效果，但GCL卻能適應這種施工條件，這是由于鈉基膨潤土具有獨有的高膨脹性，使其能修補細小的裂隙空隙。所以，對于施工過程中，由于意外原因而對材料產生的微小損壞，不會對材料的防水效果產生根本的影響。這也是GCL可用鋼釘固定的原因。
5、能適應基面的自然沉降
由于材料是自然搭接，所以材料的延展性及適應基礎沉降的能力，要比粘接和焊接施工強。
配套輔助材料：
膨潤土防水漿(BENTOSEAL)：鈉基膨潤土和高分子材料合成，漿狀膨潤土，用于防水補強。
膨潤土防水粉(wATERsTOPPAGE)：顆粒狀鈉基膨潤土，一般用于防水補強。
三，GCL在人工湖的施工細則
l、鋪設GCL前，必須檢查地基是否夯實，壓實度>85％；地基土不可以是大顆粒土或礫石(此種情況下建議用粘土或中細砂找平)；地基表面必須平滑，沒有可能損壞膨潤土毯的異物；另外，大于12ram的地面凸起也要鏟碎或壓實。
2、建議鋪設GCL時呈品字形排列，搭接處盡量錯開。
3、GCL搭接寬度至少是30cm，搭接處應添撒膨潤土粉以起到增強搭接的作用。
4、GCL應當平鋪在地面上，不能有彎曲或褶皺，以免影響防滲效果。
5、如果是用施工機械鋪設GCL，建議施工機械倒著走，要避免大而重的機械直接在GCL之上碾壓。
6、坡岸上GEL的末端應采用錨固溝的方式進行錨固。
7、當遇到貫穿結構時，應在其四周勻撒膨潤土防水粉；然后鋪設GCL時，應根據貫穿結構尺寸套裝GCL，最后用膨潤土防水漿封閉。
8、GCL不能在有積水或下雨時施工。
四、具體工程實例
怡海花園人工湖位于北京南四環(huán)西路花鄉(xiāng)橋西怡?；▓@內，該項目由人工湖與其相連的河套所構成，河套的墊層為細石混凝土墊層駁岸為磚砌駁岸．人工湖的湖底黏土夯實，駁岸是黏土夯實與磚砌駁岸，占地4000平米，該工程于2004年4月施工，工程竣工后經過嚴格檢查，防水質量優(yōu)良，受到業(yè)主好評。
怡海花園人工湖設計原則是：既要防止地下水壓力對防水層的破壞，又要隔絕來自地下水和人工湖自來水(雨水)的滲透。并根據GCL能適應軟土地基不均勻沉降的特點，注意節(jié)點部位的加強處理，使防水層達到整體、連續(xù)、封閉和持久的效果。
下面具體介紹節(jié)點處理方法，首先平面GCL搭接寬度為30cm，并在搭接縫處勻撒5ram厚的膨潤土防水粉進行防水補強，這樣就能夠保證搭接部位防水效果，使湖底平面防水毯成為一個整體；其次人工湖中有管線、柱子等穿透物，對此我們統(tǒng)一的做法是先沿平面上的管線、柱子的邊緣勻撤防水粉，根據管線、柱子的尺寸割開GCL套裝管線或柱子上，最后用膨潤土防水漿封閉，這樣就不會破壞GCL的整體性；最后GCL甩頭的保護，用塑料布反包，反包的寬度在50公分，用水泥砂漿覆蓋，新舊GCL搭接處的處理，滿足搭接30公分，在搭接部位撒1公分厚的防水粉。
五、總結
膨潤土防水技術最早在上世紀八十年代由國外的工程公司和設計師事務所引入國內，在九十年代開始有香港公司通過代理方式在國內推廣，到了本世紀初，美國CETCO(America Colloid Environmental Technologies Company)在國內開設工廠，標志著這一國際領先的防水技術開始全面進入國內。近幾年，經過設計院、工程公司和一些業(yè)主的不斷努力，膨潤土防水產品在許多領域已經開始使用，并逐漸展露出自己獨特的優(yōu)勢。
GCL技術指標
性質測試方法測試頻率技術指標
(Material Property) (Test Method) (Test Frequency) (Certified Properties)
膨潤土膨脹指標
Bentonite Swell Index
ASTM D 5890 1／50噸24ml／29(最少)
膨潤土水分流失
BentoniteMLoss
ASnⅥD 5891 1／50噸18ml(最多)
織物土工布質量／面積
Woven Geotextile Mass／Area
ASnⅥD 5261 4．00噼1059／m2
無紡土工布質量／面積
Non-woven Geotextile Mass／Area
A研卟伍D 5261 4．000nf 1809／m2
膨潤土防漏毯質量／面積
AS兀ⅥD 5993 4，000m2 4．5kg／m2
BENTOM A T Mass／Area
膨潤土防漏毯抗拉強度
ASTM D 4632 20，000in2 500N
GCL Grab Strength
膨潤土防漏毯抗剝強度
ASTM D 4632 4，000m2 15 lbs(65N)
GCL Peel Strength
膨潤土防漏毯流量指標
GCL Index Flux
ASnvI D 5887 每周1×10-‰m3／mZ／sec
膨潤土防漏毯透水系數
ASn正D 5887 每周5×10-nm／sec
GCL Permeability
膨潤土防漏毯含水內剪強度
GCL Hydrated A洲D 5321 經常500 psf(24kPa)
(代表值)
Internal Shear Strength
