地下防水工程之结构自防水施工

摘　要：地下工程防水设计应避免单一式，尽量采用复合式防水设计，对于施工缝、后浇带、变形缝，应根据不同防水等级选用不同的防水措施。

关键词：地下工程、结构自防水施工、后浇带、施工缝、变形缝
　　一、地下防水工程主体结构自防水施工
　　1、地下主体结构材料强度设计
　　地下工程特别是兼做人防工程的地下工程，其顶、底板多为大体积混凝土。混凝土设计强度越高，水泥用量就越大，必然造成混凝土水化热过高，当混凝土内外温差超过 30 ℃ 时，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。因此，大体积混凝土强度等级宜在 C20～C35范围内选用，兼做人防工程时可适当提高，但应控制在 C40左右 ,避免设计上 “ 强度越高越好 ”的错误观念。在混凝土的材料选择方面，水泥应优先采用水化热低的矿渣水泥配置大体积混凝土，用量控制在 380 kg/m3以内; 采用 5 mm～40mm颗粒级配的石子和中、粗砂，控制含泥量小于 115%;且配置的混凝土抗渗等级应在 P6以上。
　　2、钢筋布置
　　由于地下工程多为双向双面配筋，除满足结构应力外 ,还承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝的开展。因此，上下钢筋的布置应尽可能采用小直径、小间距。普通地下工程主筋采用直径 14 mm～ 20 mm的钢筋和 100 mm～150 mm间距比较合适，构造筋直径宜为 10 mm～14 mm,间距 100 mm～150 mm, 作为人防地下室时钢筋直径可适当提高。由于人防地下室需要设置大量的拉结筋钢筋，如果不能很好地控制其保护层厚度，势必形成一定数量的渗水通道。这就要求在设置拉接筋时，采用 “梅花形 ”布置、尽量少而精 (用 <6或 <8钢筋 ) ; 双面配筋要采用统一的模数确定钢筋间距，保证双面钢筋交叉点连线垂直于钢筋网; 尽量在拉结筋中间焊接止水环; 必须严格保证混凝土迎水面 50 mm的钢筋保护层厚度。
　　3、严格控制混凝土中的碱含量
　　混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与混凝土集料 (砂石 ) 中的碱活性矿物成分在混凝土固化后缓慢发生化学反应，产生的胶凝物质因吸收水份后发生膨胀，最终导致混凝土从内向外延伸开裂和损毁的现象。混凝土碱含量是指来自水泥、化学外加剂和矿粉掺合料中游离钾、钠离子量之和。碱活性集料配制混凝土，其混凝土含碱量不超过 3 kg / m3。地下室工程用混凝土，应当首先考虑使用 B种低碱活性集料以及优选低碱水泥(碱含当量 016%以下 )、掺加矿粉掺合料及低碱、无碱外加剂。
　　4、根据使用要求掺入钢纤维或合成纤维
　　防水混凝土要起到防水作用，除混凝土本身具有较高的密实性、抗渗性以外，还要求混凝土施工完后不开裂 ,特别是不能产生贯穿裂缝。为防止或减少混凝土裂缝的产生，在配制混凝土时，加入一定量的钢纤维或合成纤维 ,可有效提高混凝土的抗裂性，对控制混凝土裂缝的开展效果更佳，近年来的工程实践已证明了这一点。
　　5、使用水泥基渗透结晶型防水材料
　　水泥基渗透结晶型防水材料是以普通硅酸盐水泥、石英砂等为基材，掺人特殊的活性化学物质 (一种催化剂 )制成的一种粉状材料。根据分析，硬化后的混凝土，由晶体、胶体、未完全水化的水泥颗粒、游离水分及气孔组成不均质的结构体。水泥在水化反应过程中，有
                                                                             
　　作者简介：谢湘赞（1981.9.13-）湖南城建职业技术学院土木工程系教师、工程师。
1 /3的水泥水化反应了，有 1 /3是半水化状态，有 1 /3完全没有水化。水泥基渗透结晶型材料的催化剂，利用混凝土结构的多孔性，以水作为载体进入 (渗入 ) 混凝土结构里，遇水就促使尚未完全水化的水泥继续进行水化反应。这些催化剂渗入到混凝土的内部产生的结晶与混凝土结合形成一个整体，因此提高了混凝土结构的密实度和强度。它和混凝土的膨胀系数是一致的，不易产生裂缝，产生裂缝又可以自愈，所以能承受强水压，它的防水作用是永久的。同时，它不阻挡混凝土的呼吸。
　　水泥基渗透结晶型防水材料适宜在潮湿的基面上施工。催化剂在潮湿的基面上，利用混凝土结构的多孔性，通过毛细管现象，并运用它的 “ 亲水性 ”本领，以水作载体渗入到混凝土结构里，一直到达混凝土内有裂缝和渗漏的地方。在那里遇水后，促使水和尚未水化的水泥继续水化反应产生结晶，修复混凝土的缺陷和裂缝，从而把水堵住，达到防水的目的，提高混凝土的自防水能力。因为它有以上的特点，所以无论在迎水面或背水面施工，只要有一个能使催化剂可以渗透的环境和机会，它就可以发挥它的防水功能。因此，它是一种在背水面施工极好的材料。
　　二、后浇带、施工缝、变形缝等节点施工质量控制
　　后浇带、施工缝、变形缝和其他 (例如穿墙孔、 阴角部位等 )构造节点的设计在地下工程防水设计中占有重要的位置，同时也是防水薄弱环节，在设计中应尽量不设或少设。
　　(1) 长期以来就有 “ 十缝九漏 ”的说法，虽然有些夸张，却也充分暴露出变形缝防水存在的问题。解决这一问题，除了解决变形缝的防水问题外，尽量减少变形缝的设置也是减少这一现象的有效途径。变形缝的渗漏问题是地下车库的通病之一，已越来越受到工程界的重视，解决好它们的防水设计是铲除这一病害的根本。十缝九漏，究其原因，除变形缝防水施工难度较大外，防水设计中的单一防线也是原因之一，这就要求工程设计人员在变形缝的防水处理上加强重视，变单一式的防水设计为复合式防水设计。目前，应用最广的复合式防水设计有中埋式止水带与外贴防水层复合使用; 中埋式止水带与遇水膨胀橡胶条、嵌缝材料复合使用; 中埋式止水带与可卸式止水带复合使用。
　　(2) 关于施工缝的防水设计，传统的凹缝、凸缝、阶梯缝、钢板 (橡胶 )止水带，其原理都是延长渗水线路，等于加大了混凝土的厚度。这一原理除本身不完善外，施工起来也不好处理，因此不再提倡单独使用。建议采用外贴式止水带与中埋钢板 (橡胶 ) 复合使用，其中以遇水膨胀胶条或腻子条与中埋钢板 (橡胶 ) 复合使用最佳，但在防护结构中宜采用钢板，以确保工程的防护效果。
　　(3) 穿墙管、线、螺栓宜采用止水环与遇水膨胀腻子条复合使用，且应采取防止转动的措施，如将止水环平面外形改为非圆形。
　　后浇带、施工缝、变形缝等在隐蔽验收时，应摄取影像资料，使存在的问题不易被掩盖。在编制施工方案、监理细则时，应具体明确拍照部位，图像应重点反映相关部位的清理、安装情况，有效地制约人为因素的忽视，督促保证质量。
　　三、结语
　　总之，地下工程防水设计应避免单一式，尽量采用复合式防水设计，对于施工缝、后浇带、变形缝，应根据不同防水等级选用不同的防水措施。防水等级越高，拟采用的措施越多，一方面是为了解决目前缝隙渗漏率高的状况，另一方面是由于缝的工程量相对于结构主体来说要小得多，采用多种措施也能做到精心施工，容易保证工程质量。
　　
　　参考文献:
　　[ 1 ]　G B 50108 - 2001,地下工程防水技术规范 [ S].
　　[ 2 ]　建筑施工手册 (第四版 ) [M ]. 北京:中国建筑工业出版社，2003.
　　[ 3 ]　建筑工程质量控制与验收 [M ]. 北京:中国建筑工业出版社，2003.