浅谈地下工程防水问题及措施

1、浅谈地下工程防水问题及措施浅谈地下工程防水问题及措施摘要: 地下工程的增多, 防水问题越来越引起人们的重视" 而地下防水成功与否, 不仅是建筑物使用功能的基本要求, 而且在一定程度上影响建筑物的结构安全和使用寿命, 同时还可以节约投资, 降低工程成本减少维修"本文主要针对地下工程的防水问题, 从设计, 施工, 材料的使用以及在使用的过程中进行维护等方面做一个较为概括性的阐述"：阐述了地下工程防水设计中应注意的几个问题，包括防水设计深度、膨胀剂的选用和掺量、柔性防水层的选用等。关键词：地下工程；防水设计；膨胀剂；柔性,防水措施; 防水问题地下工程在建造投入使用以及对

2、其进行维护的过程中, 都会出现一些问题"地下工程的结构渗水就是一种较为常见的问题, 特别是在大规模的地下结构工程中出现的结构病害,这种长期的渗漏会腐蚀建筑物混凝土中的钢筋结构, 因此必然会影响到建筑混凝土结构的使用安全及其使用寿命"。所以, 地下工程防水对于设计者和建造者来说就显得尤为重要"。一 地下工程防水的重要性随着城市基建的不断发展, 地下工程的建造和使用大大地提高了土地使用的利用率"但是, 随之而来的是地下工程的防水问题"地下工程防水是整个工程质量的一项重内容, 由于地下工程结构渗漏水对人们的生活以及对建筑物的使用造成的影响和危害屡见不

3、鲜"地下工程的渗漏水, 与地下的水位!地下岩体结构形式!地层渗透性以及混凝土的材质与厚度等因素有关"地下工程的防水性性能不易被直接进行观测和定量检验, 而且环境等外部状况又复杂多变, 因此, 地下工程周围的环境对防水材料所造成的不利因素也难以被确定"所以,在地下工程的建造过程中想要使地下工程真正达到防水的目的, 就要充分考虑到设计, 建造, 以及对防水材料的正确使用等问题"。二 地下工程防水所面临的问题(1) 防水层质量不过关"这主要是材料方面和施工方面的原因阅, 也有设计方面的问题"若材料在生产!运输!储藏的过程中产生偏差造成的则属

4、于质量问题“因此, 在材料的选择上, 要注意鉴别材料的性能能否满足防水使用年限的要求, 材料是否能满足质量控制的要求"而施工方面的问题则涉及到整个地下工程的设计过程和建造过程, 一般来说, 在设计地下工程的时侯, 应严格按照防水工程的相关设计规范进行设计, 降低施工过程中的返工和对结构的破坏"在施工的时候要能够确保防水混凝土的质量”(2 )地下工程自身的结构变异" 由于整个地下工程长期处于较为复杂的环境中, 在此期间会对整个结构产生影响, 导致结构变异的因素诸多, 一旦变异发生, 结构会出现诸如变形!开裂!移位!混凝土剥落等现象, 从而导致防水体系失效"

5、例如, 围岩的流动性会致使后期的围岩应力在长期的调整过程挤压防水板, 导致地下工程造成防水层失效" 四季交替以及较大的温差, 会使得结构面临强烈的冻胀力, 使结构产生开裂!移位!变形等现象, 这也会造成地下工程防水失效"(3) 自然因素和外部环境的影响"如被腐蚀性介质的破坏, 微生物的腐蚀, 力场作用力的破坏和大气环境以及时间的作用所导致的高分子有机材料的降解等"除了这些影响, 地下工程还随时面临着地下围岩和衬砌结构长期的相互作用所产生的挤压!变形等因素对防水体系产生的损害作用闭"(4 )来自使用不当, 维护和管理的原因" 当排水系统

6、出现堵塞!排流不畅等情况时, 若维护不善, 将会致使水压长期积累, 从而引起结构的开裂, 破坏地下工程防水系统" 在较为严寒的地区, 由冰冻所产生的冻胀力是导致地下工程结构开裂,造成排水管堵塞和破裂的重要原因, 因此对地下工程的进行维修和养护是十分有必要的"。从以下三个方面讨论防水设计问题：1 关于防水设计的深度问题地下工程防水技术规范规定“地下工程必须进行防水设计， 防水设计必须定级准确、方案可靠、施工简便、经济合理”，同时用强制条文的形式规定，地下工程防水设计必须包括以下5条内容：（1）防水等级和设防要求；（2）防水混凝土的抗渗等级和其他技术指标，质量保证措施；（3）其

7、他防水层选用的材料及其技术指标，质量保证措施；（4）工程细部构造的防水措施，选用材料其技术指标，质量保证措施；（5）工程的防排水系统，地面挡水、截水系统及工程各种洞口的防倒灌措施。这就给地下工程防水设计提出了很高的要求，也就是说，地下工程的施工图文件中必须包括防水设计，而且设计必须有相当的深度，能够具体操作且能够保证质量。2 关于柔性防水层问题地下工程的柔性防水层是一个非常值得探讨的问题。首先谈一谈是否有必要保留柔性防水层的问题。地下工程防水技术规范规定，防水等级在二级以上的明挖地下工程防水设防为两道，一道为防水混凝土，另一道为防水砂浆、防水卷材、防水涂料、塑料防水板、金属板中的一种。大部分工

8、程都选择防水卷材或防水涂料，即柔性防水层。但在实践中，由于补偿收缩混凝土和加强带技术的大量应用，有很大一部分工程去掉了柔性防水层，认为仅靠结构自防水完全能够达到规定的抗渗等级，因此，是不是需要保留柔性防水层的问题经常引起争论。就笔者的经验而言，补偿收缩混凝土从理论上讲完全可以达到抗渗的要求，在实践中也有非常多的成功例子; 但是应该看到，补偿收缩混凝土要想达到理论的标准是非常困难的，因为它受到膨胀剂的质量、膨胀剂添加量的准确程度、混凝土搅拌的质量、养护效果等多方面制约，使用了补偿收缩混凝土后依旧产生裂缝的工程也比比皆是，因此，从确保工程防水质量的角度看，柔性防水层还是应该保留的。3 关于膨胀剂问

9、题目前，地下工程中90%以上的混凝土采用添加膨胀剂的补偿收缩混凝土。关于膨胀剂，第一个问题是膨胀剂的选用。如同前面提到的，许多施工图中只是注明添加膨胀剂，但对膨胀剂的类型并没有要求。其实，膨胀剂在我国主要有三类：硫铝酸钙类，硫铝酸钙类。这些膨胀剂种类不一样，成分不一样，使用条件也不一样。如氧化钙类膨胀剂，其主要成分氧化钙, 水化后会生成氢氧化钙，虽然可以产生膨胀，但氢氧化钙在水中容易溶解，很不稳定，如果用于地下工程就很容易出现质量事故。因此，工程设计中指明膨胀剂的类型是很有必要的。第二个问题是膨胀剂的掺量。在大部分施工图说明中，膨胀剂的掺量一般要求由厂家提供，也有的规定为水泥（或胶体）用量的某

10、个百分比，这种表示方法是很值得商榷的。众所周知，膨胀剂的主要功能是补偿混凝土硬化过程中的干缩和冷缩，避免混凝土的开裂，所以，添加膨胀剂的混凝土又称为补偿收缩混凝土。混凝土的收缩是受工程的平面布局、结构形式、结构厚度、水泥品种、混凝土等级、是否设有后浇带或加强带等等众多因素影响的，在这种情况下，每个工程中膨胀剂的掺量都是一个相同的百分比是不科学的。从另一个角度来说，由于原材料、工艺等原因，不同企业生产的同一类膨胀剂的性能不可能完全相同， 即便是同一厂家生产的产品，也有一定的质量波动，从这一方面来说，膨胀剂掺量按百分比标注也是不严谨的。正确的做法是，设计单位应根据混凝土外加剂应用技术规范的规定，在

11、施工图中明确标注混凝土的限制膨胀率。限制膨胀率应是设计单位根据工程的平面布局、结构形式、水泥种类、混凝土等级、后浇带或加强带设计情况等各方面的情况综合计算出来的。混凝土外加剂应用技术规范规定补偿收缩混凝土水中养护的限制三 如何解决防水问题地下工程防水体系的建造对整个地下工程来说十分重要"因此, 如何正确并且行之有效地解决防水问题将成为设计者和建造者们所要关心的首要问题"在设计和建造的过程中, 想要使得整个地下工程拥有一个完整合理的地下防水体系, 应该注意以下4 点:3 . 1 合理确定防水等级能够根据地下工程所处的环境等综合因素, 合理地确定该地下工程的防水等级是做好地下工

12、程防水工作的第一步"一般来说, 从防水工程的重要性来看, 可以将防水工程的防水等级分为4 个级别：1 级 不允许渗水，结构表面无湿渍；2 级 不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，工业与民用建筑：湿渍总面积不大于总防水面积的1，单个湿渍面积不大于0.1m2，任意100 m2防水面积不超过一处，其他地下工程：湿渍总面积不大于防水面积的6，单个湿渍面积不大于0.2 m2，任意100 m2防水面积不超过4处；3 级 有少量漏水点，不得有线流和漏泥砂，单个湿渍面积不大于0.3 m2，单个漏水点的漏水量不大于2.5L/d，任意100 m2防水面积不超过7处；4 级 有漏水点，不得有线流和漏泥砂。整

13、个工程平均漏水量不大于2L/ m2.d，任意100 m2防水面积的平均漏水量不大于4L/ m2.d因此, 要着重分析会影响混凝土防水效果的诸多因素, 并对其采取相应的预防和补偿措施, 尽力改善混凝土本身对抗渗能力的缺陷, 减少防水失效以及返工率"3 .23 .2 合理选择防水材料主体结构所使用的材料的强度将直接影响到防水工程的质量, 若材料选择不当, 会给整个地下工程的投人使用和维护带来诸多麻烦, 新型防水材料和技术的不断涌现, 为防水材料和施工方法的选择提供了有利的条件和空间, 但也使选择增加了难度"选择防水材料与技术时, 应坚持先检验试验, 再采用的原则"在设

14、计地下工程时, 应该明确防水材质的选择,因为材料的选择对于防水体系能否起到防水作用是最为关键的 "生产厂家和施工单位应该严格按照标准来执行, 力求做到杜绝不合格的产品在施工过程中使用"防水混凝土是以调整混凝土的配合比!掺外加剂或使用新品种水泥等方法提高自身密实性!憎水性和抗渗能力, 使其满足抗渗压力大于0.6 M P a 的不透性混凝土"防水混凝土一般分为普通防水混凝土!外加剂防水混凝土和膨胀水泥防混凝土3 类"普通防水混凝土最高抗渗压力大于3 M P a "特点:施工简便, 材料广泛, 适用于一般工业!民用建筑及公共建筑的地下防水工程;外加剂

15、防水混凝土有引气剂防水混凝土!减水剂防水混凝土!三乙醇胺防水混凝土和氯化铁防水混凝土等;膨胀水泥防水混凝土最高抗渗压力大于3 .6 M P a "特点:密实性好, 抗裂性好, 适用于地下工程地上防水构筑物!山洞!非金属油罐和主要工程的后浇缝"防水砂浆防水层一般为防水抹面, 是通过严格的操作技术或掺人适量的防水剂!高分子聚合物等材料, 提高砂浆的密实性以达到抗渗防水的目的的一防水材料, 防水砂浆掺人的防水剂有氯丁胶乳!天然胶乳!丙烯酸醋乳液等8j "水泥砂浆防水适用于结构刚度较大, 建筑物变形小, 埋深不大, 对抗渗要求相对较低的工程"不适用于处于侵蚀性介

16、质中及环境温度大于10 e 的工程"为了克服防水砂浆及防水混凝土刚性防水工程容易开裂!拉伸强度小等缺点, 还需采用柔韧性和较大延伸率的防水材料如防水卷材!有机防水涂料做附加防水层"防水卷材是在地下工程围护结构的迎水面上粘贴防水卷材, 起到防水效果的一种防水做法, 防水卷材以改良沥青防水卷材和高分子聚合物防水卷材为主"使用防水卷材做地下工程防水, 当施工至转角和特殊部位时, 应增贴1一2 层附加层, 外贴法平立面交接处应交叉搭接, 内贴法应先立面后贴平面, 铺贴立面时误码先转角, 后辅大面"涂膜防水材料就是直接将防水涂料涂测在建筑物的表面上, 利用涂膜的憎

17、水性及封闭建筑表面的孔隙来达到防水效果, 根据材料特性分水溶乳型!溶剂型!反应型3 大类l0 2"常用的有普通乳沥青!再生胶沥青!阴离子合成胶沥青及水泥基渗透结晶型防水材料等"水泥基渗透结晶防水材料是一种含有特殊活性物质的灰色粉状材料, 将其涂测在混凝土表面后, 当有水存在时, 活性物质渗透到混凝土的内部, 在孔隙和裂缝中生成不溶于水的针状结晶体, 堵塞渗水通道, 从而达混凝土的抗渗要求"。3 .3 合理的设计地下工程的结构形式3.3. 1 结构自防水设计结构自防水设计是通过提高混凝土自身的密实性而具有一定防水能力的混凝土或钢筋混凝土结构形式"具体是通过

18、调整混凝土配合比, 添加混凝土外加剂, 限制骨料最大粒径等措施, 使混凝土组成最密实!孔隙率最小的结构, 从而具有良好的防水性能1 -2"在地下工程结构自防水设计中, 关键是要控制钢筋混凝土裂缝的产生及其宽度, 混凝土结构一旦出现裂缝, 渗漏水就难以避免"钢筋混凝土的裂缝有两类:一类是荷载引起的裂缝, 降低了结构的承载能力, 可以根据规范设计计算并合理的使用加以控制, 使之不会出现或限制其开展宽度;另一类是结构变形受约束引起的裂缝"这类裂缝, 对多数实际工程而言, 目前尚无一个精确的计算方法, 设计时只能根据有关规范!原理经验采取适当的措施加以防范"3.

19、 3.2 附加防水层设计在地下工程中单独采用结构自防水的做法是欠妥的" 目前市场上夸大外加剂(如减水剂，早强剂，微膨胀剂等)的作用也是不科学的"结构自防水混凝土并非绝对不透水的材料,考虑到混凝土自身的防护和耐久性, 有必要采用设计附加防水层在防水防潮要求较高的地下工程, 即使地下水位不高, 也应在混凝土结构的迎水面上设置附加防水层"附加防水层常用材料包括防水砂浆!防水涂料!高分子防水卷材以及其它防水材料等"3 .3. 3 节点防水设计地下工程除了做好主体自防水设计外, 要想取得整体较好的防水效果, 还要处理好节点处的防水问题" 节点防水主要包括施工缝，后浇带，变形缝，穿墙管线，柱顶等部分的防水"。(1) 变形缝的问题及对策"如果内置式止水带固定不牢, 灌注混凝土时被移位变形,将起不到止水效果;若接头处理不严格, 未能形成交圈, 也将起不到防水作用;在接缝处, 外露部分止水带容易被损坏" ， 如果施工缝留置不平整, 构造施工缝尺寸不对, 接缝处理不干净, 遇水膨胀,橡胶止水带就会失效"因此变形缝宜按/多道设防的原则选用合适的材料及工艺"(2) 施工缝的问题及