DBJT13-福建省地下工程混凝土结构自防水应用技术规程

福建省工程建设地方标准DB工程建设地方标准编号：DBJ/13-XX-2021住房和城乡建设部备案号：XXXXXX-2021福建省地下工程混凝土结构自防水应用技术规程Technicalspecificationfortheself-waterproofingapplicationofconcretestructuresinundergroundengineeringinFujianProvince（征求意见稿）2021-XX-XX发布2021-XX-XX实施福建省工程建设地方标准福建省地下工程混凝土结构自防水应用技术规程Technicalspecificationfortheself-waterproofingapplicationofconcretestructuresinundergroundengineeringinFujianProvince工程建设地方标准编号：DBJ/T13-XX-2021住房和城乡建设部备案号：XXXXXX-2021 主编单位：批准部门：福建省住房和城乡建设厅实行日期：2021年XX月XX日2021年厦门前言根据福建省住房和城乡建设厅《关于公布全省住房和城乡建设行业2020年第一批科学技术计划项目的通知》（闽建办科〔2020〕3号）要求，规范编制组经过广泛调查研究，认真总结省内外地下工程自防水的应用技术实践经验和科研成果，并在广泛征求意见的基础上，制定了本规程。本规程共分8章，主要技术内容包括：1、总则；2、术语；3、防水设计；4、混凝土结构自防水；5、附加刚性防水层；6、地下工程排水；7、地下工程渗漏水治理；8、检验与验收。本规范由福建省住房和城乡建设厅负责管理，由福建省建筑科学研究院有限责任公司和厦门捷安建设有限公司负责具体技术内容的解释。各单位在执行过程中如有意见或建议，请寄送给福建省住房和城乡建设厅科技与设计处（地址：福州市北大路242号，邮编：350001）和福建省建筑科学研究院有限责任公司（地址：厦门市湖里区高崎南五路270号，邮编：361000）。本规范主编单位：本规范参编单位：本规范主要起草人员：本规范主要审查人员：目次TOC\o"1-3"\h\u83421总则 -2-1总则1.0.1随着地下空间大范围的开发利用，地下工程渗漏水的情况时有发生，特别是近几年福建省正在大力建设地下轨道交通和地下管廊，混凝土结构大多处于潮湿和地下水充盈的环境中，遭受较为严重的碳化和地下水腐蚀性物质侵蚀作用，耐久性和渗漏问题日益突出。目前为止，还尚未发现任何防水材料的使用年限能够与结构主体混凝土同等寿命，而结构自防水因其自身优越的耐久性和抗侵蚀能力，与主体结构寿命同等寿命。因此，发展与结构同寿命的混凝土结构自防水技术对于保证地下工程防水质量具有重要意义。1.0.2本条规定明确了结构自防水的适用范围和使用目的，即本规程适用于建筑地下工程、防护工程、轨道交通工程、管廊工程、箱涵、蓄水池、水利工程等地下工程的混凝土结构自防水的设计、施工和质量验收。1.0.3地下工程混凝土结构自防水在配合比设计、施工时，可根据结构的埋置深度、使用环境、耐久性、抗渗等级和强度等级选用成熟可靠的新材料、新技术、新工艺。1.0.4绿色节能、可持续发展是我国的基本国策，考虑到地下工程防水施工中的噪音、材料、施工废弃物等会对周围生态环境造成不利影响。因此，地下工程防水设计施工时必须从选择施工方法、材料等方面事先考虑其对周围环境的影响程度，并有针对性地采取措施。1.0.5本条阐明了本标准与其他相关标准的关系。这种关系遵守协调一致、互相补充的原则，即无论是本标准还是其他相关标准，在设计、施工和质量验收中都应遵守，不得违反。2术语2.0.1混凝土结构自防水，指以防水混凝土为基础，同时结合细部节点柔性密封和施工过程控制，减少混凝土缺陷并且尽量避免混凝土结构开裂的一种系统防水形式。如依托物为地下钢筋混凝土结构中的顶板、侧墙、底板，或如水下观测站中的承水压荷载的透视玻璃板进行防水，该类防水技术的主体承载构件足够密实时，可不需要设置附加防水层。结构自防水不只是要求混凝土有足够的抗渗性能，而是由混凝土自身防水及节点防水构成的完整防水体系，应该具有5大要素。1）混凝土抗渗性能满足工程要求；2）混凝土具有良好的抗开裂或微裂缝自愈功能；3）通过设置沉降缝等方法划分结构单元或其他施工手段，增加结构抗变形刚度，减少因沉降差、温差等因素造成的结构裂缝；4）对变形缝、穿墙管等节点构造进行柔性密封防水，达到整体结构自防水的效果；5）对少量混凝土渗漏水采用化学灌浆等技术进行缺陷修复。2.0.2刚性防水体系是指以混凝土结构层独立承担防水功能，可不设置附加防水层的的防水体系，结构主体采用优化钢筋配置和防水混凝土，防水混凝土性能应符合本规程第4章的规定。该体系依靠混凝土自身的密实性和材料、结构的抗裂性以及合理的节点处理达到防水的目的。防水混凝土不仅在工程结构中承担防水作用，而且还起着承重和围护的作用，使结构的防水和承重合为一体。混凝土结构自防水体系应采取精细化的施工过程控制措施，辅以施工缺陷修复处理，施工缺陷修复处理包括封堵未能避免的混凝土裂缝、漏振的不密实部位、处理不到位的穿墙管道等可能导致渗水的节点部位。同时对变形缝、后浇带、施工缝等细部构造进行防水密封处理。3防水设计3.1一般规定3.1.1地下工程种类繁多，其重要性和使用要求各有不同，有的工程对防水有特殊要求，有的工程在少量渗水情况下并不影响使用，在同一工程中其主要部位要求不渗水，但次要部位可允许有少量渗水。为避免过分要求高指标或片面降低防水标准，造成工程造价高或维修使用困难，因此地下工程结构自防水设计应做到定级准确、方案可靠、施工简便、耐久适用、经济合理。3.1.3防水工程基本设计原则要综合考虑地下工程种类多样性、环境的复杂性和特殊性，并便于防水设计人员根据工程的特点进行适当的自由发挥，因此在勘查、设计、施工和运营维护的每个环节，都应该考虑防水要求，并根据工程所处环境的工程及水文地质条件、工程防水等级和耐久性要求，以刚柔相济、因地制宜的理念，选择适宜的防水措施。3.2结构防水3.2.1以结构自防水为主的防水主导思想在GB50108《地下工程防水技术规范》中得到了充分体现，结构自防水法是利用结构自身的密实性、憎水性、以及刚度，提高结构本身的抗渗和抗裂性能，从而达到防水的效果。它要求结构本身必须具备一定的刚度，而合理的结构形式恰恰是提高结构整体刚度的关键。因此，设计中在结构选型方面，应根据防护要求、工程地质和水文地质条件等因素综合确定，能方的不长、能整的不散，避免结构突变（或断面突变），尽量使结构选型规则、整齐，借以提升结构的整体刚度，减少裂缝开展及变形缝的设置。3.2.2混凝土自防水结构作为工程主体的防水措施已普遍为地下工程界所接受，地下工程除直接与地下水接触的围护结构采用防水混凝土浇筑外，内部隔墙可以不采用防水混凝土，如民用建筑地下室，其内隔墙可以不釆用防水混凝土。3.2.3本条根据《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T50476和《混凝土结构设计规范》GB50010，对《地下工程防水技术规范》GB/T50108第4.1.7条做出了更详尽的耐久性要求。《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T50476第3.5.5条规定，防水要求的混凝土构件，其横向弯曲的表面裂缝计算宽度不应超过0.20mm；第4.4.2条规定，直接接触土体浇筑的构件，其钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm；第4.4.4条规定，设计使用年限达到100年的地下结构和构件，其迎水面的钢筋保护层厚度不应小于50mm。3.2.4混凝土的开裂是导致结构防水效果差的直接原因，而裂缝产生的原因主要有：1）荷载开裂‚由外部荷载或局部应力集中引起的开裂；2）沉降开裂，由地基基础不均匀沉降引起的开裂；3）收缩开裂，因混凝土收缩时受到约束而引起的开裂；4）温度开裂，环境温度的剧烈变化或结构各部分温差引起的开裂。因此，对地下工程迎水面主体结构受力状态验算持久设计状况下的承载力及裂缝宽度非常有必要。3.2.9常见地下工程混凝土结构自防水的设计做法引用中国建筑标准研究院《建筑防水系统构造（四十一）》18CJ40-41中的地下工程设计防水做法。3.3细部构造防水3.3.1地下工程的转折部位、变形缝、施工缝、后浇带、集水沟、积水井、天沟、落水漏斗等细部构造部位容易发生渗漏，因此在设计阶段需要通过专项设计以提高这些细部构造防水的可靠性。3.4附加刚性防水层3.4.1本条外设防水措施与现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108-2008协调一致。3.4.2本条外设防水措施与现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108-2008协调一致。3.4.3水泥基渗透结晶型防水涂料用量不应小于1.5kg/m2，且厚度不应小于1.0mm。3.4.3本条沿用了现行国家标准《地下工程防水技术标准规范》GB50108-2008中第4.5.6条的规定。3.4.4本条沿用了现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108-2008中第4.5.3条的规定。3.4.5细石混凝土中配置直径为Φ4～Φ6mm，间距为（100～200）mm的双向钢筋网片抗裂是常规做法。40mm厚细石混凝土，配Φ4@200mm的低碳冷拔丝，配筋率是0.157%，如果改为Φ2@50mm的低碳冷拔丝焊接网片，配筋率虽然相同，但是抗裂效果会明显提高。出于抗裂考虑，本条规定在细石混凝土防水层中宜设置钢筋网片、可掺加钢纤维。在配筋的细石混凝土中掺加钢纤维会大幅度提高细石混凝土防水层的抗裂性能。用于细石混凝土防水层的抗裂钢筋，优先选用低碳冷拔丝焊接网片，其具有网面平整，焊点结实、网孔均匀的特点。常用的地暖细石混凝土钢筋焊接网片，其直径1.5-4mm，网孔尺寸50×50mm、10×10mm，单张网片为1000×2000mm。小间距、细直径的钢筋网片抗裂性更好，很适合用于细石混凝土防水层。对于仅作为防水层的顶板迎水面，有大量工程实例证明，在回填土之前始终保持细石混凝土防水层湿润的情况下，即使不配钢筋防水层也基本没有裂缝，防水效果很理想。用于种植顶板的细石混凝土防水层，抗裂要求高，故应设置双向抗裂钢筋网片。4混凝土结构自防水4.1一般规定4.1.1防水混凝土最本质的特征是应具有良好的抗渗性和抗裂性。根据现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB50108的规定，对不同埋置深度的混凝土设计抗渗等级进行了规定，具体如表4.1.1所示。随着目前外加剂技术水平的提高和应用，提高混凝土的抗渗能力比较容易实现，湖北省现行地方标准《建筑防水工程技术规范》DB42/T1386中，要求防水混凝土的抗渗等级不低于P12。因此，根据目前的技术现状，本规程对防水混凝土设计严于现行国家标准GB50108的规定。表4.1.1地下工程防水混凝土设计抗渗等级类别最低设计抗渗等级工程埋置深度H(m)H<10≥P810≤H<20≥P10H≥20≥P124.1.3混凝土的强度与材料本身的密实性密切相关，一般情况下，强度越高，密实性越高，抗渗性能越高；混凝土强度适当提高，技术上非常容易实现，对混凝土材料成本影响较小，对混凝土的粘聚性、防水性能和耐久性能均有提高；根据住房城乡建设部工业和信息化部关于推广应用高性能混凝土的若干意见（建标[2014]117号要求，明确提出提高C35及以上强度等级的混凝土用量作为提升高性能混凝土应用水平得主要目标之一，因此本规程提出防水混凝土的最小强度等级要求，并规定最小强度等级为C30，一般情况下，建议不低于C35为宜。4.1.7根据现行国家标准《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T50476及其相关行业标准的有关规定，不同的环境类别，不同的环境作用等级，不同的设计使用年限，对具体工程的混凝土的耐久性能要求不同，因此设计根据工程具体情况，确定防水混凝土的耐久性能。4.1.9混凝土的抗裂性能与混凝土工程的防水性能密切相关，混凝土的抗裂性能是影响混凝土工程防水性能的重要因素之一，通过长期的研究和工程实践，目前有很多有效的混凝土抗裂材料和技术措施，也有很多混凝土抗裂测试方法，主要抗裂测试方法包括早期抗裂试验、收缩试验、限制膨胀率试验或绝热温升等试验方法，由于混凝土裂缝的成因非常多，而且非常复杂，不同的材料和措施对混凝土的抗裂机理也不尽相同，应该针对不同抗裂机理的混凝土选择与之相适宜的混凝土抗裂性能测试方法。4.2原材料4.2.1关于水泥细度问题，本规程参照现行行业标准《高性能混凝土评价标准》JGJ/T385的指标，规定硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的比表面积不宜大于360m2/kg。现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175中，对于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥规定的细度是比表面积不小于300m2/kg，但该标准没有对水泥细度的上限做规定。目前工程中遇到的问题是水泥普遍偏细，以P·O42.5水泥为例，比表面积约为380m2/kg～430m2/kg，水泥的放热速率快，后期强度增长率小，导致混凝土收缩开裂现象普遍，后期强度不增长，甚至倒缩，这种过细的水泥不适宜配制防水混凝土。国内外研究表明，水泥中含有适量的中粗颗粒，不仅放热慢、收缩小，而且开裂后再遇到水，可以进一步水化，有利于裂缝自愈合，对混凝土工程的裂缝控制具有重要作用。4.2.3砂、石骨料体积一般占混凝土体积的75%左右，是配制混凝土的最重要原材料，尤其目前混凝土多采用泵送施工，砂、石骨料的性能对混凝土性能至关重要，性能良好的骨料是保证混凝土高性能化的重要基础条件，对防水混凝土的匀质性和抗裂性具有重要决定作用，现行行业标准《高性能混凝土用骨料》JG/T568对骨料的粒形和级配等关键技术指标进行更好的规定，因此本规程推荐选用符合该标准的骨料。4.3配合比设计4.3.3水胶比是确保防水混凝土抗渗性能的关键技术指标，降低水胶比不仅能够提高混凝土的抗渗性能，而且能够提高混凝土抵抗化学介质腐蚀的能力。因此，严格控制防水混凝土的水胶比对降低混凝土的渗透性，提高防水性能具有重要意义。4.4施工4.4.1防水混凝土施工前及时排除基坑内的积水十分重要，施工过程还应保证基坑处于无水状态。降雨、地面水的流入以及施工用水的积存都将增大防水混凝土拌合物的水胶比，直接影响混凝土的密实性、抗渗性和抗压强度。4.4.2针对施工中遇到坍落度不满足施工要求时有随意加水的现象，本条做了严禁直接加水的规定。因随意加水将改变原有规定的水胶比，而水胶比的增大将不仅影响混凝土的强度，而且对混凝土的抗渗性影响极大，将会造成渗漏水的隐患。4.4.8大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但实质的区别是大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，容易造成内外温差过大，所产生的温度应力使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑混凝土的浇筑厚度，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别。一般来说，当其差值小于25℃时，所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25°C时，所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土，并应按条文中规定的措施进行施工，以确保混凝土不开裂。5附加刚性防水层5.1原材料5.1.1预拌砂浆是指专业生产厂生产的湿拌砂浆或干混砂浆。5.1.5根据现行国家标准《预拌砂浆》GB/T25181-2010的规定，对湿拌防水砂进行了分类，稠度可分为50mm、70mm、90mm，凝结时间可分为≥8h、≥12h、≥24h。5.1.6根据现行国家标准《预拌砂浆》GB/T25181-2010的规定，对防水砂浆进行了分类，按强度等级可分为M10、M15、M20，按抗渗等级可分为P6、P8、P10，14d拉伸粘结强度不小于0.2MPa，28d收缩率不大于0.15%。因此，结合上述两部标准、根据目前的技术水平及工程应用领域要求不同，本规程将对于地下工程全刚性防水体系，对作为刚性防水层的防水砂浆性能要求较高。目前关于防水砂浆性能的试验方法，不同的标准，存在较大差异，本规程试验方法均依据按现行行业标准《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ/T70的有关规定执行。5.2施工5.2.12地下工程底板背水面施做的细石混凝土防水层，由于兼做地面层，必须设置分格缝；顶板迎水面的细石混凝土防水层则可以根据工程具体情况确定是否需要设置分格缝。5.2.12该层水泥浆层俗称“套浆层”是确保细石混凝土防水层和结构混凝土有效粘结、防止防水层空鼓窜水的重要技术措施，施工中应严格控制，确保不漏刷。6地下工程排水6.1一般规定6.1.1排水是指采用疏导的方法将地下水有组织地经排水系统排出，以减小地下水对结构的水压力，从而辅助地下工程达到防水的目的。地下工程在进行防水方案选择时，可根据工程防水等级、地质条件、环境保护等因素进行排水设计。在城市建（构）筑物、地下管线较为密集地区或环境敏感地区采取永久排水设计时，应进行环境影响评估论证。6.1.2设置排水系统的目的之一是降低地下水位和水压力，提高防水效果，设计排水系统时，应调查工程地质情况、环境条件、设计要求等，计算涌水量和排水能力，并形成汇集、流径和排出的完整的排水系统。6.2盲沟排水设计6.1.1做好地下室外围疏水，有助于减少外墙与水的接触，进而提高地下室的自防水，同时还有助于地下室抗浮。6.1.2盲沟结合盲管更有利于排水，盲管材料建议采用PVC管，成本低，耐久，且便于更换围护。6.1.3式6.1.3是依据《室外排水设计规范》GB50014-2006（2016年版）中公式3.2.1进行变换而得，即将变换为，一般认为由水专业设计排水系统排走，剩余雨水量由盲沟进行疏水。径流系数和综合径流系数详见GB50014-2006（2016年版）条文说明。6.1.4设计暴雨强度计算依据为《室外排水设计规范》GB50014-2006（2016年版）和《建筑给水排水设计手册》。6.1.6盲沟排水能力计算公式引用《公路路基设计手册》第二版第127页。6.1.8该条文引用《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019表5.3.17。6.1.10公式引用《公路路基设计手册》第二版第132页。6.1.11公式引用《公路路基设计手册》第二版第132页7地下工程渗漏水治理7.1一般规定7.1.1本章适用于地下工程的渗漏水治理。有的工程在施工过程中或验收前就有渗水现象发生，为使工程达到所设计的防水等级，工程验收前要按照设计的防水等级对渗漏水进行治理。7.1.2在渗漏水治理前，掌握工程原防排水设计、施工记录和验收资料，是制定治理方案和选择堵漏材料的基础。收集资料是分析渗漏水原因，提出治理方案的前提条件之一，条文中提到的工程技术资料不一定每项都完全具体，但尽量收集齐全。7.2治理方案7.2.2现行行业标准《地下工程渗漏治理技术规程》JGJ/T212，对地下工程的不同结构形式的渗水情况提出了相应的治理方法，在进行渗漏水治理方案制定时，宜作参考。7.2.3根据渗水治理方案编制详细的施工方案对确保工程质量至关重要；对施工人员进行技术交底，则是掌握施工关键的必要手段。在渗漏水治理的各道工序中，有的属于隐蔽工程，如嵌缝作业的基面处理、注浆工程等，它关系到防水的质量好坏，因此要做好施工中的各项记录工作，随时进行检查，发现问题及时处理，上道工序未经验收合格，不得进行下道工序的施工，确保渗漏水治理工程的质量。7.2.4地下工程渗漏水治理中要重视排水工作，主要是将水量大的渗漏水排走，目的是减小渗漏水压，给渗漏水治理创造条件。排水的方法通常有两种，一种是自流排水，另一种是机械排水，当地形条件允许时尽可能采取自流排水，只有受到地形条件限制的时候，才将渗漏水通过排水沟引至集水井内，用水泵定期将水排出。渗漏水治理时若采取了排水措施，应防止排水可能造成的危害，如地基不均匀下沉等