浅析防水材料在地下工程中的应用

浅析防水材料在地下工程中的应用
摘要：随着人们对生态环境保护意识的不断提高,地下环保工程的广泛应用越来越受到大家的重视,过街隧道、地下停车场、高层建筑地下室、地铁工程等地下工程的建设越来越多。

采用新材料、新工艺、新方法对提高地下防水效果, 保证设备安全和外观观感, 延长结构寿命起着很关键的作用。

关键词：地下室；防水工程；防水材料；应用
Abstract: with the people on the ecological environmental protection consciousness to improve the environmental protection engineering of underground widely used more and more be everybody’s attention, tunnel and underground parking lot across the street, high-rise building basement, metro engineering of underground engineering construction more and more. With new materials, new technology, new methods to improve underground waterproof effect, to ensure that equipment safety and visual appearance, and extend the life of structure plays a vital role.
Key words: the basement; Waterproof project; Waterproof materials; application
目前，在国内建筑设计中新型防水材料得到了广泛的应用，并且成为保证建筑物整体质量的重要因素。

国内建筑设计中应用的防水材料具有较大的选择空间，设计人员一定要在对防水材料的机理及适用范围进行研究的基础上，综合建筑设计的实际需求，进而科学的选择经济、实用的防水材料。

一、刚性防水与柔性防水的特点
刚性防水是指以砂、石及水泥等为原料，掺入少量外加剂、高分子聚合物等，通过补偿收缩，提高混凝土的抗裂防渗能力，或通过调整配合比，抑制或减少孔隙率，改变孔隙特征，增大水泥集料或其它原材料界面间的密实性，使混凝土结构达到防水的目的。

刚性防水材料按其胶凝材料的不同可分为两大类，一类是以硅酸类水泥为基料，加入无机或有机外加剂，配制而成的防水砂浆、防水混凝土；另一类是以膨胀水泥为主的特种水泥为基料配制的防水砂浆、防水混凝土。

本文主要讨论的是目前地下室施工中常用的以硅酸类水泥为基料的防水混凝土。

柔性防水是指用改性沥青防水卷材、高分子防水片材等具有一定延伸率和拉伸强度的柔性材料，采用冷粘法、热溶法等施工方法，将柔性防水材料铺贴于基层而形成防水层，从而达到防水的目的。

目前，市场上柔性防水材料种类繁多，而根据其特性，施工方法也不尽相同。

刚性防水做法和柔性防水做法各有其优缺点，刚性防水做法优点是工艺简
单，成本低廉，出现渗漏现象后修复较容易，无需重新铺设防水层或浇筑防水混凝土，只需寻找出渗漏裂缝或孔洞；对其进行嵌堵密封就能恢复正常使用。

缺点是抵抗结构变形的能力较低，对于工程因不均匀沉降等原因而产生的裂缝，当开展宽度大于0.2mm时，刚性防水将失去作用。

柔性防水做法的优点是随着现代科学技术的发展，柔性防水材料综合性能越来越优异，种类繁多，门类齐全，不管工程结构特点如何，气候条件怎样，“总有一款适合你”，同时，相对于刚性防水做法，它还能抵抗结构更大的变形。

缺点是材料耐久性较差，易老化，对基层(砂浆或混凝土)条件要求很高，施工工期长，不确定因素多，如果柔性防水层某一点破损或粘接不牢，造成漏水，则意味着整个柔性防水层的失效。

因此，笔者认为，对于Ⅱ类及其以下的建筑，刚性防水能够达到防水设防要求的，尽量只采用刚性防水做法。

辅以对特殊部位(接缝等)的特别处理。

这样不但可以缩短工期，节约投资，同时可以使施工单位摆脱对柔性水层的依赖心理，重视防水混凝土的浇筑、养护等的管理；对于I类建筑，因其重要性，宜设二道或多道防水层，但必须以刚性防水为主，重视防水混凝土的施工，抓好根本，才能达到预期的目的。

二、实例应用
某主楼地下室底板采用结构主体自防水与迎水面柔性防水组成复合防水体系，设有变形缝(如图1)，某主楼尚未投入使用即发现变形缝处漏水。

后现场检查发现变形缝中的橡胶止水带有个别部位受损拉裂。

此工程实例说明：1)柔性外防水层与主体结构间存在隙缝；2)在有隙缝存在的情况下，柔性外防水层有一
点失效就会导致整个柔性防水体系的失效。

图1地下室底板及变形缝防水
1、柔性外防水层与地下室底板间产生隙缝的原因
1.1场地土与主体结构的不均匀沉降
柔性外防水层铺设或涂刮在垫层上，而垫层随场地土一同沉降；地下室底板由桩和承台承受其荷载，即地下室底板的沉降与桩的沉降一致。

而现代高层建筑的桩基持力层很多为微风化岩，桩沉降量很小。

当场地土层的沉降大于基桩的沉降(此种现象尤以上海、广州等地松软地层上的工程为甚)，也就表示柔性外防水层的沉降大于地下室底板的沉降，柔性外防水层就与底板分离为两个部分，之间产生隙缝。

场地土沉降大于桩沉降的可能情形有：1)桩基承受负摩擦力，使场地土沉降大于桩沉降；2)场地土超挖回填，回填土固结下沉导致场地土沉降大于桩沉降。

1.2混凝土收缩不同步
柔性外防水层加结构自防水复合防水体系的施工顺序为：捣素混凝土垫层→垫层干固后铺设或涂刮柔性防水层→捣细石混凝土保护层→保护层干固后绑扎钢筋、浇捣结构主体混凝土。

素混凝土、细石混凝土、配筋混凝土的收缩率各不相同，先浇筑的混凝土与后浇筑的混凝土收缩时间也不协调，这样将导致柔性外防水层与地下室底板间产生隙缝。

2、柔性外防水层与底板间有隙缝带来的后果
1）柔性外防水层与底板两个整体间如有隙缝，柔性外防水层只要有一处有缺陷而漏水时，则整个隙缝将会充满水，柔性外防水层失去其意义。

而在地下室面积大的情况下，柔性外防水层有一二处有缺陷的概率是非常之大的。

当然，目前国外有些厂商已针对此问题研制出新的材料体系加以解决，如英国的富斯乐生产出带脚的高分子高强卷材，用后蹼式工法直接粘连在混凝土底板底面；美国格雷斯的一种自粘卷材也是先贴在垫层上，然后直接扎钢筋捣混凝土底板，这样就使得外防水卷材直接粘贴在底板底面。

我国也有企业在进行类似的尝试。

但上述材料和工法在我国还没有推广，并且，在工地上，高分子卷材在裸露的情况下进行扎钢筋、烧焊、捣混凝土等，被破坏的几率还是较大的。

2）柔性外防水层与主体结构间如有隙缝，则在节点处如桩头处(见图2)会产生如下问题：柔性外防水层与桩顶部附加防水层——聚合物水泥砂浆(二者一柔一刚且柔性的沉降大于刚性的沉降也将因此而无法严密接合，从而在桩头处产生渗漏水通道，进而使柔性外防水层与主体结构间的隙缝充满水，整个柔性外防水层也就失去其意义。

此外，还有很多地下室底板的节点如处理不当，也都极易造成柔性外防水层的缺陷，从而形成很多可能的漏水点。

又如，底板后浇带处的柔性外防水层，由于在60 d等待浇捣的时间里往往要回填土或忘记抽排水，地下水位上升而冲坏防水层，使水窜到与底板之间的隙缝处。

图2地下室底板迎水面防水桩头处构造
3、地下室底板复合防水体系的改进做法
如上所述，很多因素会导致柔性外防水层与结构层之间分离从而产生隙缝；而隙缝的存在(有时哪怕只是0.1mm的缝隙)，加上地下水普遍具有一定水压，柔性外防水层有一点失效则必然导致整个迎水面防水体系的失效。

因此笔者认为，地下室底板做迎水面防水层这种做法大多数情况下不可取；建议地下室底板防水做法改为结构自防水加背水面防水的复合防水体系(参见图3)。

图3地下室板背水面防水构造
3.1可用于背水面防水的新材料
近年防水材料发展很快，以往背水面防水效果不好的材料已被高性能的聚合物与水泥复合的刚韧性材料代替，例如：氯丁胶乳水泥砂浆；2）环氧乳液水泥砂浆；3）维尼龙聚合物防水砂浆；4）渗透结晶防水剂；5）JS涂料；等等。

刚韧性材料相比于传统背水面防水材料的优势是：粘结力大大增强．抗渗标号、抗折强度很大表l列出了部分刚韧性材料的特性。

表1部分用于地下室底板背水面防水的刚韧性材料特性
3.2背水面防水的具体做法
等主体工程完成后、交付使用前，主体结构的变形趋于稳定时，在防水层施工前，先查找地下室主体结构有没有裂缝或其他结构缺陷，如有则采取补强补漏措施整改，然后再在底板上做刚韧性防水，反上侧壁1500mm高。

如喷涂环氧乳液水泥砂浆5mm厚(或喽涂氯丁胶乳水泥砂浆7～10mm厚)，或批荡25mm厚维尼龙聚台物防水砂浆，或做渗透结晶刚性防水材料二遍约0．8～1mm厚等．均可解决背水面防水的难题。

3.3背水面防水的优点
1构造层次简化：可以省去迎水面防水的找平层、保护层，从而达到节省造价的目的。

2）工期缩短：防水层的施工时间和施工前后的候干期均可省略掉，约缩短工期l5～20d。

这一优点对赶工期竣工售楼以加快资金回笼的房地产商来说，尤其具有吸引力。

3)降低造价：背水面防水约40元/m2，而迎水面防水包括找平层、保护层等一般需要60元/m2左右，这样，采用背水面防水约可节约50％的造价。

4、改进做法可能存在的问题和解决方法
当然，有人可能会提出如下问题：1）刚韧性防水层不能适应大变形；2)地下室内后装设备可能会破坏防水层。

对此笔者认为：1）背水面做刚韧性防水层是等到结构变形趋于稳定后才做的，此后结构产生的变形较小，而刚韧性材料能
抵抗0.1mm内的裂缝；2)对于后装设备，如其破坏防水层，可在破坏位置补做局部加强即可。

因为聚合物水泥砂浆等刚韧性材料有较高的粘结力，局部破坏不会造成与温凝土主体结构的粘结界面破坏以及因此而产生的窜水现象，所以有漏水时只需局部补漏即可。

三、结束语
地下工程防水是一个系统工程，需要方方面面的配合才能够确保质量。

在这里面，防水设计和防水材料质量是最为关键的。

在防水设计方面，设计人员要综合考虑各方面的因素，科学设防，并使设计达到应有的深度。

采用新材料、新工艺、新方法对提高地下防水效果, 保证设备安全和外观观感, 延长结构寿命起着很关键的作用。

参考文献：
[1]李书山，熊稚军，邓天宁地下室底板柔性外防水层防水作用商榷中国建筑防水，2004(10):20
[2]牛光全也谈地下室底板柔性外防水问题中国建筑防水，2004(12):9
[3]郑志辉于英霞地下工程防水设计中应注意的几个问题山西建筑2004(17):71
[4]游宝坤，侯维红，凌良敏关于地下室防水设计的讨论中国建筑防水2006(2):4
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。