淺談地下工程防水問題及措施

1、淺談地下工程防水問題及措施淺談地下工程防水問題及措施摘要: 地下工程的增多, 防水問題越來越引起人們的重視" 而地下防水成功與否, 不僅是建筑物使用功能的基本要求, 而且在一定程度上影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全和使用壽命, 同時還可以節(jié)約投資, 降低工程成本減少維修"本文主要針對地下工程的防水問題, 從設(shè)計, 施工, 材料的使用以及在使用的過程中進行維護等方面做一個較為概括性的闡述"：闡述了地下工程防水設(shè)計中應注意的幾個問題，包括防水設(shè)計深度、膨脹劑的選用和摻量、柔性防水層的選用等。關(guān)鍵詞：地下工程；防水設(shè)計；膨脹劑；柔性,防水措施; 防水問題地下工程在建造投入使用以及對

2、其進行維護的過程中, 都會出現(xiàn)一些問題"地下工程的結(jié)構(gòu)滲水就是一種較為常見的問題, 特別是在大規(guī)模的地下結(jié)構(gòu)工程中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)病害,這種長期的滲漏會腐蝕建筑物混凝土中的鋼筋結(jié)構(gòu), 因此必然會影響到建筑混凝土結(jié)構(gòu)的使用安全及其使用壽命"。所以, 地下工程防水對于設(shè)計者和建造者來說就顯得尤為重要"。一 地下工程防水的重要性隨著城市基建的不斷發(fā)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, 隨之而來的是地下工程的防水問題"地下工程防水是整個工程質(zhì)量的一項重內(nèi)容, 由于地下工程結(jié)構(gòu)滲漏水對人們的生活以及對建筑物的使用造成的影響和危害屢見不

3、鮮"地下工程的滲漏水, 與地下的水位!地下巖體結(jié)構(gòu)形式!地層滲透性以及混凝土的材質(zhì)與厚度等因素有關(guān)"地下工程的防水性性能不易被直接進行觀測和定量檢驗, 而且環(huán)境等外部狀況又復雜多變, 因此, 地下工程周圍的環(huán)境對防水材料所造成的不利因素也難以被確定"所以,在地下工程的建造過程中想要使地下工程真正達到防水的目的, 就要充分考慮到設(shè)計, 建造, 以及對防水材料的正確使用等問題"。二 地下工程防水所面臨的問題(1) 防水層質(zhì)量不過關(guān)"這主要是材料方面和施工方面的原因閱, 也有設(shè)計方面的問題"若材料在生產(chǎn)!運輸!儲藏的過程中產(chǎn)生偏差造成的則屬

4、于質(zhì)量問題“因此, 在材料的選擇上, 要注意鑒別材料的性能能否滿足防水使用年限的要求, 材料是否能滿足質(zhì)量控制的要求"而施工方面的問題則涉及到整個地下工程的設(shè)計過程和建造過程, 一般來說, 在設(shè)計地下工程的時侯, 應嚴格按照防水工程的相關(guān)設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計, 降低施工過程中的返工和對結(jié)構(gòu)的破壞"在施工的時候要能夠確保防水混凝土的質(zhì)量”(2 )地下工程自身的結(jié)構(gòu)變異" 由于整個地下工程長期處于較為復雜的環(huán)境中, 在此期間會對整個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響, 導致結(jié)構(gòu)變異的因素諸多, 一旦變異發(fā)生, 結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)諸如變形!開裂!移位!混凝土剝落等現(xiàn)象, 從而導致防水體系失效"

5、例如, 圍巖的流動性會致使后期的圍巖應力在長期的調(diào)整過程擠壓防水板, 導致地下工程造成防水層失效" 四季交替以及較大的溫差, 會使得結(jié)構(gòu)面臨強烈的凍脹力, 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生開裂!移位!變形等現(xiàn)象, 這也會造成地下工程防水失效"(3) 自然因素和外部環(huán)境的影響"如被腐蝕性介質(zhì)的破壞, 微生物的腐蝕, 力場作用力的破壞和大氣環(huán)境以及時間的作用所導致的高分子有機材料的降解等"除了這些影響, 地下工程還隨時面臨著地下圍巖和襯砌結(jié)構(gòu)長期的相互作用所產(chǎn)生的擠壓!變形等因素對防水體系產(chǎn)生的損害作用閉"(4 )來自使用不當, 維護和管理的原因" 當排水系統(tǒng)

6、出現(xiàn)堵塞!排流不暢等情況時, 若維護不善, 將會致使水壓長期積累, 從而引起結(jié)構(gòu)的開裂, 破壞地下工程防水系統(tǒng)" 在較為嚴寒的地區(qū), 由冰凍所產(chǎn)生的凍脹力是導致地下工程結(jié)構(gòu)開裂,造成排水管堵塞和破裂的重要原因, 因此對地下工程的進行維修和養(yǎng)護是十分有必要的"。從以下三個方面討論防水設(shè)計問題：1 關(guān)于防水設(shè)計的深度問題地下工程防水技術(shù)規(guī)范規(guī)定“地下工程必須進行防水設(shè)計， 防水設(shè)計必須定級準確、方案可靠、施工簡便、經(jīng)濟合理”，同時用強制條文的形式規(guī)定，地下工程防水設(shè)計必須包括以下5條內(nèi)容：（1）防水等級和設(shè)防要求；（2）防水混凝土的抗?jié)B等級和其他技術(shù)指標，質(zhì)量保證措施；（3）其

7、他防水層選用的材料及其技術(shù)指標，質(zhì)量保證措施；（4）工程細部構(gòu)造的防水措施，選用材料其技術(shù)指標，質(zhì)量保證措施；（5）工程的防排水系統(tǒng)，地面擋水、截水系統(tǒng)及工程各種洞口的防倒灌措施。這就給地下工程防水設(shè)計提出了很高的要求，也就是說，地下工程的施工圖文件中必須包括防水設(shè)計，而且設(shè)計必須有相當?shù)纳疃?，能夠具體操作且能夠保證質(zhì)量。2 關(guān)于柔性防水層問題地下工程的柔性防水層是一個非常值得探討的問題。首先談一談是否有必要保留柔性防水層的問題。地下工程防水技術(shù)規(guī)范規(guī)定，防水等級在二級以上的明挖地下工程防水設(shè)防為兩道，一道為防水混凝土，另一道為防水砂漿、防水卷材、防水涂料、塑料防水板、金屬板中的一種。大部分工

8、程都選擇防水卷材或防水涂料，即柔性防水層。但在實踐中，由于補償收縮混凝土和加強帶技術(shù)的大量應用，有很大一部分工程去掉了柔性防水層，認為僅靠結(jié)構(gòu)自防水完全能夠達到規(guī)定的抗?jié)B等級，因此，是不是需要保留柔性防水層的問題經(jīng)常引起爭論。就筆者的經(jīng)驗而言，補償收縮混凝土從理論上講完全可以達到抗?jié)B的要求，在實踐中也有非常多的成功例子; 但是應該看到，補償收縮混凝土要想達到理論的標準是非常困難的，因為它受到膨脹劑的質(zhì)量、膨脹劑添加量的準確程度、混凝土攪拌的質(zhì)量、養(yǎng)護效果等多方面制約，使用了補償收縮混凝土后依舊產(chǎn)生裂縫的工程也比比皆是，因此，從確保工程防水質(zhì)量的角度看，柔性防水層還是應該保留的。3 關(guān)于膨脹劑問

9、題目前，地下工程中90%以上的混凝土采用添加膨脹劑的補償收縮混凝土。關(guān)于膨脹劑，第一個問題是膨脹劑的選用。如同前面提到的，許多施工圖中只是注明添加膨脹劑，但對膨脹劑的類型并沒有要求。其實，膨脹劑在我國主要有三類：硫鋁酸鈣類，硫鋁酸鈣類。這些膨脹劑種類不一樣，成分不一樣，使用條件也不一樣。如氧化鈣類膨脹劑，其主要成分氧化鈣, 水化后會生成氫氧化鈣，雖然可以產(chǎn)生膨脹，但氫氧化鈣在水中容易溶解，很不穩(wěn)定，如果用于地下工程就很容易出現(xiàn)質(zhì)量事故。因此，工程設(shè)計中指明膨脹劑的類型是很有必要的。第二個問題是膨脹劑的摻量。在大部分施工圖說明中，膨脹劑的摻量一般要求由廠家提供，也有的規(guī)定為水泥（或膠體）用量的某

10、個百分比，這種表示方法是很值得商榷的。眾所周知，膨脹劑的主要功能是補償混凝土硬化過程中的干縮和冷縮，避免混凝土的開裂，所以，添加膨脹劑的混凝土又稱為補償收縮混凝土。混凝土的收縮是受工程的平面布局、結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)厚度、水泥品種、混凝土等級、是否設(shè)有后澆帶或加強帶等等眾多因素影響的，在這種情況下，每個工程中膨脹劑的摻量都是一個相同的百分比是不科學的。從另一個角度來說，由于原材料、工藝等原因，不同企業(yè)生產(chǎn)的同一類膨脹劑的性能不可能完全相同， 即便是同一廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，也有一定的質(zhì)量波動，從這一方面來說，膨脹劑摻量按百分比標注也是不嚴謹?shù)?。正確的做法是，設(shè)計單位應根據(jù)混凝土外加劑應用技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，在

11、施工圖中明確標注混凝土的限制膨脹率。限制膨脹率應是設(shè)計單位根據(jù)工程的平面布局、結(jié)構(gòu)形式、水泥種類、混凝土等級、后澆帶或加強帶設(shè)計情況等各方面的情況綜合計算出來的?；炷镣饧觿眉夹g(shù)規(guī)范規(guī)定補償收縮混凝土水中養(yǎng)護的限制三 如何解決防水問題地下工程防水體系的建造對整個地下工程來說十分重要"因此, 如何正確并且行之有效地解決防水問題將成為設(shè)計者和建造者們所要關(guān)心的首要問題"在設(shè)計和建造的過程中, 想要使得整個地下工程擁有一個完整合理的地下防水體系, 應該注意以下4 點:3 . 1 合理確定防水等級能夠根據(jù)地下工程所處的環(huán)境等綜合因素, 合理地確定該地下工程的防水等級是做好地下工

12、程防水工作的第一步"一般來說, 從防水工程的重要性來看, 可以將防水工程的防水等級分為4 個級別：1 級 不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬；2 級 不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬，工業(yè)與民用建筑：濕漬總面積不大于總防水面積的1，單個濕漬面積不大于0.1m2，任意100 m2防水面積不超過一處，其他地下工程：濕漬總面積不大于防水面積的6，單個濕漬面積不大于0.2 m2，任意100 m2防水面積不超過4處；3 級 有少量漏水點，不得有線流和漏泥砂，單個濕漬面積不大于0.3 m2，單個漏水點的漏水量不大于2.5L/d，任意100 m2防水面積不超過7處；4 級 有漏水點，不得有線流和漏泥砂。整

13、個工程平均漏水量不大于2L/ m2.d，任意100 m2防水面積的平均漏水量不大于4L/ m2.d因此, 要著重分析會影響混凝土防水效果的諸多因素, 并對其采取相應的預防和補償措施, 盡力改善混凝土本身對抗?jié)B能力的缺陷, 減少防水失效以及返工率"3 .23 .2 合理選擇防水材料主體結(jié)構(gòu)所使用的材料的強度將直接影響到防水工程的質(zhì)量, 若材料選擇不當, 會給整個地下工程的投人使用和維護帶來諸多麻煩, 新型防水材料和技術(shù)的不斷涌現(xiàn), 為防水材料和施工方法的選擇提供了有利的條件和空間, 但也使選擇增加了難度"選擇防水材料與技術(shù)時, 應堅持先檢驗試驗, 再采用的原則"在設(shè)

14、計地下工程時, 應該明確防水材質(zhì)的選擇,因為材料的選擇對于防水體系能否起到防水作用是最為關(guān)鍵的 "生產(chǎn)廠家和施工單位應該嚴格按照標準來執(zhí)行, 力求做到杜絕不合格的產(chǎn)品在施工過程中使用"防水混凝土是以調(diào)整混凝土的配合比!摻外加劑或使用新品種水泥等方法提高自身密實性!憎水性和抗?jié)B能力, 使其滿足抗?jié)B壓力大于0.6 M P a 的不透性混凝土"防水混凝土一般分為普通防水混凝土!外加劑防水混凝土和膨脹水泥防混凝土3 類"普通防水混凝土最高抗?jié)B壓力大于3 M P a "特點:施工簡便, 材料廣泛, 適用于一般工業(yè)!民用建筑及公共建筑的地下防水工程;外加劑

15、防水混凝土有引氣劑防水混凝土!減水劑防水混凝土!三乙醇胺防水混凝土和氯化鐵防水混凝土等;膨脹水泥防水混凝土最高抗?jié)B壓力大于3 .6 M P a "特點:密實性好, 抗裂性好, 適用于地下工程地上防水構(gòu)筑物!山洞!非金屬油罐和主要工程的后澆縫"防水砂漿防水層一般為防水抹面, 是通過嚴格的操作技術(shù)或摻人適量的防水劑!高分子聚合物等材料, 提高砂漿的密實性以達到抗?jié)B防水的目的的一防水材料, 防水砂漿摻人的防水劑有氯丁膠乳!天然膠乳!丙烯酸醋乳液等8j "水泥砂漿防水適用于結(jié)構(gòu)剛度較大, 建筑物變形小, 埋深不大, 對抗?jié)B要求相對較低的工程"不適用于處于侵蝕性介

16、質(zhì)中及環(huán)境溫度大于10 e 的工程"為了克服防水砂漿及防水混凝土剛性防水工程容易開裂!拉伸強度小等缺點, 還需采用柔韌性和較大延伸率的防水材料如防水卷材!有機防水涂料做附加防水層"防水卷材是在地下工程圍護結(jié)構(gòu)的迎水面上粘貼防水卷材, 起到防水效果的一種防水做法, 防水卷材以改良瀝青防水卷材和高分子聚合物防水卷材為主"使用防水卷材做地下工程防水, 當施工至轉(zhuǎn)角和特殊部位時, 應增貼1一2 層附加層, 外貼法平立面交接處應交叉搭接, 內(nèi)貼法應先立面后貼平面, 鋪貼立面時誤碼先轉(zhuǎn)角, 后輔大面"涂膜防水材料就是直接將防水涂料涂測在建筑物的表面上, 利用涂膜的憎

17、水性及封閉建筑表面的孔隙來達到防水效果, 根據(jù)材料特性分水溶乳型!溶劑型!反應型3 大類l0 2"常用的有普通乳瀝青!再生膠瀝青!陰離子合成膠瀝青及水泥基滲透結(jié)晶型防水材料等"水泥基滲透結(jié)晶防水材料是一種含有特殊活性物質(zhì)的灰色粉狀材料, 將其涂測在混凝土表面后, 當有水存在時, 活性物質(zhì)滲透到混凝土的內(nèi)部, 在孔隙和裂縫中生成不溶于水的針狀結(jié)晶體, 堵塞滲水通道, 從而達混凝土的抗?jié)B要求"。3 .3 合理的設(shè)計地下工程的結(jié)構(gòu)形式3.3. 1 結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計是通過提高混凝土自身的密實性而具有一定防水能力的混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式"具體是通過

18、調(diào)整混凝土配合比, 添加混凝土外加劑, 限制骨料最大粒徑等措施, 使混凝土組成最密實!孔隙率最小的結(jié)構(gòu), 從而具有良好的防水性能1 -2"在地下工程結(jié)構(gòu)自防水設(shè)計中, 關(guān)鍵是要控制鋼筋混凝土裂縫的產(chǎn)生及其寬度, 混凝土結(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)裂縫, 滲漏水就難以避免"鋼筋混凝土的裂縫有兩類:一類是荷載引起的裂縫, 降低了結(jié)構(gòu)的承載能力, 可以根據(jù)規(guī)范設(shè)計計算并合理的使用加以控制, 使之不會出現(xiàn)或限制其開展寬度;另一類是結(jié)構(gòu)變形受約束引起的裂縫"這類裂縫, 對多數(shù)實際工程而言, 目前尚無一個精確的計算方法, 設(shè)計時只能根據(jù)有關(guān)規(guī)范!原理經(jīng)驗采取適當?shù)拇胧┘右苑婪?quot;3.

19、 3.2 附加防水層設(shè)計在地下工程中單獨采用結(jié)構(gòu)自防水的做法是欠妥的" 目前市場上夸大外加劑(如減水劑，早強劑，微膨脹劑等)的作用也是不科學的"結(jié)構(gòu)自防水混凝土并非絕對不透水的材料,考慮到混凝土自身的防護和耐久性, 有必要采用設(shè)計附加防水層在防水防潮要求較高的地下工程, 即使地下水位不高, 也應在混凝土結(jié)構(gòu)的迎水面上設(shè)置附加防水層"附加防水層常用材料包括防水砂漿!防水涂料!高分子防水卷材以及其它防水材料等"3 .3. 3 節(jié)點防水設(shè)計地下工程除了做好主體自防水設(shè)計外, 要想取得整體較好的防水效果, 還要處理好節(jié)點處的防水問題" 節(jié)點防水主要包括施工縫，后澆帶，變形縫，穿墻管線，柱頂?shù)炔糠值姆浪?quot;。(1) 變形縫的問題及對策"如果內(nèi)置式止水帶固定不牢, 灌注混凝土時被移位變形,將起不到止水效果;若接頭處理不嚴格, 未能形成交圈, 也將起不到防水作用;在接縫處, 外露部分止水帶容易被損壞" ， 如果施工縫留置不平整, 構(gòu)造施工縫尺寸不對, 接縫處理不干凈, 遇水膨脹,橡膠止水帶就會失效"因此變形縫宜按/多道設(shè)防的原則選用合適的材料及工藝"(2) 施工縫的問題及