淺析地下結(jié)構(gòu)防水設(shè)計優(yōu)化探究

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摘要：介紹了杭州市某商務(wù)大夏核心區(qū)地下室工程防水的原設(shè)計方案，從混凝土自防水、結(jié)構(gòu)接縫防水和樁頭防水等幾個方面對其進行了分析和優(yōu)化，并總結(jié)了一些民用建筑地下結(jié)構(gòu)防水設(shè)計常見的一些問題。

關(guān)鍵詞：地下室工程；混凝土自防水；耐久性；防水設(shè)計優(yōu)化

1、引言

地下工程的防水質(zhì)量是工程質(zhì)量的一項重要內(nèi)容，在某些地段由地質(zhì)原因，地下結(jié)構(gòu)易發(fā)生滲漏水而影響使用功能事例在國內(nèi)外都屢見不鮮。在防水措施各個環(huán)節(jié)中，防水混凝土的施工等工藝上，最易發(fā)生一些細節(jié)上的疏漏。本文就某工程項目地下室工程防水方案優(yōu)化，同時，談?wù)剛€人的見解。

2、工程情況分析

某大夏位于杭州城區(qū)，工程分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)，每個區(qū)的地下均為連為一體的兩層地下室，上部則是由多幢獨立的高層商務(wù)辦公樓組成的商務(wù)區(qū)。本文以Ⅰ、Ⅱ區(qū)的地下室防水工程為例，分析原防水設(shè)計方案存在的問題及對原方案的優(yōu)化設(shè)計。Ⅰ區(qū)的地下室建筑總面積為 35631m2，其中地下一層建筑面積為17444m2，地下二層建筑面積18187m2；Ⅱ區(qū)的地下室建筑總面積為33867m2，其中地下一層建筑面積為16316m2，地下二層建筑面積17551m2。

3、原有防水設(shè)計方案分析

本地下工程防水等級為二級，其中變配電部分一級，工程設(shè)計使用年限為50年。原防水設(shè)計概要如下：

地下室底板防水：底板下墊層→2厚濕鋪法高分子復(fù)合雙面自粘防水卷材→鋼筋混凝土自防水結(jié)構(gòu)底板→C25 細石混凝土找平。

地下室側(cè)壁防水：鋼筋混凝土自防水結(jié)構(gòu)側(cè)板→刷界面劑一道→1.2 厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料（以下簡稱 CCCW）一道→2 厚濕鋪法高分子復(fù)合單面自粘防水卷材→外 120 磚墻保護層（地下室頂板上側(cè)墻保護用 60 厚磚）→素土分層夯實。

地下室頂板防水（上覆土?xí)r）：鋼筋混凝土自防水結(jié)構(gòu)頂板→1∶8 水泥陶粒 1%找坡層（最薄處 30厚）→20 厚1∶2.5水泥砂漿找平層→1.2厚水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料1道→2厚濕鋪法高分子復(fù)合單面自粘防水卷材→無紡布隔離層→40厚C25細石混凝土（內(nèi)摻微膨脹劑，配 Φ6@150 雙向，分格縫縱橫與排水溝結(jié)合，縫寬400mm，縫內(nèi)填碎石）→塑料板排水層→植被（遇道路、廣場等硬地時按市政設(shè)計）

地下室頂板防水（上部為室內(nèi)）：鋼筋混凝土自防水頂板→建筑垃圾回填分層夯實→80厚C20 細石混凝土隨搗隨抹平（面層見各單體樓面）。

設(shè)備管線穿墻的防水設(shè)計：參照 02J301-1/46《地下建筑防水構(gòu)造》（柔性防水穿墻管）內(nèi)容；若群管穿墻時，參照 02J301-55 部分內(nèi)容。

4、防水工程優(yōu)化思考

對于本地下工程的防水設(shè)計優(yōu)化參照了《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108—2008）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010—2010）、《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50208—2011）、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（中國土木工程學(xué)會標(biāo)準(zhǔn) CCES 01—2004）（2005 年修訂版）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

4.1結(jié)構(gòu)混凝土自防水工程的優(yōu)化

在原設(shè)計中，并沒有針對結(jié)構(gòu)混凝土自防水進行全面設(shè)計，而是僅在結(jié)構(gòu)說明中提到混凝土的強度≥C30，抗?jié)B等級≥S8，混凝土中摻加膨脹劑等要求?；炷磷苑浪桥c混凝土的耐久性相輔相承的，是地下結(jié)構(gòu)防水的重要環(huán)節(jié)。建議混凝土自防水及耐久性的設(shè)計優(yōu)化措施如下：

設(shè)計應(yīng)具體提出混凝土的抗?jié)B等級、強度等級、長期致密性及耐久性檢測等性能指標(biāo)要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)的埋深確定混凝土的抗?jié)B等級，一般當(dāng)結(jié)構(gòu)埋深≤10 m 時，混凝土抗?jié)B等級≥S6；當(dāng)10m≤結(jié)構(gòu)埋深≤20 m時，混凝土抗?jié)B等級應(yīng)≥S8。但結(jié)構(gòu)混凝土的抗?jié)B等級也可根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性和使用年限作適當(dāng)提高。原設(shè)計的抗?jié)B等級≥S8 是可取的?；炷翉姸仁紫葢?yīng)滿足結(jié)構(gòu)的計算要求，在此前提下，防水混凝土最低的結(jié)構(gòu)強度等級≥C30。

隨著現(xiàn)在混凝土技術(shù)和材料的發(fā)展，再加之混凝土自防水和耐久性的高要求，混凝土的強度等級往往會遠超出最低要求，因此原設(shè)計的混凝土強度等級≥C30偏低，建議改為≥C35。混凝土長期致密性主要靠混凝土的耐久性檢測來檢驗，即包括混凝土的氯離子擴散系數(shù)及快速碳化深度兩項?；炷恋穆入x子擴散系數(shù)的檢測方法多種多樣，大致分為自然擴散法和加速擴散法兩類，后者還分若干種方法?，F(xiàn)在氯離子擴散系數(shù)的檢測相對快速的方法為 RCM 法，用此方法測得的現(xiàn)澆混凝土氯離子擴散系數(shù)<3.0×10-8cm2/s 時，則可認(rèn)為混凝土的密實度較好。然而各類氯離子擴散系數(shù)檢測方法的檢測結(jié)果并無對應(yīng)關(guān)系且檢測耗時太長（長達數(shù)月乃至1年），因此在工程實踐中，氯離子擴散系數(shù)檢測只能作為檢測混凝土最終質(zhì)量的手段，不能作為工程的過程監(jiān)測。作為氯離子擴散系數(shù)檢測的有效補充，便捷的混凝土電通量的檢測則可以作為混凝土的過程監(jiān)測，一般電通量≤1700 C 的現(xiàn)澆混凝土品質(zhì)就算是優(yōu)良的。碳化對鋼筋混凝土構(gòu)筑物來說，最大的危害是由于混凝土pH 值的降低，破壞鋼筋表面的鈍化膜使鋼筋產(chǎn)生腐蝕。

一般認(rèn)為碳化進行到混凝土中鋼筋表面時鋼筋才失去鈍化膜產(chǎn)生銹蝕，因此常把二氧化碳擴散到鋼筋表面的時間作為預(yù)測鋼筋混凝土構(gòu)筑物壽命的一個重要手段。

4.2 結(jié)構(gòu)外包防水層工程優(yōu)化

原設(shè)計外包防水層是采用“厚濕鋪法高分子復(fù)合自粘防水卷材”，這里面出現(xiàn)了幾個常見的問題。水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料作為一種剛性防水涂料可以單獨作為結(jié)構(gòu)的外防水層。如果使用在混凝土新老結(jié)構(gòu)的交接面上，則可以作為界面劑使用。而原設(shè)計將加強側(cè)墻及頂板防水的水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料看作是防水卷材與混凝土結(jié)構(gòu)的界面劑，這是不對的。

其次，防水卷材的使用方法問題。原設(shè)計從施工角度出發(fā)，在結(jié)構(gòu)底板采用雙面自粘防水卷材，此種做法利用卷材的雙面自粘，在鋪設(shè)時先和混凝土墊層固定，然后再和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)底板粘結(jié)。但這種做法欠妥當(dāng)，即卷材受雙面的變形約束，不利于卷材長期防水。因此，對于一般地下結(jié)構(gòu)的外包自粘性卷材，應(yīng)強調(diào)卷材與被保護的結(jié)構(gòu)混凝土的長期粘結(jié)，而盡量使卷材不受外部墊層、圍護結(jié)構(gòu)等的影響。自粘防水卷材（尤其是后鋪的自粘防水卷材）應(yīng)強調(diào)與結(jié)構(gòu)混凝土本體基面直接的粘結(jié)，而原設(shè)計的頂板卷材卻是粘結(jié)在找坡與找平層之上，這是典型的造成卷材與結(jié)構(gòu)面間“竄水”現(xiàn)象的錯誤設(shè)計。對于結(jié)構(gòu)外包防水層的設(shè)計優(yōu)化意見為：底板應(yīng)采用能與現(xiàn)澆混凝土粘結(jié)的自粘性防水卷材，側(cè)墻與頂板也應(yīng)選用能和混凝土基面長期粘結(jié)的、防水性能好的自粘性防水卷材。

上述所用自粘性防水卷材命名要規(guī)范，且均應(yīng)補充相應(yīng)的技術(shù)性能指標(biāo)，以便控制工程質(zhì)量。原設(shè)計的側(cè)墻與頂板外防水層的保護層還是符合有關(guān)規(guī)范要求的，只是頂板細石混凝土保護層厚度，規(guī)范規(guī)定≥50 mm，如無特殊要求，則可以不用摻加膨脹劑和設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。

4.3 結(jié)構(gòu)接縫防水處優(yōu)化設(shè)置

該工程結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中，談到本地下工程結(jié)構(gòu)采用后澆帶，并在圖中有后澆帶的具體位置，但缺少所有結(jié)構(gòu)接縫的具體防水做法。一般民用建筑的地下結(jié)構(gòu)接縫以施工縫為主，只有在出入口通道等位置設(shè)置結(jié)構(gòu)變形縫。本工程的結(jié)構(gòu)施工縫主要分為側(cè)墻的水平施工縫與貫穿結(jié)構(gòu)底板、側(cè)墻、頂板的垂直后澆帶施工縫，圖1為水平施工縫防水構(gòu)造處理的通常做法，建議原設(shè)計補充。圖1中的止水帶、密封膠或注漿管等防水材料應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)側(cè)墻的寬度確定具體安裝位置，并在正式圖紙中標(biāo)定。鋼板止水帶可選 200～300 mm 寬的鍍鋅鋼板，形狀除圖示外，還可選擇波紋形或其他形狀。

圖2 和圖3分別是底板和側(cè)墻后澆帶施工縫的常用防水構(gòu)造處理，頂板后澆帶施工縫防水構(gòu)造參照底板。后澆帶施工縫防水設(shè)計多種多樣，可以選擇可超前止水的后澆帶防水構(gòu)造，也可參考上海市建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計 《地下工程止水帶應(yīng)用圖》（DBJT08—99—2004）。后澆帶混凝土應(yīng)采用高出相鄰混凝土一級的高標(biāo)號、膨脹混凝土，施工的時間間隔應(yīng)滿足有關(guān)施工規(guī)定。值得注意的是水平施工縫與垂直后澆帶施工縫中的防水材料（止水帶、止水條、注漿管等）在交對于防水混凝土結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件要承擔(dān)地下水的水頭壓力，同時在結(jié)構(gòu)接縫處還要預(yù)埋一些防水材料等，因此從防水角度出發(fā)，規(guī)定了防水混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最小厚度不應(yīng)小于 250 mm。在原結(jié)構(gòu)設(shè)計中，局部頂板就出現(xiàn)了 200 mm 厚的地方，因此建議加大結(jié)構(gòu)頂板的厚度。對于全包防水的帶樁基的地下結(jié)構(gòu)，樁頭防水處理也是關(guān)鍵，但原設(shè)計中卻缺少此節(jié)點的設(shè)計。防水從根本上講是為結(jié)構(gòu)服務(wù)的，而結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求樁基嵌入結(jié)構(gòu)底板要有一定的深度，卷材的加強層卻將樁頭嵌入底板部分包圍了，看似達到了結(jié)構(gòu)防水作用，但卻破壞了樁頭與結(jié)構(gòu)底板嵌固的結(jié)構(gòu)要求。另外，卷材一層又一層的加強，看似對此節(jié)點的重視，但越是復(fù)雜的節(jié)點施工難度越大，為了避免上述問題，建議采用圖4所示的樁頭防水設(shè)計。

5、結(jié)語

從專業(yè)分工上講，長期以來民用建筑中的防水設(shè)計是由建筑設(shè)計師負責(zé)的，但對于地下結(jié)構(gòu)來講，結(jié)構(gòu)防水卻又更多地從屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計。從本工程中可以看出，原防水設(shè)計出現(xiàn)了太多的缺項、漏項以及概念上的錯誤，這是建筑與結(jié)構(gòu)對于地下結(jié)構(gòu)防水設(shè)計的分工不清而造成的。筆者通過對本項目結(jié)構(gòu)防水設(shè)計的分析、優(yōu)化，希望能提醒有關(guān)工程技術(shù)人員，在今后越來越多的地下空間的開發(fā)過程中，能不斷完善防水設(shè)計，避免出現(xiàn)不必要的滲漏現(xiàn)象。

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