探討地下建筑防水設(shè)計(jì)及防水材料的合理選用

呂杰

（山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013）

0 引言

地下建筑防水有其自身的特殊性，不應(yīng)照搬屋面的防水措施。在工程項(xiàng)目中如果防水工程做不好，不僅影響著工程施工質(zhì)量，而且會(huì)增加工程造價(jià)。目前已交付的大部分地下工程均存在不同程度的質(zhì)量問(wèn)題，墻面、頂板等出現(xiàn)了漏水、滲水問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)防水設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化和防水材料的選擇，才能有效提高地下建筑防水的可靠性和耐久性。

1 地下建筑防水的重要性

1.1 會(huì)對(duì)建筑的使用年限產(chǎn)生直接影響

地下室防水材料的選用不合理、現(xiàn)場(chǎng)施工的不規(guī)范及建筑的局部沉降引起的防水層失效問(wèn)題，在很大程度都會(huì)縮短建筑的使用壽命，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生安全事故。地下建筑有效的防水措施能夠避免滲水問(wèn)題的出現(xiàn)，確保建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)筑物不會(huì)受到水的侵蝕，并且使建筑內(nèi)部空間的穩(wěn)定性和可靠性得到保證，另外，通過(guò)防水材料的合理使用，能夠避免浸水及滲透問(wèn)題，延長(zhǎng)建筑的使用壽命[1]。

1.2 影響使用者的生命安全和經(jīng)濟(jì)損失

地下室滲漏水會(huì)影響建筑的正常使用功能，并會(huì)導(dǎo)致地下房間內(nèi)的空氣濕度、溫度、清潔度及保溫性能變差，嚴(yán)重的會(huì)影響到使用者的身心健康，而且要常年采用機(jī)械通風(fēng)和吸濕除濕設(shè)備，均會(huì)造成能耗的浪費(fèi)和使用成本的增加。若地下室存有物資，則會(huì)使物資受潮乃至腐爛變質(zhì)或失效，帶來(lái)直接經(jīng)濟(jì)損失。地下室滲漏水會(huì)引起電化設(shè)備絕緣性能降低，從而威脅人身安全[2]。

2 地下建筑防水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

地下室防水工程在設(shè)計(jì)中要遵循以防為主，以排為輔的設(shè)計(jì)原則，因地制宜選擇具有先進(jìn)的技術(shù)，并且要滿足經(jīng)濟(jì)合理、防水可靠的設(shè)計(jì)要求。由于在地下建筑防水施工中工序操作較為復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)之前必須了解周圍的水位和水質(zhì)情況，制定出合理的防水技術(shù)方案，以便在設(shè)計(jì)中能夠及時(shí)有效地針對(duì)土質(zhì)中存在的各種問(wèn)題來(lái)糾正，確保建筑的防水質(zhì)量。本文針對(duì)地下建筑的3 個(gè)重點(diǎn)位置進(jìn)行設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。

2.1 地下建筑頂板防水設(shè)計(jì)

地下建筑頂板防水設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（與屋面防水比較）如下：①地下室防水與屋面防水有很多類似的地方，防水材料和各種構(gòu)造層次都是差不多的，但也有其自身的特點(diǎn)。屋面的防水都是為結(jié)構(gòu)頂板防水，防的都是雨水，水是從上往下而來(lái)的，而地下室的防水要考慮的是6 個(gè)面（頂板、底板、墻面），水的方向是來(lái)自各個(gè)方向，上下左右都有防水要求，這些不同導(dǎo)致了很多防水措施的不同。②屋面的防水都是做在頂板之上（迎水面）。地下建筑由于地下施工的原因，有些防水做法是做在結(jié)構(gòu)板內(nèi)側(cè)，所以有了迎水面和背水面兩種不同的做法。③屋面防水都是水平面的，而地下室防水有墻面防水的要求，當(dāng)防水做到立面以后，由于重力方向的原因，層次的做法和要求也有了不同的要求。④屋面防水已經(jīng)拋棄了剛性防水層，而地下室防水仍然保留了這種做法，比如最主要的結(jié)構(gòu)自防水就是用防水混凝土，此外防水砂漿也是一種剛性防水做法。⑤施工的順序不同，屋面防水要先做結(jié)構(gòu)再防水，而地下室底板和墻面都有先做防水再做結(jié)構(gòu)的做法[3]。

地下建筑頂板防水設(shè)計(jì)的主要目的是確保地面雨水或滯留水不會(huì)進(jìn)入建筑內(nèi)部，應(yīng)該遵循以防為主，以排為輔的基本原則，因地制宜，設(shè)計(jì)先進(jìn)，防水可靠，經(jīng)濟(jì)合理。結(jié)構(gòu)自防水是以防為主抗?jié)B漏的關(guān)鍵，以排為輔主要體現(xiàn)在地庫(kù)頂板的構(gòu)造排水措施上，實(shí)際工程中很多沒(méi)有地下水的項(xiàng)目出現(xiàn)地下室漏水問(wèn)題，主要原因是地下室頂板滲水引起的，設(shè)計(jì)上的常規(guī)做法是地庫(kù)頂板做一道找坡層，及時(shí)把下滲水排到地下室區(qū)域之外，但實(shí)際情況是地下建筑的范圍一般都比較大，通過(guò)材料找坡的做法來(lái)達(dá)到有效排水，材料的厚度會(huì)特別厚，實(shí)際操作和成本上都不太現(xiàn)實(shí)。需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況做出合理的設(shè)計(jì)，場(chǎng)地的狹窄的項(xiàng)目可以通過(guò)材料找坡把水排到建筑之外，再結(jié)合室外管網(wǎng)及時(shí)把水排走。場(chǎng)地高差比較大的項(xiàng)目可以通過(guò)結(jié)構(gòu)找坡排水（缺點(diǎn)是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工及設(shè)計(jì)要求比較高）。

其他大型項(xiàng)目可以通過(guò)劃分排水區(qū)域，每個(gè)區(qū)域設(shè)計(jì)排水盲溝結(jié)合集水井實(shí)現(xiàn)防水效果，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)滲漏水點(diǎn)，做到及時(shí)處理。也可以多種方式相結(jié)合，統(tǒng)一考慮成本和排水效果?，F(xiàn)在絕大部分建筑都有地面景觀綠化，植被需要不斷有水源供應(yīng)，地下建筑種植頂板的防水設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)工作。地下建筑種植頂板防水構(gòu)造包含鋼筋混凝土自防水頂板、找平層、普通防水層、耐根穿刺防水層、隔離層、保護(hù)層、排（蓄）水層、過(guò)濾層、種植土以及植被層等。地下建筑種植頂板的防水等級(jí)一定是一級(jí)防水（兩種防水組合），其中一種必須為耐根穿刺防水材料，種植頂板的常規(guī)做法厚度為≥250mm。耐根穿刺防水材料表面需要設(shè)置保護(hù)層，保護(hù)層與防水層之間由于需要避免發(fā)生化學(xué)作用需要設(shè)置隔離層。保護(hù)層的作用是防止工地上對(duì)防水材料上部的做法進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)耐根穿刺防水材料造成損壞。隔離層的作用：①防止防水卷材上部的保護(hù)層因?yàn)橥饨鐪囟鹊淖兓a(chǎn)生裂縫，拉動(dòng)防水卷材產(chǎn)生變形、開裂影響防水效果。②防止防水卷材因?yàn)椴牧铣煞值牟煌a(chǎn)生化學(xué)作用，影響防水效果[4]。

2.2 地下建筑外墻防水設(shè)計(jì)

地下建筑外墻防水構(gòu)造包含保護(hù)層（有保溫要求可以采用保溫層代替）、防水層、找平層（可根據(jù)基層的平整度及防水材料的特性取舍）、保護(hù)層、鋼筋混凝土自防水外墻等。實(shí)際工程中鋼筋混凝土外墻項(xiàng)目都取消了找平層，只有少數(shù)外墻是磚墻及采用磚胎膜項(xiàng)目必須做找平層。這就要求施工操作的過(guò)程及養(yǎng)護(hù)措施的選擇中要考慮全面，達(dá)到主體墻面平整度要求，保證外墻和防水材料緊密貼合。磚胎膜的施工方法一般用于地下建筑集水坑、電梯基坑及主體基坑等需直立開挖的情況下、無(wú)法支模且外防水無(wú)法做到側(cè)壁混凝土墻上，故采用這種特殊的施工方式。外墻外防水按防水層與外墻施工作業(yè)順序分為外防外貼和外防內(nèi)貼。外防外貼法是待結(jié)構(gòu)外墻施工完成后，直接把卷材防水層貼在外墻上（即地下結(jié)構(gòu)墻迎水面），最后作卷材防水層的保護(hù)層。外防內(nèi)貼法是結(jié)構(gòu)外墻施工前先砌保護(hù)墻，然后將卷材防水層貼在保護(hù)墻上，最后澆注外墻混凝土的方法。外防外貼法一般適用于基坑空間較大，有施工操作的空間；外防內(nèi)貼法一般適用于受場(chǎng)地限制，基坑空間狹窄的工程[5]。

2.3 地下建筑底板防水設(shè)計(jì)

地下建筑底板防水設(shè)計(jì)需考慮地下水、毛細(xì)管水等的作用。具體防水構(gòu)造包含素土夯實(shí)、墊層、找平層、防水層、隔離層、保護(hù)層、鋼筋混凝土自防水底板等。底板的防水層上部一般都需要做保護(hù)層，只有采用預(yù)鋪反粘法時(shí)可以不做保護(hù)層，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工過(guò)程中由于進(jìn)度及工序原因取消防水層上部的保護(hù)層，而選用高分子自粘膠膜防水卷材直接做在基層上，不易形成串水通道，這種方法叫做預(yù)鋪反粘法。在地下建筑工程中不可避免的要設(shè)置后澆帶，為避免地下建筑在施工過(guò)程中持續(xù)降水，通常采用一種叫“超前止水”的非常規(guī)做法，就是在后澆帶的位置先做變形縫實(shí)現(xiàn)止水效果，等主體結(jié)構(gòu)變形完畢，再澆筑混凝土的方法。

3 地下建筑防水材料的合理選用

設(shè)計(jì)人員在選擇防水材料時(shí)，要考慮以下3 個(gè)因素：①項(xiàng)目所在地的氣候條件及水文地質(zhì)情況，通過(guò)了解所在區(qū)域的溫度及應(yīng)用條件等因素，選擇耐熱度、柔性適宜的防水材料；②依據(jù)場(chǎng)地的水文地質(zhì)情況選擇耐紫外線、耐老化及耐腐蝕的防水材料；③結(jié)合地理?xiàng)l件的變化、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所在區(qū)域的溫度差異等，選擇適宜的防水材料。

3.1 防水卷材防水層

卷材類防水層常用于建筑周圍本身具有地下水的情況，由于卷材類防水層的柔韌性比較好，所以也經(jīng)常用于受侵蝕性介質(zhì)作用場(chǎng)地和受震動(dòng)作用有影響的場(chǎng)地。卷材防水層應(yīng)鋪設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)的迎水面，這種操作方式可以保護(hù)主體建筑外墻、底板等直接與侵蝕性介質(zhì)接觸而不受腐蝕，而且能防止?jié)B漏水侵入混凝土自防水結(jié)構(gòu)內(nèi)引起鋼筋的銹蝕。卷材防水層需要平整的基層（找平層），找平層給防水卷材提供一個(gè)平整、密實(shí)、有強(qiáng)度、能粘結(jié)的構(gòu)造基礎(chǔ)，鋪貼卷材的找平層應(yīng)堅(jiān)實(shí)，不得有突出的尖角和凹坑或表面起砂現(xiàn)象。卷材鋪貼的交接處應(yīng)交叉搭接并保證搭接寬度的相關(guān)要求。結(jié)構(gòu)的陰陽(yáng)角、雨水口及伸縮縫、施工縫、管道根部等薄弱部位需要增設(shè)附加防水層。卷材防水層主要包括高聚物改性瀝青類和合成高分子類。高聚物改性瀝青類防水卷材具有耐老化、耐侵蝕、不浸潤(rùn)等特性和良好的憎水性、彈塑性、耐候性和黏結(jié)性，適用于受侵蝕性介質(zhì)或受振動(dòng)作用、基層變形較小、迎水面設(shè)防的地下工程。實(shí)際工程中為了滿足施工進(jìn)度和防水效果采用自黏聚合物改性瀝青防水卷材比較多，缺點(diǎn)是會(huì)增加成本。合成高分子類防水卷材具有抗拉強(qiáng)度高、延伸率大、彈性高、溫度特性好、耐水性能優(yōu)異等特性，適用于受侵蝕性介質(zhì)或振動(dòng)作用的基層變形量較大、迎水面設(shè)防的地下工程。三元乙丙橡膠防水卷材是比較常用的合成高分子類防水卷材，最大的性能優(yōu)勢(shì)是耐久性好，可以達(dá)到與主體結(jié)構(gòu)相同的使用壽命。高分子自粘膠膜防水卷材由于自身的材料特性適用于預(yù)鋪反粘法。常用的耐根穿刺類防水卷材以SBS 改性瀝青耐根穿刺防水卷材居多，SBS 耐根穿刺防水卷材中，既要帶有銅胎，又必須摻加阻根劑。當(dāng)采用兩種防水卷材復(fù)合防水時(shí)，兩者的材料性能應(yīng)具有相容性，并應(yīng)緊密結(jié)合[6]。

3.2 水泥砂漿防水層

水泥砂漿防水層屬于剛性防水，具有高強(qiáng)度、抗刺穿、濕粘性等特性。聚合物水泥防水砂漿是比較常用的防水砂漿，少數(shù)項(xiàng)目也采用摻外加劑的防水砂漿。適用于結(jié)構(gòu)主體剛度較大，建筑物變形小且地下水位低，埋置深度不大，面積較小且防水要求不高的建筑工程。防水砂漿本身具有找平作用，在其上的做法如果對(duì)平整度有要求，也不需要再另行找平，可直接把防水砂漿作為找平層。常用的防水砂漿有有機(jī)硅防水砂漿、補(bǔ)償收縮（摻膨脹劑）水泥砂漿、水泥防水劑防水砂漿、無(wú)機(jī)鋁鹽防水砂漿等。

3.3 涂料防水層

涂料類防水材料包括無(wú)機(jī)防水涂料和有機(jī)防水涂料兩大類。通常地下建筑主體結(jié)構(gòu)的迎水面采用有機(jī)防水涂料；地下建筑主體結(jié)構(gòu)的背水面采用無(wú)機(jī)防水涂料。有機(jī)防水涂料可選用反應(yīng)型（聚氨酯防水涂料）、水乳型（聚氯乙烯彈性防水涂料）及聚合物類水泥防水涂料，無(wú)機(jī)防水涂料施工現(xiàn)場(chǎng)比較常用的材料是水泥基滲透結(jié)晶防水涂料。冬季施工宜選用反應(yīng)型涂料。聚合物水泥防水涂料應(yīng)選用Ⅱ型產(chǎn)品。地下建筑處于有腐蝕性的環(huán)境中要用有機(jī)防水涂料，這種材料結(jié)合剛性保護(hù)層耐腐蝕比較好。有機(jī)防水涂料具有良好的延伸性及較大適應(yīng)基層變形能力，適宜在迎水面設(shè)防。深埋、振動(dòng)、變形較大的工程選用高彈性防水涂料，水乳型、聚合物水泥有機(jī)涂料可用于潮濕基層。涂料防水層施工時(shí)，經(jīng)常在防水涂層中加設(shè)玻璃纖維布或聚酯纖維布等作為胎體增強(qiáng)材料，其主要目的是：細(xì)部節(jié)點(diǎn)用胎體增強(qiáng)材料適應(yīng)變形能力，天溝、檐溝、檐口、泛水等節(jié)點(diǎn)部位，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)溫度變形不同步，易產(chǎn)生變形和裂縫，造成滲漏。涂料防水層的最大特點(diǎn)在于他要依附于剛性基層上，通過(guò)黏結(jié)在剛性基層成膜，所以涂料防水層的前一層一定是水泥砂漿或細(xì)石混凝土之類的剛性層。水泥基滲透結(jié)晶防水涂料在實(shí)踐工作中解決了大量建筑地下室滲漏水問(wèn)題，主要原理是通過(guò)與地下建筑滲漏水發(fā)生反應(yīng)而形成耐水的結(jié)晶體，使混凝土的密實(shí)度提高達(dá)到防水效果。不需要設(shè)置找平層和保護(hù)層也不需要考慮隔離層的設(shè)置。水泥基滲透結(jié)晶防水涂料不是獨(dú)立的防水系統(tǒng)，他是通過(guò)滲透基層，使得其下的混凝土基層有了防水能力，這是選取防水材料的關(guān)鍵。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地下建筑防水設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要且復(fù)雜的工程，要求設(shè)計(jì)人員不僅要具備充足的理論知識(shí)，還得具備現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及對(duì)防水材料性能的充分理解。在地下建筑防水設(shè)計(jì)過(guò)程中，要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，科學(xué)合理的分析，做到設(shè)計(jì)合理、現(xiàn)場(chǎng)材料合格、施工措施規(guī)范、保護(hù)到位，才能確保地下建筑的防水性能，保證建筑的正常使用壽命。