地下室防水设计的几点意见1

地下室防水设计的几点意见1
前言
　　地下室防水设计的内容，可粗略分为概念设计与构造设计。
　　概念设计乃设计的基本原则，忽视概念或概念设计错误，后面的设计、施工及至使用、维修就会变得复杂、混乱，一不顺则百不顺。
　　构造设计包括主体防水及节点防水。主体防水又分为结构自防水和附加防水。结构自防水是必须采用的；附加防水按工程的防水等级选用，附加防水也称“其他防水层”，以柔性外防水为主。节点防水主要包括施工缝，后浇带、变形缝、穿墙管线、柱顶防水等，设计说明中的“构造作法”不能代替构造节点。节点防水也称“细部构造防水”，可按工程的防水等级和实际情况选用不同的防水措施。
　　1概念设计
　　1.l设计责任
　　结构自防水及后浇带、变形缝的位置，主要是由结构专业设计；主体附加防水及节点防水主要由建筑专业设计；其他专业配合建筑及结构专业设计。应当指出的是，对防水节点的设计，结构专业也可参加设计，比如后浇带。但后浇带的防水构造设计，结构专业的规范仍沿用几十年前的作法，已十分滞后。许多版本的结构工程师一级注册考试复习教程中，对地下防水设计大多也只是简单的一般叙述，与当前地下防水设计的实践相差较大，因此，建筑设计人员不应放弃防水设计的责任。
　　1.2排水
　　地下工程中，具有自流排水条件，且允许作自流排水的工程应积极采用自流排水系统，以降低地下水的压力，使防水设防变得更简单，省钱，效果更好。
　　关于机械排水。建筑地下室虽也设机械排水，但与地铁有很大区别。前者主要考虑偶有地表水涌入，如地下车库车行道入口雨后进水，或万一发生火灾消防扑救后的积水排除。而地铁设机械排水乃是地铁常设运行所必须的。
　　建筑地下工程在设置自流排水时，还应考虑因排水而加剧侵蚀性地下水对混凝土的影响。
　　地下室不论使用性质如何，其钢筋混凝土底板面均应设计保护层。对于地下车库、设备用房，保护层建议按100-200mm厚C20混凝土设计，该保护层兼找坡作沟。如前所述，建筑地下室排水非常设运作，因此，只需按100mm×150mm(宽)的尺度设计周边排水明沟，不必在钢筋混凝土底板上作文章，这样，就有利于底板自防水。
　　进出地下室的外开口部分，如地下车库车道出入口外，设置玻璃棚罩，减少雨汇集面积，减轻地下室排水系统运行次数。棚架作为出入口的地面标识物，也方便驾车人士识别。
　　1.3简化平剖面
　　地下室平剖面设计应尽量简化，即所谓“简、并、避、离、升”。这种简化原则，作为地下室防水设计基本概念，曾为建筑专业几十年来所遵循，只是近年有所放松，应重提旧制，并发扬光大。
　　地下室，特别是多层地下室的窗井、风井的设计也就遵循“简、并”的原则。除了半地下室之外，建议不要随意设置窗井、风井。因窗井、风井可能破坏地下室侧壁外防水的连续性；窗井、风井底部土体不易密实，加之与主体结构相联处容易因沉降不均产生裂缝，不利防水。一层地下室，情况可能好一些，但若窗井底板与主体底板标高相差许多，则存在相同的问题。窗井、风井最好在室内设置，一层地下室从上部空间开始，多层地下室可能要穿越楼板，但都应在室外地坪以上标高处由侧壁挑出。这样，令地下室地下部分的外墙平剖面简化，有利防水构造的设计与施工，应采取积极的态度加以设计。简单地按传统设计窗井、风井，给防水的设计、施工、维护都带来麻烦。
　　1.4回填土
　　地下室回填土，历来要求采用粘土或原土，＠300，分层夯实。近年，不少工程为赶几天的工期，采用石碴回填。这种作法令地下室长年浸泡在地下水之中，对防水大为不利，只是图了一时的方便，实不可取。此种作法的副作用，是令建筑周边地面在长年雨水的沉实作用下，有下沉开裂之可能，而土体与地下室之间的相对位移，容易破坏附加外防水层。
　　1.5分期建设
　　关于分期建设的地下室工程，不管分期实施的具体方案如何，只要是连接成片的地下室，设计都应一次完成。对于施工，有条件时，地上分期，地下一次施工。
　　设计要充分考虑分期衔接的防水问题，先作的要考虑防水层的预留与保护，后接时，要考虑衔接严密，特别是要充分考虑先后建设可能产生的变形对防水构造的影响。
　　分期，按变形缝自然划分最合理，但要对先期施工的缝处预留条件作好充分的保护。有的开发商，走一步想一步，主意多变，把精心设计的地下室当作生日蛋糕任意切块，即兴分期，实属蛮干。
　　2构造设计
　　2.1主体防水
　　2.1.1混凝土自防水
　　混凝土自防水主要措施是混凝土级配合理、掺减水剂与膨胀剂。与设计有直接关系的是掺膨胀剂。膨胀剂应当选用高效膨胀剂(膨胀率≥0.35%的膨胀剂)，高效膨胀剂目前均属旋窑生产，品质稳定。而非高效膨胀剂，用于钢筋混凝土抗裂，效果不佳，且大多是立窑生产，质量不稳。另外，使用非高效膨胀剂，掺量较大，含碱量难以控制，可能导致混凝土其他品质的下降，如坍落度损失较大，甚至引起抗压强度的降低。但工程实践中，掺膨胀剂而失败的更多原因还是选用不合格品，掺量不足以及未按工法严格施工，特别是养护不到位。
　　如有条件，可采用混凝土60d强度作为设计强度，并采用减小配筋直径，同时增加配筋密度的措施减少混凝土的裂缝。
　　在混凝土中掺加纤维主要用来增加混凝土的韧性及表面耐磨、抗裂，多用于薄型混凝土或混凝土预制构件。若在大体积、厚底板(壁)中使用纤维混凝土，应进行经济比较。
　　2.1.2外防水
　　建筑工程地下室一向强调外防水。外防水通常以柔性为主，应当是全断面防水，侧璧外防、底板内防的做法不可取。
　　强调外防的主要原因，是防水的同时要考虑混凝土的防护，使其免受有害地下水的侵蚀。地下混凝土工程的耐久性，也就是钢筋混凝土地下室的寿命，应放在百年以上来考虑。目前许多开发商，要说服他们多考虑二、三十年，是很困难的，尽管每一个工地都忘不了挂上“百年大计”的牌子。作为设计人员，应当清醒地认识到，一个建筑，不仅是业主的利益所在，更涉及社会与公众的利益。因此，应当按“国家是第一用户”的原则行事。深圳有一幢一类高层建筑，在地下水有腐蚀的情况下，甲方、施工、监理合伙坚持取消外防水，理由只是赶几天的工期，实在是鼠目寸光。
　　2.1.3氡污染
　　关注公众健康是国家最基本的政策。因此，地下工程中，在人员长期停留的场所，还应充分考虑防潮，说到防潮，主要是防止地下氡污染。据有关资料记载，室内氡污染，被联合国列为十项最具危险性的灾情之一。据国际抽样调查，有20%的住宅地下室存在氡污染。美国将氡污染列为肺癌第二大诱因，每年致2万人死亡。而我国的地下室，有资料认为，100%需要进行氡防护。
　　氡主要通过地下水渗漏被搬运并聚积在地下室内表面，形成具有很强的α、β、Υ放射性固体微粒组成的放射性薄层；人在高氡场所将受放射影响，或直接吸入氡气，严重威胁健康。因此，地下氡防护最起码的构造措施就是防水防潮。仅设混凝土自防水或不设柔性附加防水的地下室，一般来说只能防水而不能防潮。因为混凝土是多孔的材料，属刚性防水层，一般来说是透气的，不防潮。
　　2.1.4附加防水
　　自防水混凝土既然是透气的，也就是说它不是绝对不透水的材料。根据测定，抗渗等级为58的防水混凝土，渗透系数为5×10-10-8×10-10cm／s。有些地下工程，须防地下水浸蚀时，混凝土渗透系数要求为10-11cm／s，而要达到这一数值，单靠自防水混凝土、抗渗要求高达S20以上，显然代价太大。因此，防水等级为一、二级的工程，设计附加防水层是必要的。
　　根据“刚柔结合”的原则，附加防水层选用柔性防水层更为合理。选用了柔性防水层，当然要置于迎水面。置于背水面时，只用于带内衬的地下室。
　　刚性防水涂层，可以用于背水面，也可以用于迎水面。但就目前国内地下室防水综合技术水平而言，笔者主张还是用在背水面。理由是：刚性防水涂层，比如无机防水涂层，最好是“复合”用在防水等级为一级的地下室工程。一级工程的主体附加防水层可以选择两道，一为柔性在外，二为刚性在内，不失为一种较好的组合。刚性防水涂层还常用于防水失败后的补救措施，当然只能用在背水面。
　　2.1.5连续墙
　　将连续墙加厚，与衬墙合二为一，并非好思路。近年来，这种作法屡有介绍，并急急忙忙宣布成功，但真正防住水的工程实例比“一举成功”的文章少得多。连续墙连泥带水浇筑混凝土，虽然研究了许多好的接头方法，也有水下不分散混凝土的应用，但要真正防住压力水，谈何容易。不必重复走这样的弯路，还是另加内衬墙的办法比较合理。连续墙内与衬墙之间设置滤水层，当然要在衬墙施工前，对连续墙内实施全面的认真的堵漏防渗。这样的设计，总厚度并不比合二为一的方案大，因此，从设计思路上讲，就更无必要做得不偿失的事情了。

无间道

2012年12月11日 13:47:25

2楼

地下室防水设计的几点意见2
2.1.6地下室顶板
　　地下室顶板除了要作连续的柔性附加防水之外，还应当根据实际需要设置其他构造层次：回填土要设隔离层与保护层；种植土要设滤水层与保护层，或者隔离层、保护层、滤水层。如果种植土较厚，不设滤水层也可。没有回填土而直接设广场，则须考虑设置绝热层，北方考虑保温，南方考虑隔热。绝热层还要结合使用要求考虑车行荷载的影响。
　　地下室顶板若为室内地坪时，地下室侧壁的防水应与外墙防水用密封材料衔接，位置可在室外散水以下。在少雨区，如外墙不设防水，地下室侧壁的防水应做至室外地坪以上500mm处。如外墙为粘贴饰面，则这500mm高的防水应改为聚合物水泥砂浆，其与地下室侧壁的附加柔性防水层相接仍然用密封材料，位置在室外散水之下。
　　2.l.7地下饮用水池
　　地下饮用水池，在作内防水的同时，仍然要作附加外防水，这个外防水不能省(指与地层接触面)。
　　顺便提提地下水池导流墙。导流墙对水池内防水的设计施工将带来不便。导流墙本意是使水体流动，减少微生物繁殖。实际上，导流墙的设置大大增加了水池内表面积，并形成大量阴阳角，不仅对微生物的附生提供了更多的机会，而且不利于内防水涂层的施工质量，很有些得不偿失。实际上，合理安排进出水口，也能减少死水角，况且，目前已有防菌无毒瓷质涂层，能够有效地抑制菌类的生长繁殖，因此导流墙的作法，不如去之为快。
　　2.2节点防水
　　2.2.1变形缝
　　所有地下防水设计的节点中，变形缝是最复杂的，失败率也是最高的。为此，建议在地下室排水系统设计时，尽可能考虑在变形缝附近设置集水坑或排水明沟，以防止万一渗水后，采取导流措施，不影响正常使用，也有利于堵漏注浆等补救工作的开展。
　　地下室一般不考虑设置温度变形缝，抗震缝一般也不设在地下室。实际上，地下室设置的变形缝主要是沉降缝。因建筑各部分刚度变化较大而设置的抗震缝并不多。
　　从防水的角度看，变形缝的宽度宜小不宜大，超过40mm宽，就应慎用。因此，建筑专业在方案或初步设计阶段就应注意到这些问题，避免在多层地下室的多层部分设置变形缝；或与结构专业密切配合，采取必要的措施，如控制设计沉降量，避免在平、剖面复杂之处设置沉降缝。
　　在面积很大且进深也较大的地下室设置变形缝，应将平、剖面在缝处设计成“葫芦腰”状，以便只在细腰处设缝，也就是说，在缝两侧设置双墙，只在必要的通道处设置变形缝。
　　双墙之间的净距应便于拆模及防水施工。将双墙设计成并靠在一起，后施工的一侧按外防内贴的作法，似还值得商榷。变形缝两侧应考虑避开明、暗梁柱，以便止水带的安装固定不受箍筋的影响。最简单的办法就是两侧各挑出350mm，令此范围内只有构造配筋，可以方便地采用钢筋套夹固定止水带。
　　鉴于止水带两侧混凝土的施工质量失败率相当高，建议采用柔性“三通串筒”给料：配以两侧同步振捣，使止水带两侧总是同时浇筑混凝土，避免了柔性止水带由于施工原因的变形偏转。
　　在厚底板处连续设置数个止水带的方法不可取，因止水带下混凝土本来就不易浇筑密实，数带叠设，令带下更易滞积气泡。水平止水带采用盆型安装，情况可能会得到改善，但整个带的安装不平服，可能出现折皱，特别是采用不锈钢翼极的塑料止水带，现场交圈有一定难度。
　　说到交圈，PVC止水带采用热熔焊，明显好于橡胶止水带的钢板热压粘贴。
　　为解决现场交圈的困难，最好由工厂按尺寸定制，加工成环，这对于不锈钢翼板的塑料止水带尤为重要。
　　2.2.2施工缝
　　施工缝中，传统的台阶缝、企口缝、凹缝、凸缝以及钢板止水带，原理上都是延长渗水路线，等于加大了混凝土的厚度。这一原理本身并不完善。通过延长渗水去解决长期压力水作用下的渗水，只是没有更好的办法时的办法。现代混凝土的施工技术及外加剂的使用，使缝的存在不一定是必然的，曾有工程竣工后，在缝处抽蕊取样，实验表明缝处两侧混凝土的结合程度与混凝土内部并无明显差别。因此，缝处混凝土的防水，关键是保证混凝土自身的施工质量。而上述各种作法，都在延长了渗水路线的同时，降低了混凝土的施工质量，主要是振捣不密实以及产生短路裂缝。钢板止水带，只要两侧认真清理，情况会好一些。
　　本文建议的构造作法，主要是外贴式止水带、缓膨型膨胀胶条或缓膨型遇水膨胀腻子条，还有渗透结晶型防水涂层。胶条用在预留嵌槽且槽内表面坚实光滑的情况下，腻子条则用在表面不太规则的混凝土表面，渗透结晶型防水涂层施工最方便，但建议不要单独使用。
　　遇水膨胀胶条或腻子，原理上较科学，实际操作上也有失败。应当改进选材和施工。
　　有些新出版的书刊和图集，将台阶缝扩大成三级，或者将台阶与止水板复合使用，是比较脱离实际的，设计人员在选用时应当注意。
　　值得一提的是止水板，笔者认为钢板好过柔性带，后者应用在有变形之处，而施工缝处一般认为没有变形，与混凝土的结合，后者也不如前者。
　　钢板止水带与缓膨型遇水膨胀条或腻胶条复合使用，可能是较好的一种选择，因为胶条(或腻子)紧贴钢板与混凝土，浇筑混凝土时不易移位。
　　其实困难的是垂直施工缝。垂直缝建议选用带钢丝骨架的缓膨型遇水膨胀胶条或腻子条，用混凝土钉固定，同时在修理过的坚实而干净的基层上，经喷水湿润后加作渗透结晶型防水涂层并紧接着浇筑混凝土。当然胶条或腻子条总是在最后再装上去才好。
　　2.2.3后浇带
　　后浇带也可以采取上述构造措施。后浇带的其他作法包括采用一次性带鳞状孔的钢模。钢模支撑前，应在周边先支撑木方，钢模固定在木方上。钢模浇入混凝土之后，并不延至混凝土表面，不形成渗水通道。这种构造显然比采用数层钢丝网要合理得多。数层叠加的钢丝网，在二次浇筑前的清理工作中，不清不好，清又清不净，影响此处施工缝的浇筑质量。
　　后浇带由于连续钢筋的粗而密，常给清理工作和固定遇水膨胀腻子条带来困难。如能将止水条与一次性钢模结合起来，在钢模两侧预先固定止水条，则防水效果可能更好。
　　一次性钢模的缺点是：先后浇筑的混凝土，其粗骨料的嵌固被阻隔。因此，将后浇带改为加强带的作法就值得积极研究。只要作好施工组织设计，令混凝土的配料、搅拌、运输与现场浇筑紧密配合，并采取二次振捣及超时界面处理，就不失为一种好的选择，它可以将后浇带固有的诸多不便一扫而光。
　　关于后浇带超前止水，方法很多，需要注意的是，地下室部分的施工组织设计的审查，应有设计单位参加，以便从基坑开挖及垫层浇筑之前，就确定了个完整的超前止水的实施方案。否则，施工中途可能发现：超前止水并不仅仅是施工的问题，到这时，才提出设计修改要求，就会影响整个止水方案的完整性与合理性。超前止水还应贯穿在整个工程的全过程之中，直到回填土完成。主要应注意的是采取适当措施，防止地表水、养护水及垃圾杂物的落入，必要时，应结合地下室平面排水系统的设计在底板后浇带附近设置集水坑，便于后浇带浇筑前的最后清理。
　　不采用超前止水时，也应设置集水坑，可按上述方法设在地下室室内，也可临时设在地下室室外。
　　2.2.4止水环
　　地下室穿墙管线，包括支撑用螺栓所使用的止水环，均建议与遇水膨胀腻子条复合使用，理由如前所述，仅仅是延长渗水路线，不是很好的办法。
　　穿墙管、线、螺栓都应采取防止转动的措施。最简单合理的办法是将止水环外形改为非圆形，比如小环为方形，大环为六边形，其他方法则可能影响止水条的固定。
　　大直径的预埋套管，管底宜适当开口，防止混凝土在此处虚空。套管与管道，须在穿至混凝土表面处设置凹槽，用密封材料密封。
　　穿越地下室侧壁的群管，就集中设置，作在预埋钢板箱盒内，管道安装完毕，再于箱盒内浇筑混凝土。盒周边迎水面一侧，应加作柔性防水涂层。
　　直接在混凝土上预留洞口的方法不是好办法。在预留箱盒或预留洞内浇筑混凝土时应配合注浆。
　　2.2.5桩顶防水
　　桩顶不须设防水的观点是站不住脚的。但应在柱顶截断钢筋，将附加防水层连续作好。对于高层建筑，结构要求与承台固结的桩顶，可采用聚合物水泥砂浆防水。聚合物水泥砂浆须经试验，精确配比，以保证抗渗强度达到设计要求的同时，满足抗压强度的要求。国家标准图选用的是渗透结晶型防水涂层；国外多是喷涂环氧砂浆。桩顶的防水层是刚性的，与底板的柔性附加防水层应在垫层交接处用密封材料衔接。桩顶作水泥砂浆找平，是完全错误的。与钢柱交接的桩顶，还应在型钢周边嵌以遇水膨胀止水条。
　　3结语
　　地下防水设计，主要是概念设计。概念正确，事半功倍(概念设计的内容很广，本文只涉及建筑设计这一部分)。影响概念设计正确的重要因素，是业主以质量换低价，或者是对地下工程长期质量的重要性认识不足。
　　构造设计很重要，但构造并非万能。把麻烦都留给构造去解决，乃是建筑设计行业中的一种坏习惯。况且，当前地下防水设计中，构造普遍粗略，节点普遍幼稚。造就这种坏习惯的原因很复杂，但最直接的原因却很简单：重形式，轻技术。根治的办法也很简单；尽快地、全面地推行责任赔偿制度。