地下室防水构造设计及施工存在的相关问题及解决办法

地下室防水构造设计及施工存在的相关问题及解决办法

构造设计 1 主体防水

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6o d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 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，侧壁外防，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“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。 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αβγ放射性固体微粒到组成的放射性薄层。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。 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S8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l0-11c m/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。一级工程的上体附加防水层可以选择两道，一为柔性在外，一为刚性在内，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。 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。 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。在少雨地区，如外墙不设防水，地下室侧壁的防水应做至室外地坪以上500 mm处。如外墙为粘贴饰面，则这500 mm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。 1. 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 节点防水 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摸及防水施工。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350 mm，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，配以两侧同步震捣，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板的塑料止水带，现场交圈有一定的难度。

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 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胶条或腻子条复合使用，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. 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。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，在一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，其粗骨料的嵌固被阴隔。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，并采取一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，就确定一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。和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. 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。

大直径的预理套管，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，应集中设置，作在预理钢板箱盒内，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。

2.5 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。 关于地下室防水设计的讨论 游宝坤 侯维红 凌良敏

摘 要：针对明挖法施工的地下室防水设计，指出地下室能否长久防水，关键在于结构自防水，附加外防水是重要的保护措施，但不宜“一刀切”；应根据地下室结构特点、水文地质和施工条件等，来选择业已成熟的防水设计方案，如采用补偿收缩混凝土做底板的结构自防水，可取消外防水，尤其对于桩板或厚板结构的底板。

关键词：地下室；底板；外防水；结构自防水；补偿收缩混凝土

《中国建筑防水》杂志刊登了李书山、王天、牛光全、牛亚辉和朱祖熹等同志关于地下室防水设计的文章，发表了不同意见，引起大家关注。笔者认为，该刊敢于发表不同观点的文章，让大家讨论，这是很好的举措。笔者主要从事膨胀剂及补偿收缩混凝土的研究与应用，曾在该刊发表过关于结构自防水的文章，指出地下工程的特殊性（地下室是埋于土中的承重结构，设计使用寿命在50～100年，而外包防水层的使用寿命只有15～20年），提出地下工程的防水新概念：结构自防水是治本，抗裂防渗更重要。当然，并不是排除迎水面的柔性防水层。《地下工程防水技术规范》（GB 50108－2001）把结构本体自防水明确规定为“应选”．而不是原规范的“宜选”。这是我国地下防水设计的一大进步，纠正了倚重柔性防水的

错误设计观念。考虑到混凝土收缩开裂的施工缺陷，在规范中同时规定，根据不同建筑物的防水等级和使用功能，应在防水结构迎水面作一种或二种柔性防水层，这是十分科学的。但是否应“一刀切”？在设计和施工界仍存在不同看法。笔者根据本院的研究成果和工程实践，对明挖法施工的地下室防水设计提出一些看法，供大家讨论。 1 关于柔性防水层的设计问题

李书山等从工程实际出发，指出地下室底板迎水面柔性防水层的种种弊端，主要是“柔性防水层与需防水的结构主体实际上是不密贴，防水层与结构底板之间容易产生剥离脱落”，“柔性防水层只要一处有缺陷而漏水时，则整个隙缝将会充满水，柔性防水层失去其意义”。因此，他们建议改为背水面刚韧性防水，即在底板面上用聚合物水泥砂浆或渗透结晶刚性防水材料等作内防水层。而王天网认为“地下室内防水，无论选用卷材还是涂料都和基层难以达到牢固粘结。一旦混凝土渗水，会把内防水层破坏，劳民伤财”。牛光全认为“从原则上否定外防水是不恰当的，外防水将水拒之地下结构物之外，是真正的防水层，实为上策；一旦地下水侵入地下结构，内防水层就难以长期抵抗水压，难免渗漏之虞，应该视内防水为不得已而为之的下策”。 笔者同意王天、牛光全之观点，在迎水面作防水层是阻挡水侵入混凝土结构的附加措施，从理论上讲得通。在背水面作防水层，如何防止地下水侵蚀混凝土，这一内防水层能否抵挡水压产生的渗漏，令人存在疑虑。作为规范不能把外防水改为内防水，这是原则问题。 业内人士普遍反映，近年地下结构长大化，地基复杂，且受施工气候和工期影响，搞好外防水、使其“天衣无缝”确实困难。以笔者指导施工的地下室为例：武汉国际会展中心地下二层，平面尺寸161 m×153 m，用SBS卷材作外防水层，正值雨季施工，由于工期紧，雨停稍干后就铺卷材，施工时也没有涂刷潮湿界面隔离剂，这层外防水整体质量就难以保证。该工程采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土浇筑。竣工五年无渗漏，业主认为，防水全靠混凝土。 笔者遇到许多地下室为桩板结构，桩头几百个至几千个，底板与桩头的柔性防水层如何联成一体，施工单位十分头痛，质量也难以保证。难怪李书山等提出内防水的工法。笔者不是反对外防水做法，在实际工程中，确实存在设计与施工、防水施工与工期等矛盾的现象，外防水如同虚设，这些问题亟待解决。 2 结构自防水是否可靠

王天认为，钢筋混凝土自防水在南方成功事例多，而在北方成功者鲜见。因为“混凝土密实是阻止渗水的关键，然而高的密实度又很难达到”，“既然自防水难以实现，外加柔性防水层对混凝土结构进行保护就成了必需”。我认为这一观点颇有偏误。从1990年起，我国大力发展泵送（商品混凝土，在混凝土中加入减水剂后，水胶比从以往0．5以上降至0．35～0．50，而混凝土的坍落度从60～80 mm提高到160～180 mm，混凝土具有良好的流动度，只要稍为震捣，混凝土变得很密实，极少出现蜂窝现象。大量工程实践表明，这种泵送混凝土不但强度高，而且抗渗标号大于S15，渗透系数远小于（5～8）×10-10 cm／s。根据我国现有混凝土技术，使混凝土高度密实已不成问题。由于混凝土存在收缩开裂的弱点，可能成为渗水通道，我国在设计上采用每30～40 m设一道后浇带，等混凝土收缩40～50 d后再用膨胀混凝土回填，这是解决结构收缩裂缝的有效措施。近10多年来，许多地下工程采用补偿收缩混凝土和纤维混凝土作地下室的结构自防水材料，进一步提高了地下结构的抗裂防渗功能。据2003年统计，全国膨胀剂用量约80万t，以平均40 kg／m3计，折合防水混凝土达2000万m3。目前我国混凝土外加剂和高性能混凝土技术已普及，混凝土质量已大大提高，这是地下结构自防水的保证。另外，王天提出的钢筋混凝土自防水施工中存在的一些不利因素，其实在柔性防水层施工中也存在，这只能靠工程质量“终身制”去解决。 3 外防水层设计是否应“一刀切”

GB 50108—2001《地下工程防水技术规范》实施后，北方许多设计院不管地下室大小，

一律要设外防水层，因为要执行规范。而在南方许多地下室设计中，尤其底板为桩板结构，或反梁底板，或1～2 m厚的大底板，多采用混凝土结构自防水而取消外防水。这就存在是否“一刀切”问题，它的依据是什么？

笔者认为GB 50108—2001《地下工程防水技术规范》要遵守，它是成功经验的总结，但是，也要根据地下室的结构和水文地质条件进行切实可行的防水设计。对于地下有侵蚀水和地下水位高的地下室，一般要设外防水层。《地下工程防水技术规范》总则中提出：“地下工程的防水，应采用经过试验、检测和鉴定并经实践检验质量是可靠的新材料，行之有效的新技术、新工艺”，这说明如有成熟的工法可突破《地下工程防水技术规范》。地下室底板结构形式多种，施丁比较复杂，雨季和寒冬都影响外防水作业，因此很难做到“天衣无缝”。底板混凝土能否做到不裂不渗，不做外防水呢？本院提出的《UEA补偿收缩混凝土防水工法》（YJGF 22－92）是经建设部批准的国家级工法，经15年数千个地下室防水的考验，证明它是科学、有效的。在《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119—2003）中，第8、4、6条文说明指出：“由于地下室的水工构筑物长期处于潮湿状态，温差变化不大，最宜用补偿收缩混凝土作结构自防水，大量工程实践表明，与桩基结合的底板和大体积混凝土底板，用补偿收缩混凝土可不做外防水，但边墙宜做附加防水层。”经现场测试，补偿收缩混凝土保持0～100膨胀微应变，也即整个底板处于微压应力状态，板不会出现贯穿裂缝，不裂就不渗：但是，地下室边墙就不同，边墙混凝土浇筑比较困难，两侧有模板，人看不见，拆模板后，又长又薄的墙体养护困难，受到天气影响大，容易出现竖向的裂缝。因此要在墙体的迎水面作柔性防水层，有些地下广场和地下停车库有顶板时也要作防水层，然后覆土1 m以上作保温层。这里以本院承担的几个大型工程为例作说明： （1）迎澳门回归的珠海拱北口岸广场，地下三层，平面尺寸248 m×190 m，土质不好，地基打下6 000余根抗浮桩，原设计底板做外防水。由于雨水频繁，底板与众多桩头难以做好外防水，而工期只有一年半，建设方要求取消外防水，请本院提供技术服务。本院提供的技术方案是：整个地下广场采用UEA补偿收缩混凝土浇筑，以膨胀加强取消后浇带，实行无缝施工，底板取消外防水，边墙迎水面用聚合物水泥防水涂料作外防水，顶板用防水卷材作外防水。工程1999年竣工至今，防水效果良好。

（2）福州长乐国际机场航站楼地下室，平面尺寸384 m×48 m，地基打入3 000余根灌注桩。采用了UEA混凝土做底板结构自防水，不做外防水，边墙迎水面做一道外防水。1997年完工至今，无渗水现象。

（3）上海市贸商城地下室二层，平面尺寸240 m×110 m，底板厚1～3 m，混凝土设计标号C40、S8，采用UEA混凝土作结构自防水，底板不做外防水，边墙做一道防水卷材，1995年完工至今地下室未发现裂缝及渗漏问题。 （4）深圳华润中心地下室，中区地下二层，平面尺寸19．6 m×121 m，北区地下三层，平面尺寸108 m×84 m，底板为梁板筏基，部分为桩基，采用ZY补偿收缩混凝土做结构自防水和无缝施工，底板无外防水，边墙做一道防水卷材，2003年完工至今无渗漏。

类似工程实例很多，不一一列举。工程实践表明，采用补偿收缩混凝土做底板的结构自防水是可靠的，可取消外防水，尤其对于桩板或厚板结构的底板，具有现实意义。但边墙和露天顶板要做外防水，这种刚柔结合的防水技术已越来越多地被采纳，正如牛亚辉所说，目前地下工程中90％以上的混凝土采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土。但是也有些工程存在渗漏现象，这是事实。据我们考察，渗水大多在边墙的施工缝、螺栓穿孔和竖向表层微裂缝，这些问题与膨胀剂质量和掺量不足，以及施工养护不周有关。可用内防水局部处理。 我们认为，地下室能否长久防水，关键在于结构自防水，附加外防水是重要的保护措施，但不宜“一刀切”。应根据地下室结构特点、水文地质和施工条件等，来选择业已成熟的防水设计方案，达到施工方便、为业主省钱和长久防水的目的。

谈“水泥基渗透结晶型防水材料”的应用

简介： 随着人们环境保护意识的逐步提高，无机环保型防水材料应用范围越来越广，“水泥基渗透结晶型防水材料”已逐渐成为地下混凝土结构防水堵漏工程的主要新型防水材料。国家主管部门为提高各地对该产品的认识，加速产品的市场推广应用，于二00二年颁布了国标GB18445-2001，同年，为适应工程需要，又在国标GB50208-2002《地下防水工程质量验收规范》中明确了验收标准，这对水泥基渗透结晶型防水材料的广泛应用起到了很好的推动作用。然而行业内还是存在一些不同的观点：有的认为混凝土本身具备自我抗渗能力，何必用这种渗透结晶型材料；有的感到此材料主要应用于地铁、隧道等大型项目，一般民用建筑采用渗透结晶型材料有些大材小用；有的对渗透深度和防水作用表示怀疑；也有的认为这类材料只适用于防水，不适用于堵漏工程等等。 关键字：水泥渗透结晶型防水材料 应用范围 一、要发挥防水材料防水和堵漏的共用性 渗透结晶型防水材料属于刚性防水材料，它具有其它材料难以比拟的二次抗渗性以及与结构的相融性。众所周知，混凝土结构最大的缺点就是开裂，结构的开裂就会带来渗漏，特别是地下工程，由于长期处于地下水的侵蚀和包围中，一旦开裂，渗漏特别严重。现在混凝土结构施工通过添加外加剂虽然能有效地控制结构前期的开裂，但是，结构在振动荷载、失水和降温引起的沉降、干缩和老化作用下产生的开裂渗漏是不能预期的，而防水的目的应该是针对结构后期开裂带来的渗漏，是一种预防性的措施，也就是说，怎样预防混凝土结构因不确定因素造成的开裂渗漏才是防水施工具有的实际意义。而因施工等原因造成的蜂窝状结构、钢筋孔产生的渗漏水现象，在结构形成的初期渗漏就开始了，这时的治理被习惯性称为堵漏施工。无论是防水还是堵漏施工都要对结构起到补强的作用，只有结构得到了补强，才能延缓渗漏的再次发生。 不妨举个实例，在浙江某会展中心的地下外墙防水施工中，因混凝土结构本身出现一些问题，基面蜂窝状情况比较严重，要返工事实上不太可能。施工单位在征得甲方、设计、监理等各方面认可后，果断采用“水泥基渗透结晶型防水材料”做地下外墙防水施工，设计每平方米用料2公斤，需要处理的基面，先采用堵漏的方式进行修复，再在基面表层做防水涂层，这样做既加强了混凝土结构的强度，也大大提高了结构表层的抗裂抗渗作用，使该项目顺利通过了土建结构的质量验收。 由于防水涂层的坚固，能有效封住结构基面微小开裂带来的渗漏。因此防水涂层的加强，不仅能增加水泥基渗透结晶型防水材料的水化反应空间，同时，也能确保防水涂层中有充足的活性水化反应物质来增加对混凝土结构的渗透结晶，对混凝土结构能直接起到补强的作用，这是聚氨脂涂料或其它防水材料所无法达到的良好效果。 任何事物都有它的两面性，水泥基渗透结晶型防水材料的防水原理其实不复杂，但如果缺少防水涂层的作用，渗透结晶物就吃不住高水压穿透，更抗不住结构开裂。反之，没有在混凝土结构内部的渗透结晶物，防水涂层再坚固，但缺少了抗水的密实度，照样要漏水。同样道理，在堵漏施工中，对渗漏结构的补强也就是做好堵漏施工的关键。笔者对防水和堵漏的概念是：防水是前期的措施后期的堵漏，堵漏是前期的手段后期的防水，只有把防和堵有机的结合起来，才能提高整体建筑工程的质量。

二、只有提高防水涂层的质量，才能达到真正的防水目的 水泥基渗漏结晶型防水材料的抗渗防水作用是显著的，但如何真正有效地发挥渗透结晶的作用，却有待重新认识。根据国家标准，试块在涂刷防水材料后的抗渗压力为1.2MPa，经过28天的养护，二次抗渗压力要求达到0.8MPa，以此类推，再过28天的三次抗渗压力是否更小，那么若干次后的抗渗能力呢？这和抗折抗压强度正好相反，这是否说明渗透结晶型防水材料每次抗渗能力的递减，随着时间的加长其防水能力也在衰退呢？其实不然。试验

室里的测试数据，和实际工程运用情况往往是有一定差异的。“水泥基渗透结晶型防水材料”因其活性化学物质渗透结晶的特性，随着时间的推移，它的防水效果反而会越来越好，这一点，已经被大量工程实例所证实。当然，如果混凝土结构施工质量好，在正常没有渗水的混凝土结构基面上，用任何防水材料作防水施工表面效果都会是不错的。但一旦结构开裂带来渗漏，那么防水施工所带来的实际意义到底有多大？因此，只有把防水材料的施工确定在提高涂层的防水质量上，结合结构补强，才能达到真正的防水目的。 要提高涂层的防水质量，确定每平方米多少材料用量其实也是做好防水施工的关键，特别是水泥基渗透结晶型防水材料，存在着一个水化反应空间问题,也就是说，防水材料用量越多，防水涂层越厚，水化反应空间也就越大。反之则越小，有限的水化反应空间，要催化更多的活性化学物质产生更多的渗透结晶也是有限的。所以我们必须强调，涂层厚度按国标要大于0.8㎜，一般不超过2㎜，其间关键是和成本控制形成一个最恰当的比例。 无论是何种原因产生的渗漏，都是因为这个部位就是该结构的缺陷处，常规的用聚氨酯压浆的堵漏施工，它的施工方法不可能增强结构的补强，只是维持了结构原来的破坏状态，再说聚氨酯的聚化物长期浸泡在水中会逐渐变成糊状物而失去抗水性，一旦表层封堵结构裂开就丧失了堵漏的作用。因此，提高防水涂层的质量就显得更为重要了。 还是举个实例，在南京地铁三山街站站台层底板裂缝的堵漏施工中，施工单位只用渗透结晶型防水材料进行实堵，该站站台层底板开裂缝宽有1毫米左右，属严重的贯穿渗水缝，施工中先开凿堵漏槽，规格为10×12厘米的“U”形状，在槽内用速凝型材料干粉来进行吸水初堵，止水后用比槽相应宽的钢丝网片紧贴堵漏材料，再用缓凝型材料进行精堵至接近槽口剩2～3毫米，然后再用比槽口两边各宽3厘米的钢丝网片罩住槽面，用“水泥基渗透结晶型防水材料”做防水涂层抹平覆盖住钢丝网片。这样的施工其特点在于：首先，渗透结晶型防水材料的自膨胀率一般在0.24～0.79之间，10厘米宽的堵漏结构其膨胀值大约1毫米左右，能有效地补偿底板开裂缝微小的再张开，下层的“U”型钢丝网片在裂缝再张开的过程中起缓冲作用，上层的网片是防止今后地铁在运行中的震动把堵漏结构震裂，其实都是为加强堵漏结构的拉应力来确保堵漏结构的完整，以封堵住底板的漏水，再加上表层的防水涂层的抗渗作用，可以说是万无一失了。这虽然是个特例，至少可以说明，无论是混凝土结构防水还是堵漏，都是在混凝土结构表层起到一个防挡水的作用。要想真正达到防水目的，就必须提高防水涂层的质量，“水泥基渗透结晶型防水材料”由于施工简单而往往容易使施工人员忽视这个问题，这在施工过程中应该引起我们的重视。 三、水是决定渗透结晶深度的主要因素。 混凝土结构的裂渗是个世界性的问题，许多发达国家虽然解决了结构前期的毛孔渗水问题，但终究解决不了结构的开裂带来的渗漏。结构的开裂就象人患了癌症，现在的医学水平虽不能根治，但能延长人的寿命。现在的防水技术也一样，防水材料虽不能根治混凝土结构的开裂，但最起码要有延缓结构开裂、防挡因开裂带来渗漏水的作用。 渗透结晶对防水到底有多大作用，在防水界尚有争论，通过几万倍的电子显微镜看到在混凝土结构中存在的晶体有多大的抗水作用，也许还不好评价，至于说通过长期的养护，结晶体能渗透到混凝土结构内部十几毫米或几十毫米甚至更多，到底渗透多深，厂家都比较含糊其辞。其实普通水泥通过水化反应本身就有结晶体生成，特别是现在应用较多的外加剂，都能通过水的作用催化水泥产生更多结晶体。

水泥基渗透结晶型防水材料确实能产生大量结晶，但渗透的深度还受条件限制，受到地下水酸碱度的影响，更受混凝土结构毛孔分布结构的影响，因为混凝土结构中的毛孔是由水泥浆包裹砂粒，水泥沙浆包裹石子的网格状错迭结构。根据我们的研究和分析，只要水通过混凝土结构防水表层对结构的侵淫有多深，那么结晶体的渗透就可能有多深。好比蜂窝结构、开裂缝造成的渗水，渗透结晶是根据水的回流来决定的，水在流动过程中碰上防水涂层产生

回流，把防水涂层中的有效活性化学物质带到了内部与结构内部的游离子反应生成结晶物。因此，水的回流有多深那么结晶体的形成也应该有多深，多棱柱状的结晶体在毛孔和开裂缝内形成团状结晶体，吸附在孔缝壁间吸水膨胀，起到止水的作用。在无水状态下，防水涂层中的结晶体就不太可能会被激化渗透（碳激化的类似产品除外）。这也是为什么渗透结晶型防水材料，在施工过程中必须先把混凝土基面湿润的主要原因。所以说防水涂层所产生的结晶，部分通过水对结构表层的侵淫式回流渗透到了结构表层内部毛孔中，充实了毛孔中的结晶含量使结构表层更加密实，而大量结晶体则停留在涂层毛孔中吸水膨胀密实防水涂层。这种防水效果，绝对不是混凝土自防水所能达到的。 渗透结晶型防水材料，其防水理念针对的是混凝土结构一贯的病害特征，具有综合性的治理作用，既适合防水同时也适合堵漏，它的推广应用把防水和堵漏提升到了同一个概念。由于大量结晶很快就能产生，因此活性化学物对结构内部的侵淫也在很短的时间内就产生了。一般的防水材料在结构表层结晶的致密度要过28天才起抗水作用，而“渗透结晶型防水材料”在结构内部结晶的致密度15天后就起到抗水作用，它的早强能够适应低温寒流气候的施工而不影响施工效果，亦无需太多养护。 实践证明“水泥基渗透结晶型防水材料”在地下工程中的防水抗渗性能虽不至于神乎其神，但却优于普通防水材料，已是一个不争的事实。据2002年6月4日《房地产时报》报道：“水泥基渗透结晶型防水材料，过去一直被大量应用在地铁、隧道、桥梁和各类地下建筑防水工程。最近，该材料应用到住宅小区的防渗堵漏，收到良好效果。”可见它的应用范围已变得越来越广泛。

赛柏斯在首都机场航站楼桩头防水中的应用 段先军 罗惠平

关键词：XYPEX 防水涂料 桩头 节点 1 工程概况 1.1工程简介

北京首都国际机场三号航站楼T3A主楼工程是首都机场扩建工程的核心项目，是2008年北京奥运会重要的配套项目，为国家重点工程。该工程平面呈双曲面人字形，南北向长953m,东西向宽756m，总建筑面积约58万平方米，基础面积达18万㎡。工程设计±0.000=28.45m。 1.2基础工程概况

T3A主楼工程采用桩筏基础，基础桩总数量为10877根，设计桩径有800㎜、1000㎜两种，桩体混凝土为C35、S8。该工程按建筑平面为两翼区、中心区、指廊区和捷运区，两翼和指廊区地下一层，基础埋深8.8m；中心区地下两层，基础埋深17.9m；捷运区地下一层，基础埋深18.3m。场区内地下水位高，地下水埋深约1.0m,设计要求地下结构防水等级为一级。

2 桩头防水构造

本工程桩基承台及底板采用3+4SBS卷材防水。按照设计要求，基础桩桩身混凝土需嵌入承台内100㎜，且桩头钢筋锚入承台35d。由于桩头与承台板混凝土之间存在施工缝，桩头结构型式又造成卷材防水层在桩头部位无法闭合交圈，且桩头部位钢筋密集，桩头与承台部位防水节点成为底板防水工程的关键点。为保证桩头部位防水施工质量，结合工程自身特点，经广泛研究，本工程桩头与承台板交界面及桩头周边500㎜范围采用水泥基渗透结晶型防水涂料（XYPEX），与基础底板卷材防水层自桩边搭接过渡，形成桩头部位刚柔结合的防水体系。桩头防水构造详见图2.1-1。

3 XYPEX（赛柏斯）防水涂料的防水机理及特点

XYPEX是一种水泥基渗透结晶型刚性的无机防水材料，由波特兰水泥、硅砂和许多活泼的化学物质组成的灰色粉末状无机材料。它以适当的比例与水混合，以灰浆的形式涂刷于混凝土表面时，其中活泼的化学物质产生催化反应，这种反应通过混凝土由表至里一直不断地向混凝土中渗透、扩散、催化水泥成分发生化学方应而生成不溶于水的结晶体，充塞混凝土的微孔及毛细管道，提高混凝土密实度。由于它的活性物质和水有良好的亲和性，可以在施工后乃至很长的一段时间里，沿着需要维修的混凝土基层中的细小裂缝和毛细管道中的渗漏水源向内层发展延伸，深入到混凝土的内部再产生结晶和混凝土合成一个整体，它和混凝土的膨胀系数是一致的，不易产生裂缝，产生裂缝通过结晶又可以自愈，其防水作用是永久的。 4 施工工艺

工艺流程：基层处理→湿润基层→涂刷XYPEX“浓缩剂”灰浆层→养护→检查验收 4.1基层处理

⑴清理剔凿合格后的桩头和桩身（垫层上部分），用钢钎铲除桩头松动的混凝土块及浮土，将桩头、桩身表面以及桩身周围500㎜范围内的混凝土垫层用钢丝刷刷成粗糙毛面并清扫干净，最后用清水和墩布冲洗干净。

⑵桩头及桩身若有超过0.4㎜的裂缝，均凿成“U”型槽，槽宽20㎜，深20㎜，用清水清洗干净，但不得有明水，在槽内和沿槽口的两面延伸150㎜涂刷一道XYPEX“浓缩剂”灰浆，待灰浆层干燥约10分钟，但仍有粘着性的时候，用XYPEX“浓缩剂”半干料团填平压实凹槽；填平层初凝后再涂刷一层XYPEX“浓缩剂”灰浆层；灰浆在半干时开始用雾状水喷洒养护72小时，每天喷洒水4-6遍。XYPEX“浓缩剂”半干料团配比为XYPEX“浓缩剂”粉：水=6：1（体积比）。

⑶防水灰浆涂刷前，要求基层湿润，但表面不得有明水。 4.2灰浆的调制

XYPEX“浓缩剂”灰浆配合比为XYPEX“浓缩剂”粉：水=5：2.5，调制方法为将粉料与水倒入容器内，搅拌试件3～5min，必须充分搅拌均匀，一次搅拌不宜过多，以20min内用完为宜。使用过程中不得另行加水加料。 4.3涂刷方法及要求

⑴涂刷范围：垫层以上桩头、桩身及距桩身500㎜范围内的基础底板垫层。

⑵涂刷遍数：防水涂料涂刷三遍成活,XYPEX浓缩剂用量1.2～1.5㎏/㎡，每遍涂刷的方向应相互垂直。

⑶涂刷要求：涂刷时应来回往返用力揉涂，确保凹凸处都能涂刷均匀，坑洞沟槽等处要用力涂刷开，不得有积浆，否则积浆处易开裂。下一遍涂刷应在上一遍涂层终凝后，但仍为潮湿状态时进行，中间间隔不得超过24h。 ⑷涂料防水层厚度不得小于0.8㎜。 4.4养护

XYPEX防水涂料涂刷完毕后，必须用净水精心养护，在涂层呈半干状态时，即使用雾状水养护，要避免用水冲刷。养护期间始终保持表面湿润状态，尤其天热时要排专人负责养护多喷水，连续养护72h后交付验收。 5实施效果

首都机场T3A航站楼基础桩总量达10877根，桩头节点部位防水全部采用XYPEX防水涂料施工，目前已历时三年，经历了2个雨季，基础底板未出现渗漏。XYPEX防水涂料保证了防水层在桩头与基础底板交界部位的连续性，解决采用卷材及普通涂模防水材料无法解决的技术难题，且防水效果好，施工操作简便，是解决桩头防水较为理想的防水材料。

[摘 要]文章简单介绍地下混凝土刚性防水及SBS防水层施工应注意的问题，施工队经常犯的一些小错误和个别防水节点的施工技巧。

[关键词]建筑防水；漏水；防水技巧

近年来，各种建筑工程为了增加使用功能及更好的利用空间，向地下发展越来越深，由此地下工程的防水质量尤为重要。现阶段地下防水工程一般按使用材料分为：刚性防水层如防水砂浆、防水混凝土所构成的防水层；柔性防水层如防水卷材、有机防水涂料构成的防水层。各种防水材料在使用过程中，都能起到防水作用。因个别地下工程防水施工的不足或成品保护不到位，在后期使用中还是有个别漏水现象，返修过程中投入大量的人力和物力，个别无法维修的影响到了地下部分的使用功能。为了避免地下工程的漏水，对于较深的地下工程，设计一般是采用刚性防水加外墙柔性防水双层防护的方法。设计采取措施，施工过程质量同样是确保地下工程不漏水的关键工序，因此施工过程中的质量成为重中之重，同时过程中的监督检查控制，避免出现漏水的保障。

现就地下工程的混凝土防水墙和SBS防水层施工过程中几点应注意问题列举如下： 据GB50108-2001规定： 1 混凝土刚性防水层

1.1控制混凝土迎水钢筋保护层厚度不应小于50mm，防水混凝土内部设置的钢筋或绑扎铁丝，不得接触模板。固定模板用的螺栓必须穿过混凝土结构时，可采用工具式螺栓或螺栓加堵头，螺栓加焊方形止水环。

1.2防水混凝土拼命物在运输后如出现离析，必须进行二次搅拌。当坍落度损失后不能满足施工要求时，应加入原来水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水。（天气热时施工方为了浇灌顺利会不按规范要求操作，工人在混凝土中加水。）

1.3防水混凝土应连续浇筑，宜少留施工缝，在浇筑大面积、大体积混凝土时，首先在配置混凝土宜尽量延长混凝土的初凝时间，配置水化热低的砼；第二根据施工情况尽量快速浇筑砼（配置多台混凝土泵），避免出现混凝土初凝引起冷缝。

1.4 水平施工缝浇灌混凝土前，应将其表面浮浆和杂物清除，先铺净浆，再铺30~50mm厚的1：1水泥砂浆或涂刷混凝土界面剂，并及时浇灌混凝土。垂直施工缝浇灌前，应将其表面清理干净，并涂刷混凝土界面剂或水泥净浆，并及时浇灌混凝土。

1.5 控制好防水混凝土的变形缝、施工缝、后浇带、穿墙管道、埋设件等设置和构造要求。

1.6 防水混凝土浇灌完后应加强养护，养护时间不行少于14天。

2 卷材防水层

2.1底板垫层混凝土平面部位的卷材宜采用空铺法或点粘法，其他与混凝土结构相接触的部位应采用满粘法。

2.2 铺贴立面卷材防水层时，应采取防止卷材下滑的措施。 2.3 卷材接缝必须粘贴封严，接缝口处应用材性相容的密封材料封严，宽度不小于10mm。 2.4 采用外防外贴法铺贴卷材防水层时，应按下列要求执行 2.4.1 铺贴卷材应先铺平面，后铺立面，交接处应交叉搭接；

2.4.2 临时性保护墙应用石灰砂浆砌筑，内表面应用石灰砂浆做找平层，并刷石灰浆。如用模板代替临时性保护墙时，应在其上涂刷隔离剂；

2.4.3从底面折向立面的卷材与永久性保护墙的接触部位，应采用空铺法施工。与临时性保护墙或围护结构模板接触部位，应临时贴附在该墙上或模板上，卷材铺好后，其顶端应临时固定。

2.4.4不设保护墙时，从底面折向立面的卷材的接茬部位应采取可靠的保护措施。

卷材防水层经检查合格后，应及时做保护层，保护层应符合以下规定：

顶板卷材防水层上的细石保护层不应小于70mm，防水层为单层卷材时，在防水层与保护层之间应设置隔离层；

底板卷材防水层上的细石混凝土保护层厚度不应小于50mm； 侧墙卷材防水层宜采用软保护或铺抹20mm厚的1：3水泥砂浆。

3 在施工过程中容易疏忽的节点

3.1根据图集88J6-1地下工程SBS防水层通用图集中说明，墙底角部位应设置一根直径Ф50的塑料棒（边角部位缓解混凝土的剪切力），一般施工队不注意，容易遗漏。

在结构底板变形缝部位的垫层及结构层在此处断开50mm，为保护防水层不被破坏，里面放置聚苯板或其它柔性材料，与变形缝处相对处SBS防水附加层与上层防水间应放置一个φ50的乙烯棒,施工单位不注意容易遗漏。（原理同上）

3.2 在施工结构变形缝处一般采用橡胶止水带（缓解沉降变形的应力），止水带的接缝宜为一处，应设在边墙较高位置上，不得设在结构转角处，接头宜采用热压焊。一般施工单位在橡胶止水带接缝处采用502粘接或其它方式（不能满足施工质量），所以施工过程中应注意，同时在结构施工过程中注意橡胶止水带的成品保护（被各种硬物破坏较多，维修起来不太方便）。

3.3据北京市地方性标准《建筑安装分项工程施工工艺规程》地下室底板的卷材铺贴时，一般多以满粘法进行施工。从底面折向立面的卷材与永久性保护墙的接触部位，应采用空铺法，附加层也应空铺，但是在施工过程中一般都是满铺的，所以此处施工时注意此部位的施工。

3.4地下室底板的防水卷材可用满粘法、条粘法或空铺法施工。卷材与卷材之间必须用满粘法施工，防水卷材与立墙基层也必须采用满粘法施工，粘结得越牢固越能防止卷材下滑或脱落。底板卷材防水层的施工宜采用空铺法，在现场施工过程中，一般施工队按常规作法均认为满粘法，可视情况采用条粘法或空铺法，所以此处监督检查时应特别注意，应首选空铺或条铺。

4 施工小技巧

4.1在砼防水导墙施工过程中，一般在导墙部位做钢板止水带或遇水膨胀止水条。在采用止水条施工时，部分施工队在打砼时采用30*30的企口的作法，此种做法不易施工，并且质量不好控制。我在平时的施工中，采用砼初凝前在砼内放置50mm长的钢钉，钉帽向下外露25mm、间距700mm，然后把止水条固定在上面。

4.2如果底板后浇带使用止水钢板，施工中常规都倒扣着安装，此作法在后浇混凝土时在钢板底下形成一个气泡空间，对防水产生不利因素。把止水钢板反向上安装，能解决此问题。

4.3在底板SBS防水施工过程中，按规定底边的阴角部位要求做成八字角或用圆弧过度，施工圆弧角可采用光滑的酒瓶底进行刮抹平顺比较方便。

4.4施工过程中检查钢板止水带焊缝，一般仅是从观感方面进行，不能绝对保证焊缝是否焊密实，有一个简单的方法，可以用汽油在焊缝的一面用毛笔刷一侧，过一段时间另一侧出现油渍的现象，就证明焊缝不严。时间长了，汽油能够挥发掉，不会污染止水带。

5 结 语

为确保地下防水工程质量过程控制是重点，只有抓好每一工序质量，才能达到地下工程安全使用的效果。首先在编制施工方案时，应当加强上述内容的编制，对施工过程中特殊节

点作法，一定要编制到方案之中。在施工过程中，应当严格按照施工方案及相关规范的要求进行，并且加强个别节点的施工过程检查，及时发现问题、处理问题。在工作过程中总结工作经验，依赖于科技进步，应用新技术、新工艺、新材料来丰富和完善地下防水工程，为地下工程的使用打好基础。

地下工程防水混凝土的防水效果

为了保证地下工程在峻工后的正常使用，以及减少维护费用，解决好地下工程的防渗漏工作是关键。通过对一些地下工程施工过程及竣工后使用情况的调查，发现造成地下工程渗漏的主要原因就是防水层质量不可靠，而混凝土自身又存在诸多问题，使抗渗能力大打折扣。防水层质量不过关，主要是材料方面和施工方面的原因，也有设计方面的问题。笔者主要从提高混凝土本身抗渗能力的方面进行探讨。

按防水工程的重要性，地下工程的防水等级分为四级，不管哪个防水等级，结构自防水是根本防线，因此在施工中分析影响防水混凝土自防水效果的相关因素，采取相应预防措施，改善混凝土自身的抗渗能力，成为施工人员关注的重点。

防水混凝土的自防水效果影响因素主要有以下几点：1、混凝土防水剂的选择及配合比的设计：2、原材料的质量控制及准确计量；3、施工中的振捣及细部结构(施工缝、变形缝、后浇带、钢筋撑角、穿墙管、穿墙螺栓、桩头等)的处理；4、混凝土的拆模时间及拆模后的养护。

一、防水剂的选择及配合比的设计,为了提高自防水混凝土的抗渗能力，人们在防水材料的研究上倾注了巨大的精力，防水材料的性能有了很大的改善。如中国建筑材料科学研究院研制成功的U型膨胀剂就是一种良好的防水抗渗材料。在混凝土中掺入l0％一14％U型膨胀剂，能使得混凝土抗渗能力提高1—2倍，达S30，因此选择一种应用成熟的、效果较好的混凝土防水剂是混凝土配合比设计成功的前提。 选择了性能良好的膨胀剂。还必须选择有相应资质和能力的试验室进行配合比设计，进行配合比设计时的抗渗水压值应比设计值提高0.2Mpa，水泥用量≥300kg／m’，砂率宜为35—45％，水灰比≤O.55，入泵坍落度不宜大于140mm。另外，采用商品混凝土时必须考虑路途远近及道路运输状况，适当延长混凝土的初凝时间，避免浇筑过程中出现冷缝，并推迟水泥水化热峰值出现时间，减小温度裂缝。

二、原材料的质量控制及准确计量

组成自防水混凝土的主要原材料有：水泥、砂、石子、膨胀剂、粉煤灰、水等。水泥品种强度等级应≥32.5#，石子粒径宜为5-40mm。含泥量≤1％，砂宜用中砂，含泥量≤3％，膨胀剂的技术性能必须符合国家标准一等品；

粉煤灰必须达到二级，掺量≤20％，水应采用不含有害物质的洁净水。在施工前进场材料必须现场抽样检验。达不到要求不得使用，重点控制砂石含泥量及级配。混凝土如采用现场搅拌，i-t-R系统使用前必须进行校验。人工添加膨胀剂及粉煤灰时必须对操作人员进行交底和培训，务必添加准确，误差≤0.5％。加入膨胀剂后的混凝土搅拌时间应比普通混凝土延长30～60s.

三、施工中的振捣及细部结构(施工缝、变形缝、后浇带、钢筋撑角(环)、穿墙螺栓、穿墙管、桩头等)的处理

混凝土振捣时必须专人负责，振捣时间宜为10～30s，以混凝土泛浆和不冒气泡为准，

确保不漏振、不欠振、不超振。

1、墙体施工缝的施工。按照《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001)的规定，墙体水平施工缝应留在高出底板表面不少于300mm的墙体上，施工缝防水的构造形式主要有设置BW遇水膨胀止水条和中埋钢板止水带两种。设置BW止水条是近年发展起来的一种新工艺。主要有操作简单、施工速度快等优点。但由于现场施工条件复杂，其可靠性及止水效果往往不及传统的钢板止水带。墙体水平施工缝浇灌混凝土前，其表面浮浆和松散混凝土必须清除干净，然后再铺30--50厚1：1水泥砂浆。铺设水泥砂浆的铺浆长度要适应混凝土的浇筑速度，不宜过长或者间断漏铺。兰j混凝土砂浆在墙体中的卸料高度>3m时，可根据墙体厚度选用柔性流管浇灌，避免混凝土出现离析现象。

2、变形缝的施工为避免止水带局部出现卷边或接头粘接不牢，在施工中应采取以下几项措施：①选购止水带时应按图纸要求选购长度能够满足底板加两侧墙板的长度尺寸，如长度不能满足要求而需接长时，可采用氯丁型801胶结剂粘结，并用木制的夹具夹紧，最好采用热挤压粘结方法，以保证粘结效果。②止水带安装过程中的支模和其他工序施工中，要注意不应有金属一类的硬物损伤止水带。③浇注混凝土时，应先将底板处的止水带下侧混凝土振捣密实，并密切注意止水带有无上翘现象；对墙板处的混凝土应从止水带两侧对称振捣，并注意止水带有无位移现象，使止水带始终居于中间位置。④为便于施工，变形缝中填塞的衬垫材料应改用聚苯乙烯泡沫塑料板或沥青浸泡过的木丝板。

3、后浇带施工由于工程施工的需要，常在地下结构中留设后浇带，而渗漏常出现在后浇带两侧混凝土的接缝处。后浇带的施工时间宜在两侧混凝土成型6周后，混凝土的收缩变形基本完成后再进行。或者通过沉降观测。当两侧沉降基本一致，结合上部结构荷载增加情况以及底下结构混凝土浇筑后的延续时间确定。施工前，应将接缝面用钢丝刷认真清理，最好用錾子凿去表面砂浆层，使其完全露出新鲜混凝土后再浇筑。施工时可根据混凝土浇筑的速度在接缝面上再涂刷一遍素水泥浆，但每次涂刷的超前量不宜过长，以免失去结合层的作用。后浇带混凝土中还可掺人15％的u型膨胀剂，在混凝土硬化时起收缩补偿作用。混凝土浇筑应采用二次振捣法，以提高密实性和界面的结合力，设计中往往会对该部位配筋进行加强，针对配筋较密的特点，后浇带宜采用T型的形状，以方便拆除模板。支设吊模时支撑模板的钢筋必须从中间截断，以免该钢筋成为渗水通道。

4、钢筋的绑扎施工中必须注意将撑环、撑角设置在双排钢筋之间，对应的位置也应加设保护层垫块。撑环或撑角的每一端应有不少于2道绑扎。为了慎重可靠，宜采取焊接的方法固定在钢筋上。

5、安装模板设置的穿墙螺栓或穿墙管，施工规范规定要焊接止水环，但对施工中的止水环焊缝的检查要求不够严格。以致于施工中往往存在局部漏焊和严重夹渣现象，为渗水提供了通道。因此，要加强对止水环焊缝的检查，在满焊的条件下应逐个敲去焊缝检验，对不合格的要补焊后方可用到工程中。用于支模的穿墙螺栓也可采用汽压焊和电渣压力焊顶锻形成止水环工艺，但需注意顶锻后形成的止水环径部分应大于钢筋直径2．5倍以上。而且止水环相对穿墙螺栓中心不得有严重偏移现象。当混凝土达到一定强度后，应在穿墙螺栓端头迎水面侧凿除20----30mm深的混凝土，截去穿墙螺栓，用膨胀砂浆做墙面处理。对于较大的方形套管，管子的底部常因无法振捣而出现空洞蜂窝现象，我们对此类套管采取在止水环两侧分别开出直径不小于振捣棒直径的洞口，便于将振捣捧插入套管下部混凝土中振捣，同时排出气体，从而保证了这部分混凝土的密实性。

6、近年来因桩头处理不好形成的渗漏水引起工程底板渗漏水的情况时有发生，因此在新版本的《=地下工程防水技术规范》中增加了桩头部分应做防水的条文，并给出近年来应用效果较好的几种做法，在实际施工中可根据实际情况选用其中的一种。不管选用哪种处理方法，桩头及桩四周的垃圾均必须清理干净。否则将起不到应有的效果。

四、混凝土的拆模时间及拆模后的养护

防水混凝土宜延长带模养护时间，拆模后的竖向构件，如地下室侧壁等，应采用涂刷混凝土保护剂的方法进行养护。

规范规定，有防水要求的混凝土养护时间不得少于14d，建筑物的底板往往同时是大体积混凝土，因此必须根据施工季节及现场的施工条件制订合理的养护方案，使混凝土中心温度与表面温度的差值、混凝土表面温度与大气温度的差值均不大于25℃。减小温度裂缝的发生，对混凝土的抗渗能力有极重要的意义，达到“不裂不渗”的效果。 地下空间结构裂缝控制与防水新技术

摘 要： 本文分析建筑结构裂缝产生的各种原因，提出从材料、设计施工和维护方面控制裂缝的技术措施。介绍我国现行防水技术规范；新型防水材料及其应用技术。 关键词： 地下空间结构 裂缝控制 防水新技术

一、前言

钢筋砼结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可接受的材料特征。近十多年来，随着钢筋砼结构的长大化和复杂化，以及商品砼的大量推广和砼强度等级的提高，结构裂缝出现机率大大增加，有些已危及结构的安全性和耐久性，有的地下工程裂渗已影响其使用功能。建设部对此十分重视，召开多次学术研讨会，工程界各方专家提出许多技术措施，认为控制裂缝是个系统工程。针对地下工程裂渗比较普遍的现象，我国研制许多新型防水材料，建设部提出今后主要开发应用环保型的中、高档防水材料，刚柔结合，全面提高我国防水工程的质量和耐久性。 本人根据长期的科学研究和大量工程实践，提出钢筋砼结构裂缝控制和防水一些新技术，供工程界参考，不妥之处请指正。

二、结构裂缝产生的原因

结构裂缝产生的原因很复杂，根据国内外的调查资料，引起裂缝有两大类原因，一种由外荷载（如静、动荷载）的直接应力和结构次应力引起的裂缝，其机率约20%；一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝，其机率约80%。裂缝发生与材料、设计、施工和维护有关，现作以下分析。 （一）材料缺陷

在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例，从砼的性质来说大概有： 1．干燥收缩

研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。每100克水泥水化后的化学减缩值为7～9ml，如砼水泥用量为350kg/m3，则形成孔缝体积约25～30L/m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明，每100克水泥浆体可蒸发水约6ml，如砼水泥用量为350kg/m3，当砼在干燥条件下，则蒸发水量达21L/m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使砼产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1～0.2%；砼的干缩值为0.04～0.06%。而砼的极限拉伸值只有0.01～0.02%，故易引起干缩裂缝。 2．温差收缩

水泥水化是个放热过程，其水化热为165～250焦尔/克，随砼水泥用量提高，其绝热温升可达50～80℃。研究表明，当砼内外温差10℃时，产生的冷缩值εc=△T/α=10/110-5=0.01%，如温差为20～30℃时，其冷缩值为0.02～0.03％，当其大于砼的极限拉伸值时，则引起结构开裂。 3．塑性收缩

砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形，它发生在砼终凝之前的塑性阶段，故称为塑性收缩。其收缩量可达1％左右。在砼表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达1～2mm，属表面裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境温度高，表面失水大等都能导致砼塑性收缩而发生表面开裂现象。 4．自生收缩

密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼（OPC）由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干燥引起的收缩压力较小，所以自生收缩值较低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）则不同，早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密，外界水泥很难渗入补充，在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明，龄期2个月水胶比为0.4的HPC，自干收缩率为0.01%，水胶比为0.3的HPC，自干收缩率为0.02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等，水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知，HPC的收缩性与OPC完全不同，OPC以干缩为主，而HPC以自干收缩为主。问题的要害是：HPC自收缩过程开始于水化速率处于高潮阶段的头几天，湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部微裂缝，若砼变形受到约束，则进一步产生收缩裂缝。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。 5．减水剂的影响

人们发现，自八十年代中期推广商品（泵送）砼以来，结构裂缝普遍增多，这是为什么呢？除了与砼的水泥用量和砂率提高有关外，人们忽视了减水剂引起的负面影响。例如过去干硬性及预制砼的收缩变形约为4～6×10-4，而现在泵送砼收缩变形约为6～8×10－4，使得砼裂缝控制的技术难度大大增加。研究表明，在砼配合比相同情况下，掺入减水剂的坍落度可增加100～150mm，但是它与基准砼的收缩值相比，却增加120～130%（见图1）。所以，在《砼减水剂》规范GB138076-97中规定掺减水剂的砼与基准砼的收缩比≤135%。研究表明，掺入不同类型的减水剂砼的收缩比是不相同的，一般是：木钙减水剂>萘磺酸盐减水剂>三聚氰胺减水剂>氨基磺酸减水剂>聚丙烯酸减水剂。这说明商品砼浇筑的结构开裂机率大与减水剂带来负面影响有关。其机理尚不清楚。 以上是从水泥砼物理化学特性分析其各种收缩现象，早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝，砼进入硬化阶段后，砼水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩（包括自干收缩），这是诱发裂缝的主要原因。近十年大量使用商品砼开裂增加，除与单方砼水泥和掺合料用量增加外，减水剂增加砼收缩值变形的负面影响也是一个重要因素。 6．砼后期膨胀出现裂缝，主要是：

（1）水泥中游离CaO过高，Ca(OH)2体积膨胀所致； （2）水泥中MgO过高，Mg(OH)2体积膨胀所致；

（3）水泥和外加剂碱含量过高，与集料中活性硅等发生碱-集料反应所致；

（4）有害离子Cl-、SO4=、Mg++等侵入砼内部，导致钢筋锈蚀或形成二次钙矾石膨胀破坏所致。

7．结构物在任意内应力作用下，除瞬间弹性变形外，其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。砼拉徐变时对抗裂有利，一般可以提高钢筋砼极限拉伸值50％左右。而砼压徐变很小，一般把收缩变形与徐变变形的计算一并加以考虑。砼收缩经验公式很多，但是，实际工程所处条件变化较多。一般采用如下任意时间砼收缩计算公式。 εy(t)=3.2410-4(1-e-0.01t)M1.M2……Mn

式中M1.M2……Mn－为水泥品种、骨料，水灰比、温度、养护和不同配筋率等修正系数。

其中不同配筋率的修正系数见表1。也即限制收缩与自由收缩之比，随配筋率提高而减小。 表１

配筋率（％） 0.000.150.200.250.300.400.50 修正系数Ｍ 1.000.680.610.550.500.430.40 （二）设计问题

钢筋砼结构是由砼和钢筋共同承担极限状态的承载力，结构设计师根据地基情况，静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。这里不作讨论。从国内外有关规范可知，对结构变形作用引起的裂缝问题，客观上存在两类学派： 第一类，设计规范规定很灵活，没有验算裂缝的明确规定，设计方法留给设计人员自由处理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的实际处理手法。

第二类，设计规范有明确规定，对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形裂缝没有计算规定，只按规范留伸缩缝，即留缝就不裂的设计原则。

大量工程实践证明，留缝与否，并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件，留缝不一定不裂，不留缝不一定裂，是否开裂与许多因素有关。我们认为，控制裂缝应该防患于未然，首先尽量预防有害裂缝，重点在防。我国结构工程向长大化、复杂化发展，砼设计强度等级向C40～C60发展，设计师多注重结构安全，而对变形裂缝控制考虑不周，这也是结构裂缝发生增多的原因之一。 （三）施工管理问题

砼配合比设计是否科学合理，水泥与外加剂是否相适应，砂石级配及其含泥量是否符合规范要求，砼坍落度控制是否合理，这些都影响到砼的质量及其收缩变形。

砼浇筑震捣不均匀密实，施工缝和细部处理马虎，会带来结构开裂的后患；过震则使浮浆过厚，抹压又不及时，则砼表面出现塑性裂缝，十分难看。 边墙拆摸板过早（1～3d），砼水化热正处于高峰，内外温差最大；砼易“感冒”开裂。 砼养护十分重要，但许多施工单位忽视这一环节，尤其是墙体和柱梁的保温保湿养护不到位，容易产生收缩裂缝。某些露天构筑物尽管当地湿度很大，但由于吹风影响，加速了砼水分蒸发速度，亦即增加干缩速度，容易引起早期表面裂缝，风速对水分蒸发速度的影响见表2。这也许是夏季比秋冬季，南方比北方出现结构裂缝较多的原因。

从已建工程调查中发现，底板养护较好，出现裂缝概率较低，而底板上外墙裂缝概率很高约占80％，这与保温保湿养护不足有很大关系。

除上述技术因素外，施工管理不严，赶进度，偷工减料，工人素质差，施工马虎等也是造成结构裂缝的人为因素。 （四）对维护缺乏认识

我们发现不少结构是在浇筑完3～6个月，甚至在1～2年内出现裂缝。除荷载问题外，主要是环境温度和风速引起的收缩变形所致。有些地下室不及时复土；上部结构不及时做好封闭；出入口长期敞开，屋面防水层破坏不及时修补等。这些与施工和业主对结构维护缺乏认识有关。钢筋砼结构与其他物件一样都存在“热胀冷缩”的特征，尤其超长结构更为明显，所以，应重视已浇结构的保温保湿维护工作。

三、有害裂缝与无害裂缝

裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系。裂缝分为愈合、闭合、运动、稳定的及不稳定的等。例如宽度0.1～0.2mm裂缝，开始有些渗漏，水通过裂缝同水泥结合，形成氢氧化钙和C-S-H凝胶，经一段时间裂缝自愈不渗了。有的裂缝在压应力作用下闭合了。有的裂缝在周期性温差和周期性反复荷载作用下

产生周期性的扩展和闭合，称为裂缝的运动，但这是稳定的运动。有些裂缝产生不稳定的扩展，视其扩展部位，应考虑加固措施。

根据国内外设计规范及有关试验资料，砼最大裂缝宽度的控制标准大致如下： 无侵蚀介质无防渗要求，0.3～0.4mm。 轻微侵蚀，无防渗要求，0.2～0.3mm。 严重侵蚀，有防渗要求，0.1～0.2mm。 判断裂缝有害还是无害，首先视它是否有害结构安全和耐久性，其次是否影响使用功能（如防水，防潮）。例如地下和水工工程，小于0.1～0.2mm裂缝视为无害裂缝，作简单表面封闭即可，再作柔性防水层就更保险了。楼面裂缝0.3～0.4mm，对结构是安全，视为无害裂缝，可不作处理。对于受力的梁、柱，涉及结构安全，裂缝要妥当处理。

既然变形裂缝一般不影响承载力，但它防水问题就值得研究了，根据工程调查，由裂缝引起的各种不利后果中，渗漏水占60％。水分子的直径约0.310-6mm，可穿过任何肉眼可见的裂缝，从理论上讲防水结构物是不允许裂缝的，但实际情况不是这样，工程实践表明，裂缝宽0.2mm，开始漏水量5L/h，一年后只有10mL/h，这说明裂缝逐渐自愈。当然，对有渗水裂缝要及时处理，这并不是难题。

工程实践表明，结构裂缝的发生的原因很复杂，也是不可避免的。如对建筑物抗裂要求过严，必将付出巨大的经济代价。科学的要求应是将其有害程度控制在允许范围内。这些关于裂缝的预测、预防和处理工作，统称之为“建筑物的裂缝控制”。我国科技界和工程界正在不断探索，有许多成功经验值得借鉴。

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