地下室防水研究

劉杰勝，李東來

（1.武漢工業(yè)學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院，武漢 430023；2.中建商品混凝土公司新型建材廠，武漢 430205）

地下室防水研究

劉杰勝1，李東來2

（1.武漢工業(yè)學(xué)院 土木工程與建筑學(xué)院，武漢 430023；2.中建商品混凝土公司新型建材廠，武漢 430205）

地下室防水對(duì)保證建筑物的整體結(jié)構(gòu)安全具有重要意義。通過開展地下室防水研究，分析了地下室滲漏產(chǎn)生的主要原因，介紹了地下室防水結(jié)構(gòu)的組成，闡述了地下室主體防水的主要途徑、方法及構(gòu)造節(jié)點(diǎn)防水的主要措施。

地下室；防水；結(jié)構(gòu)自防水；節(jié)點(diǎn)防水

隨著高層建筑和多層住宅的普及，地下室的開發(fā)與利用，顯示出越來越大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益［1］。地下室防水工程是建筑地下工程的一個(gè)重要組成部分［2］。調(diào)查表明，建筑物地下室普遍存在著防水失效、滲漏水的問題。地下室防水一旦失敗很難補(bǔ)救，如果滲漏，將會(huì)影響建筑物的正常使用［3］。而且，地下室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)常受到各種水的侵蝕，地下水易浸入混凝土中導(dǎo)致鋼筋銹蝕和可溶性侵蝕，影響建筑物整體結(jié)構(gòu)安全［4-5］。因此，開展地下室防水研究，對(duì)保證建筑物的整體結(jié)構(gòu)安全，延長使用壽命具有重要意義。

1 地下室滲漏原因

隨著地下室的規(guī)模越來越大，功能越來越復(fù)雜，可能形成滲漏水的原因也越來越多。其滲漏原因主要有：

1.1 混凝土拌合不均勻，級(jí)配不合理，振搗不實(shí)導(dǎo)致墻體滲水

在混凝土澆筑過程中，混凝土振搗不實(shí)或不及時(shí)而導(dǎo)致蜂窩、麻面等，在混凝土內(nèi)部形成多孔縫現(xiàn)象，將直接導(dǎo)致滲漏［6-7］。另外，由于混凝土的拌合不均勻、級(jí)配不合理會(huì)導(dǎo)致混凝土硬結(jié)收縮嚴(yán)重，由此可能造成地下室混凝土開裂，破壞其防水效果［8］。

1.2 防水措施不夠，對(duì)細(xì)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造處理不合理

對(duì)地下混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)只采用單一的防水結(jié)構(gòu)層，如單獨(dú)采用剛性或柔性防水結(jié)構(gòu)層。不重視細(xì)部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造處理，對(duì)變形縫、施工縫、后澆帶、穿墻管等部位采取的防水措施不當(dāng)，這些都易導(dǎo)致地下水滲透進(jìn)細(xì)部結(jié)構(gòu)，形成水流通路，造成地下室防水失效。

1.3 防水材料和施工質(zhì)量

防水材料質(zhì)量問題和施工工藝不過關(guān)導(dǎo)致防水失效。

2 地下室防水

地下室防水從總體上來說，可以分為主體防水和節(jié)點(diǎn)防水。主體防水又可分為結(jié)構(gòu)自防水和附加防水［9］。結(jié)構(gòu)自防水主要是指混凝土結(jié)構(gòu)具有自防水功能。附加防水主要以柔性外防水為主［10］。

節(jié)點(diǎn)防水主要包括施工縫、后澆帶、變形縫、穿墻管線等，節(jié)點(diǎn)防水也稱 “細(xì)部構(gòu)造防水”［11］。

2.1 主體防水

一般地下室主體防水方案采用二道防水，即鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水和采用柔性防水材料的附加防水［12］。

2.1.1 結(jié)構(gòu)自防水

結(jié)構(gòu)自防水也叫剛性防水，主要是基于提高混凝土的抗?jié)B、抗裂性能而考慮的?；炷岭m然是一種非均質(zhì)的無機(jī)多孔復(fù)合材料，但如果在材料和施工方面采取一定措施，提高混凝土密實(shí)度，改善內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，可以制成具有相當(dāng)抗?jié)B能力的混凝土，完全可以阻擋地下水的侵入［13］?；炷磷苑浪δ芸梢酝ㄟ^原材料優(yōu)選、合理的混凝土級(jí)配、摻加減水劑與膨脹劑等方法來實(shí)現(xiàn)。

混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮裂縫、造成滲水原因是由于混凝土經(jīng)水化反應(yīng)出現(xiàn)凝結(jié)收縮，混凝土中的多余水分蒸發(fā)后出現(xiàn)干縮，溫度下降后產(chǎn)生冷縮等原因，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生約束應(yīng)力。當(dāng)約束應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生很多細(xì)微的收縮裂縫，在混凝土內(nèi)部形成毛細(xì)通路，造成滲水［14］。地下水的滲入將導(dǎo)致混凝土的損害，最終損害建筑物的使用功能和使用壽命。

另外，混凝土抗?jié)B能力與混凝土的級(jí)配有很大關(guān)系，混凝土級(jí)配差，和易性不好，施工時(shí)易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，抗?jié)B性就差。通過優(yōu)化配比設(shè)計(jì)，可以有效改善混凝土內(nèi)部微孔的結(jié)構(gòu)，防止收縮裂縫的出現(xiàn)。在施工方面，通過加強(qiáng)振搗或改善振搗方式，可以有效提高混凝土的密實(shí)度，從而提高抗?jié)B性能的作用。另外，還可采用混凝土“二次振搗”方式，提高混凝土的抗?jié)B性能，也可摻入一些纖維，來提高混凝土的抗裂性能。

2.1.1.1 原材料優(yōu)選和混凝土級(jí)配優(yōu)化

要提高防水混凝土的密實(shí)性，各種原材料質(zhì)量必須滿足要求，含泥量、粒徑、吸水率、砂率等要嚴(yán)格符合要求。同時(shí)，為減少水泥水化熱，水泥要選用水化熱較低的品種，減少硬化后收縮產(chǎn)生裂縫的可能。另外，可加入少量的粉煤灰，降低混凝土的水灰比，提高混凝土的和易性和密實(shí)性，改善其抗?jié)B性能。混凝土的配合比應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行控制，水灰比、含砂率、水泥用量和灰砂比應(yīng)在合理范圍，以減少混凝土中毛細(xì)孔、沉降縫隙、接觸孔等，阻斷其形成滲水通道。

為了控制混凝土產(chǎn)生收縮裂縫，可采取補(bǔ)償收縮混凝土，以自身適度膨脹來抵消或減少混凝土的開裂，或?qū)⒘芽p控制在要求的范圍內(nèi)（防水混凝土規(guī)范中規(guī)定：防水混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度不得大于0.2mm）［15］。

2.1.1.2 摻加膨脹劑

加入膨脹劑的原理是使混凝土凝結(jié)后體積產(chǎn)生微膨脹，來抵償混凝土的凝結(jié)收縮應(yīng)力，從而達(dá)到抗裂的目的。根據(jù)自防水混凝土要求，所摻加的膨脹劑，只有膨脹率大于等于0.35%的高效膨脹劑才能作為自防水混凝土的添加劑［16］。如目前已有使用的膨脹劑UEA、明礬石膨脹劑等，利用膨脹劑在水化過程中的膨脹變形特性，達(dá)到補(bǔ)償或部分補(bǔ)償混凝土收縮的目的［17］。

2.1.1.3 摻加減水劑

摻加各類型的減水劑，從而能減小單位體積中的水泥和水的用量，降低混凝土中的水化熱，減小混凝土內(nèi)部與外部的溫差，從而避免混凝土出現(xiàn)收縮裂縫，提高混凝土的密實(shí)性［18］。

2.1.1.4 摻加纖維

在混凝土的攪拌過程中，微纖維均勻地?cái)U(kuò)散到混凝土中，由于微纖維與混凝土有極強(qiáng)的結(jié)合力、抗拉強(qiáng)度，從而能產(chǎn)生全方位的加強(qiáng)效果，削弱了混凝土的收縮應(yīng)力，減少了混凝土的收縮裂縫，堵塞混凝土中的毛細(xì)通路，達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)自防水效果［19］。

地下室結(jié)構(gòu)自防水措施很多，除上面所介紹的方法外，還有其他一些方法：

（1）利用高分子的憎水原理，如添加有機(jī)硅樹脂，通過高分子材料與水泥中的化學(xué)成分結(jié)合，生成具有憎水性的網(wǎng)狀化合物，分布在混凝土的顆粒中，使水分子在混凝土之間的界面表面張力提高而產(chǎn)生憎水效果［20］。

（2）在混凝土中摻加適量的浮化的液態(tài)高聚物化學(xué)材料，如氯丁膠乳、環(huán)氧乳液等，使混凝土在拌合和凝結(jié)時(shí)高分子聚合物破乳，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，填充和堵塞混凝土中的毛細(xì)孔隙而達(dá)到防水作用［21］。另外，也可以加入一些氯化鋁、氯化鈣及氧化鐵等，其摻入混凝土中能與水泥水化過程中的氫氧化鈣反應(yīng)，生成氫氧化鋁、氫氧化鐵等不溶于水的膠體，并與水泥中的硅酸二鋁酸三鈣化合成復(fù)鹽晶體，這些膠體與晶體填充于混凝土的孔隙內(nèi)，從而提高其密實(shí)性［22］。

其他方法諸如泵送過程中摻入緩凝劑等，也能在一定程度上提高地下室結(jié)構(gòu)自防水能力。

2.1.2 附加防水

附加防水也叫表面防水，以柔性外防水為主，主要是通過防水卷材、密封材料或涂料使其達(dá)到良好的防水性能。根據(jù)防水部位來分，附加防水可分為內(nèi)防水和外防水。將防水材料設(shè)置在地下室主體墻面外部的稱為外防水，設(shè)置在內(nèi)表面的稱為內(nèi)防水。根據(jù)防水所用材料的材質(zhì)不同，附加防水又可分為卷材防水、涂料防水、水泥砂漿防水和鋼板防水4種［23］，而防水材料的種類更是達(dá)到成百上千種。

2.2 節(jié)點(diǎn)防水

節(jié)點(diǎn)防水也叫細(xì)部構(gòu)造防水，主要包括施工縫、后澆帶、變形縫、穿墻管、預(yù)埋件等部位防水。地下室除了做好主體防水外，只有處理好各節(jié)點(diǎn)的防水問題，才能取得較好的整體防水效果。

2.2.1 穿墻管線

穿過防水層的管線，由于管線和周圍混凝土脹縮系數(shù)不同，在管線周圍會(huì)產(chǎn)生開裂，形成滲水。因此，在地下室穿過防水層的管道周圍應(yīng)留槽，用密封膠密封，并在管道中部加設(shè)遇水膨脹橡膠條等方法來處理。另外，也可在穿墻管的主管設(shè)置防水套、止水環(huán)及套管翼環(huán)，并連續(xù)滿焊，做好防腐處理［24］。

2.2.2 施工縫處理

大體積、大面積的混凝土一次澆筑完成有困難，須留設(shè)施工縫，分兩次或多次澆筑完。施工縫的存在，由于混凝土的收縮，易產(chǎn)生滲水通道，所以應(yīng)注意對(duì)此進(jìn)行防水處理［25］。對(duì)于施工縫防水，一般設(shè)置1～2道防水措施。通常做法包括在施工縫中間設(shè)置一道遇水膨脹止水條，外墻側(cè)設(shè)置一道止水帶。

2.2.3 后澆帶處理

后澆帶一般是在結(jié)構(gòu)高度變化較大部位，或建筑物平面尺寸較大情況下設(shè)置的。由于后澆帶只在施工期間存在，所以可認(rèn)為是一種特殊的施工縫，因而其防水設(shè)計(jì)與施工縫的防水設(shè)計(jì)類似，一般設(shè)置遇水膨脹止水條或外貼止水帶［26］。

2.2.4 預(yù)埋件

地下室內(nèi)墻壁或底板上預(yù)埋鐵件用吊掛或?qū)Ｓ霉ぞ吖潭?，預(yù)埋件往往與結(jié)構(gòu)鋼筋接觸，且易銹蝕膨脹，會(huì)導(dǎo)致水沿鐵件滲入室內(nèi)。為此預(yù)留洞、槽均應(yīng)作防水處理。對(duì)于預(yù)埋件的防水處理，可用密封膏封嚴(yán)，加焊止水環(huán)并滿焊來處理，同時(shí)還應(yīng)做好防銹蝕處理［27］。

3 結(jié)語

地下室防水是一個(gè)集材料、設(shè)計(jì)、施工為一體的系統(tǒng)工程。在開展地下室防水工作時(shí)，應(yīng)遵循“多道設(shè)防、剛?cè)岵?jì)”的原則，因地制宜、綜合考慮。應(yīng)對(duì)每個(gè)部位，尤其是每個(gè)防水薄弱部位精心設(shè)計(jì)和施工，才能取到理想的防水效果。

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Research on the Waterproofing of Basement

LIU Jie－sheng1， LI Dong－lai2
（1.School of Civil Engineering and Architecture， Wuhan polytechnic University， Wuhan 430023，China；2.China
C
onstruction Ready Mixed Concrete CO.LTD， Wuhan 430205，China）

The waterproofing engineering plays an important role in the ensuring safety of the architecture structure.The reason of the basement leakage was analyzed.In this paper， the component of the basement waterproofing engineering was introduced.The methods of the waterproofing for the major structure and detail structure were elaborated respectively.

basement； waterproof； structural self－waterproofing； detail waterproofing

TV554

A

1672-9900（2011）01-0003-03

2010－10－11

國家“十一五”支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2006BAB04A05）

劉杰勝（1980－），男（漢族），湖北武漢人，講師，主要從事防水材料、建筑材料及廢棄物利用研究，（Tel）13638654154。