改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念根治地下工程滲漏通病

董士文

（青島市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 青島 266071）

改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念根治地下工程滲漏通病

董士文

（青島市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，山東 青島 266071）

筆者通過近年來對(duì)地下防水工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)踐，提出了“以剛性為主，柔性為輔”的新地下防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)理念，對(duì)解決地下防水工程的滲漏問題起到了關(guān)鍵作用。

防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)；剛性防水體系；柔性防水體系

0 前言

據(jù)調(diào)查，目前我國新建的民用和公共建筑地下部分的滲漏問題，在工程建設(shè)期間和交付使用前后都普遍存在，在有些地區(qū)甚至高達(dá) 90% 以上。這些因設(shè)計(jì)方案、材料使用或施工措施不當(dāng)所引起的各種滲漏，近年來有越演越烈的趨勢，有些工程因滲漏所引發(fā)的問題還相當(dāng)嚴(yán)重。對(duì)已發(fā)生滲漏的在建工程的處理工作，質(zhì)量責(zé)任界定往往比較復(fù)雜且困難重重，相關(guān)建設(shè)各方也存在較大爭議，有的甚至引發(fā)經(jīng)濟(jì)官司而對(duì)簿公堂。同時(shí)對(duì)這些滲漏的處理和修復(fù)工作也有一定的技術(shù)難度，治理修復(fù)耗時(shí)費(fèi)力，所需費(fèi)用也比較昂貴，對(duì)工程的建設(shè)方往往會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。這些問題的發(fā)生，近年來一直困擾著業(yè)界的工程技術(shù)和管理人員，并引起各地行業(yè)主管部門的注意和重視。

根據(jù)多年的調(diào)查研究、工程實(shí)踐和治理經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，從工程技術(shù)角度來看，目前拿出解決問題的正確方法并不難，而且已經(jīng)有了一些好的解決方案和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但要徹底根治上述問題發(fā)生，則應(yīng)從源頭抓起，即從設(shè)計(jì)方案著手來解決則比較科學(xué)合理。經(jīng)多年工程實(shí)踐證明，這些新的設(shè)計(jì)方案既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用，而且設(shè)計(jì)、材料和施工現(xiàn)場操作都并不復(fù)雜。但要落實(shí)這些新方案，要首先改變傳統(tǒng)的防水設(shè)計(jì)理念，甚至要改變相關(guān)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范中一些不合理的規(guī)定，并把目前存在理論誤區(qū)的設(shè)計(jì)方案糾正過來。這就需要我們的建設(shè)主管和相關(guān)職能部門關(guān)注此類問題，并通過相關(guān)規(guī)范的修訂，宣傳更新設(shè)計(jì)理念，支持該項(xiàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用工作，使之見諸成效。

總之，對(duì)于防止地下混凝土工程的滲漏，選擇科學(xué)、合理和可行的設(shè)計(jì)方案是十分重要的，同時(shí)，使用合格的建筑材料和選用正確的施工方法也是必不可少的，這對(duì)于滿足工程長期的使用功能要求，以及今后因滲漏發(fā)生的維護(hù)費(fèi)用和使用壽命都是非常關(guān)鍵的。

1 防水設(shè)計(jì)的新理念

近幾年來，隨著新材料的推廣應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步，促使我們以全新的角度對(duì)原有建筑工程地下混凝土防水體系的設(shè)計(jì)理念，以及技術(shù)特性和優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行了總體分析和研究，指出了傳統(tǒng)防水體系設(shè)計(jì)方面存在的一些誤區(qū)和缺陷，并打破傳統(tǒng)的“一剛一柔”的保守防水理念，提出了以“剛性為主，柔性為輔”的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的新理念[1]。

新設(shè)計(jì)理念根據(jù)目前防水新材料、新技術(shù)方面的應(yīng)用效果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了注重結(jié)構(gòu)剛性自防水的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)新觀點(diǎn)、新方案，并指出地下混凝土自身防水是解決問題的關(guān)鍵，并根據(jù)防水等級(jí)和設(shè)計(jì)要求，輔以與混凝土基層具有粘結(jié)牢固、且不會(huì)引起防水層層間竄水的、剛性或剛?cè)嵝偷姆浪繉酉嘟Y(jié)合的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方案，放棄使用各類改性瀝青基和橡膠類防水卷材做外防水層的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

2 防水機(jī)理和解決方案

2.1 混凝土剛性防水體系的防水機(jī)理

主要是通過封閉混凝土中水泥砂漿內(nèi)部的毛細(xì)孔和孔洞缺陷等連通的孔隙結(jié)構(gòu)，來達(dá)到防水的目的。根據(jù)所用材料不同，封閉微孔的方式也不同。

其一，利用混凝土外加劑（如防水劑及水泥基滲透結(jié)晶性防水材料中的活性化學(xué)物質(zhì)）在水的作用下，與未水化水泥顆粒所形成的不溶于水的凝膠體，來填充混凝土內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)或微裂縫。

其二，利用外加劑（如膨脹劑）或膨脹水泥中的無機(jī)膨脹結(jié)晶組分，填充水泥石水化硬化初期的孔隙結(jié)構(gòu)，提高了混凝土內(nèi)部的密實(shí)度，堵塞透水通道。

其三，利用水性高分子聚合物滲透和填充到水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)中（如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂漿、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料），直接封閉透水通道。

2.2 剛性防水材料的特點(diǎn)和種類

剛性防水材料主要是指將防水材料摻入混凝土和水泥砂漿中，或?qū)⑵渑涑蓾{料涂刷（抹）或滲透于混凝土或水泥砂漿表面，與其共同組成剛性自防水結(jié)構(gòu)體系的材料。它們主要包括：

（1）混凝土、砂漿的外加劑（如：各種混凝土、砂漿防水劑、膨脹劑、引氣劑和減水劑等）。注：完全剛性。

（2）水性高分子聚合物樹脂（如：改性乙烯—醋酸乙烯乳液 EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和環(huán)氧樹脂、可分散乳膠粉、有機(jī)硅橡膠等）。注：剛?cè)峥烧{(diào)。

（3）水泥基防水材料（如防水寶、確保時(shí)和水不漏等）。注：完全剛性。

（4）水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，簡稱 CCCW。注：完全剛性，并有自修復(fù)混凝土微裂縫的功能。

2.3 混凝土剛性防水體系的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)：在混凝土或水泥砂漿內(nèi)部形成了自身整體的防水能力，從微觀結(jié)構(gòu)上看，處處都形成可靠的防水屏障。

（2）缺點(diǎn)：不能適應(yīng)應(yīng)力變形所引起的混凝土或水泥砂漿裂縫的發(fā)生。

但該體系發(fā)生裂縫引起滲漏時(shí)，要進(jìn)行修復(fù)是非常簡單的，且費(fèi)用也較低。對(duì)該體系通常采取綜合堵漏的處理方法，作為出現(xiàn)滲漏的補(bǔ)充防范手段。

2.4 解決方案及說明

當(dāng)前最簡單和最省錢的解決方案，就是在設(shè)計(jì)時(shí)不使用（或淘汰）瀝青基或橡膠類防水卷材做地下混凝土的外防水層，而只使用普通硅酸鹽水泥和混凝土復(fù)合防水劑，來配制高質(zhì)量的自防水混凝土作為防水設(shè)防，必要時(shí)輔以聚合物水泥（乳液）防水涂料或水泥基滲透結(jié)晶型防水材料做補(bǔ)充，以提高系統(tǒng)的防水等級(jí)。

說明一：為什么要淘汰防水卷材

眾所周知，傳統(tǒng)的地下混凝土工程的防水設(shè)計(jì)，一般要將防水卷材做在混凝土底板的墊層上面，形成一層膜防水層，再將混凝土結(jié)構(gòu)底板澆筑在防水層之上，這種設(shè)計(jì)方案已經(jīng)延續(xù)了幾十年，很少有人提出異議。但實(shí)踐證明，在工程的實(shí)際使用中，這層防水卷材是不可能承受結(jié)構(gòu)混凝土底板與混凝土墊層之間的壓應(yīng)力的，此時(shí)防水卷材被建筑物上部重量傳遞下來的力完全擠壓破壞了，早已失去整體防水層的作用了。

因此，地下混凝土工程的防水設(shè)計(jì)只能采用剛性防水為主的防水結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)方案，所以做好混凝土自身的防水才是關(guān)鍵所在。

說明二：為什么要用混凝土防水劑。

因?yàn)榉浪畡┰诨炷林信c未水化的水泥顆粒反應(yīng)產(chǎn)生的是微膨脹不溶于水的凝膠體，其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨脹劑所產(chǎn)生的是相對(duì)不穩(wěn)定的礦物結(jié)晶體，僅有短期效果，而且應(yīng)用條件也是有限的，用其做混凝土防水是錯(cuò)誤的，效果較差風(fēng)險(xiǎn)很大，尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此，在設(shè)計(jì)自防水混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先考慮使用混凝土防水劑而非膨脹劑。

說明三：防水設(shè)計(jì)規(guī)范的限制

規(guī)范規(guī)定對(duì)地下工程的防水設(shè)計(jì)，除了必須有自防水混凝土這道防水措施之外，還要有附加外防水層的設(shè)計(jì)要求，而且強(qiáng)調(diào)要做到剛?cè)嵯酀?jì)，這就是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的“一剛一柔”的防水設(shè)計(jì)理念。在現(xiàn)實(shí)中，由于往往不太重視對(duì)自防水混凝土的設(shè)計(jì)和施工要求，而所做的柔性防水層又出了上述差錯(cuò)，這就是我們現(xiàn)在地下工程滲漏問題嚴(yán)重的根源所在。

綜上所述，地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是關(guān)鍵，而自防水混凝土的關(guān)鍵是選用何種混凝土外加劑。

3 推薦選用的首選設(shè)計(jì)方案

目前，解決自防水混凝土的設(shè)計(jì)方案有如下幾種：

（1）采用復(fù)合防水劑配制自防水混凝土的方案。通常是將混凝土防水劑與一些高效減水劑或泵送劑復(fù)合使用，替代膨脹劑和其他減水劑的方案。目前工程應(yīng)用效果比較好的是混凝土防水復(fù)合液（如北京大胡子商標(biāo)的產(chǎn)品），在全國和山東省已有眾多工程應(yīng)用，效果良好。

（2）是用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料。如中核公司的2000 或加拿大進(jìn)口的 XYPEX（賽柏斯）等，摻入混凝土或在其表面涂刷使用，使其活性成分激發(fā)混凝土中的水泥顆粒，形成新的凝膠物質(zhì)封閉混凝土內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，達(dá)到防水目的。但此方案有時(shí)因材料價(jià)格較貴，防水費(fèi)用相對(duì)較高。

（3）選用與混凝土粘結(jié)力好、不會(huì)引起結(jié)合（粘接）層間竄水的剛?cè)嵝曰騽傂裕ㄈ缇酆衔锼啵ㄈ橐海┓浪苛虾途酆衔锼喾浪皾{等）防水材料，涂（抹）敷在混凝土表面，起到防水層的作用。這些材料可以與基層混凝土結(jié)合牢固，甚至可以滲透到混凝土的表層內(nèi)部，但對(duì)混凝土基層的整體性能要求較高，一般可以作為附加的輔助防水措施使用。

上述做法的共同優(yōu)勢都是防水材料與混凝土基層結(jié)合形成一個(gè)整體的防水機(jī)制，即使防水系統(tǒng)個(gè)別部位(如結(jié)構(gòu)因溫度或受力變形引起的開裂等) 破壞致使?jié)B漏發(fā)生，也不會(huì)引起像柔性卷材防水系統(tǒng)那樣發(fā)生大面積滲漏，而且堵漏和維修操作簡便，費(fèi)用也較低。

因此，我們建議應(yīng)從設(shè)計(jì)著手，直接采用第一種方案，即用復(fù)合防水劑及其設(shè)計(jì)方案，在混凝土施工時(shí)就配制優(yōu)質(zhì)的自防水混凝土，做好混凝土自身的剛性防水體系。如設(shè)計(jì)有需求時(shí)，再輔以第二或第三種方案中涂層的一種，以提高地下混凝土的防水等級(jí)和可靠性。

這樣做的優(yōu)勢是只稍微增加或基本不增加現(xiàn)澆自防水混凝土的成本，并節(jié)省了原設(shè)計(jì)防水卷材的費(fèi)用，或者將其換成了更可靠的防水涂層材料，而且施工技術(shù)和條件比防水卷材要求低、速度快、質(zhì)量好、綜合造價(jià)低、后期維護(hù)費(fèi)用少，建設(shè)方比較容易接受。

4 要注意或應(yīng)避免發(fā)生的問題

（1）地下混凝土工程發(fā)生滲漏的現(xiàn)象多種多樣，情況也比較復(fù)雜。在制定處理方案時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析，判明原因，再對(duì)癥處理。尤其是對(duì)底板和側(cè)墻的裂縫處理應(yīng)十分謹(jǐn)慎，不要輕易使用水性聚氨酯等有機(jī)聚合物的壓力灌漿材料堵漏。應(yīng)查看裂縫的位置與受力關(guān)系，盡可能選用水泥基滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行堵漏和防水處理，使修復(fù)后的混凝土能通過自愈形成同類材料的結(jié)構(gòu)整體，不要留下結(jié)構(gòu)方面的隱患。

（2）對(duì)于地下混凝土防水設(shè)計(jì)方案中，在自防水混凝土表面設(shè)計(jì)選用聚合物水泥（乳液）防水涂料做防水附加層時(shí)，此時(shí)該附加層一般可以設(shè)計(jì)做在混凝土的背水面上[3]，這樣施工簡便，不影響工期，費(fèi)用也較低。若地下水對(duì)混凝土有腐蝕性時(shí)，再做在迎水面上，以保護(hù)混凝土不受侵蝕。

5 結(jié)束語

地下工程自防水混凝土采用復(fù)合防水劑配制的設(shè)計(jì)方案，在工程實(shí)踐中已是應(yīng)用多年的成熟技術(shù)。但是要推廣應(yīng)用該技術(shù)的關(guān)鍵問題是，目前我們的設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工和監(jiān)理單位的工程技術(shù)人員能否及時(shí)更新觀念，淘汰落后的傳統(tǒng)防水材料和防水設(shè)計(jì)方案，科學(xué)、大膽、積極地采用國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范所推薦的，具有綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、綠色環(huán)保和節(jié)約資源的防水結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)新方案、新材料、新技術(shù)。希望建設(shè)主管部門及相關(guān)職能部門在防水技術(shù)規(guī)范編制修訂時(shí)，能給予此類方案以有力支持，并通過總結(jié)已完成工程的經(jīng)驗(yàn)，組織對(duì)該技術(shù)新的示范工程項(xiàng)目。早日破除舊設(shè)計(jì)思想的束縛，普及相關(guān)先進(jìn)的設(shè)計(jì)新理念，積極推廣應(yīng)用自防水混凝土的先進(jìn)技術(shù)，為國家節(jié)約原材料，提高工程質(zhì)量、節(jié)約工期和工程造價(jià)早見成效和作出貢獻(xiàn)。

[1] 董士文．新型防水材料的應(yīng)用和傳統(tǒng)防水設(shè)計(jì)理念的更新[J]．建筑技術(shù)，2011(7): 611-613．

[2] 董士文．自防水混凝土外加劑使用限制條件的探討 [J]．混凝土，2005(4): 12-16．

[3] 李書山，熊稚軍，鄧天寧．地下室底板柔性外防水層防水作用商榷[J]．中國建筑防水，2014(10): 20-22．

［通訊地址］青島市香港西路 39 號(hào)世紀(jì)大廈 29 層（366071）

董士文（1952—），男，高級(jí)工程師，青島市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，從事建筑墻體材料、防水材料和保溫材料、建筑結(jié)構(gòu)工程及施工技術(shù)等方面的研究。