淺析地下工程防水材料施工技術

林青秀

摘要：本文介紹了地下工程防水材料的常用種類及施工特點，并結(jié)合案例分析了防水技術在地下工程中的應用。

關鍵詞：防水材料；施工技術；地下工程

為了提高空間利用率，建筑正向高、深兩個方向發(fā)展，地下工程就是深度擴展的直接體現(xiàn)。地下工程比地面工程更容易受到地下水的影響，因而對防水提出了較高的要求。地下防水與地上防水不同之處在于位置更隱蔽、滲漏處理更困難，所以對施工技術要求也有別于地上防水。目前，地下防水施工遵循防、排、截、堵相結(jié)合，以防為主，排、截、堵相輔的原則，施工技術分為主體結(jié)構防水、細部構造防水、地下排水、注漿防水等多種類型，其中防水材料施工技術是各種地下防水技術的基礎，用材不合理、施工工序不當將直接影響防水效果，因此本文對這方面的內(nèi)容進行了探討。

1 地下防水材料常用種類及施工特點

1.1 防水混凝土

防水混凝土是指配合比經(jīng)過合理設計，或者同時摻用改善防水效果的外加劑，以具備較好抗?jié)B、防裂性能的混凝土，也稱作自防水混凝土。防水混凝土可以單獨用于地下工程，也可以再結(jié)合其他防水措施，具有材料來源廣泛、施工簡便、經(jīng)濟實用等特點。防水混凝土主要采用普通硅酸鹽水泥配制，水泥用量不少于260kg/m3，膠凝材料總量不少于320 kg/m3[1]。通過使用減水劑及合理的砂、石配比達到較小的水膠比（≯0.5）。施工環(huán)節(jié)包括混凝土攪拌、運輸、澆搗、養(yǎng)護等，各環(huán)節(jié)均嚴格遵循技術規(guī)范和操作規(guī)程才能達到預期防水效果。

1.2防水砂漿

防水砂漿主要用于承受一定靜水壓力的混凝土結(jié)構、磚石結(jié)構的防水層，分為多層抹面的剛性防水砂漿、摻加防水劑的防水砂漿、聚合物水泥防水砂漿三種類型。防水砂漿主要采用普通硅酸鹽水泥配制，并摻用減水劑、引氣劑、膨脹劑等；防水劑主要有氫氧化鐵防水劑、氯化物金屬類防水劑、金屬皂類防水劑等；聚合物采用可以與水泥相容的乳液，如合成或天然橡膠膠乳、合成樹脂乳液等。防水砂漿施工對基層處理要求較高，新建混凝土脫膜后表面必須刷毛處理，舊混凝土表面也需鑿毛處理，磚石基層應清除表面酥松表皮及砂漿等，其他施工與普通水泥砂漿類似，但抹壓要求更勻?qū)崳⒆龊么罱犹幚?，濕潤養(yǎng)護不少于7d，聚合物水泥防水砂漿在濕潤養(yǎng)護之后應有一段時間干養(yǎng)護，以促使聚合物脫水成膜。

1.3 防水卷材

防水卷材具有良好的韌性和延伸性能，能在一定程度上適應結(jié)構振動與微小變形，主要用于經(jīng)常遭受地下水影響的工程，類型包括瀝青類、高聚物改性瀝青類、合成高分子類，傳統(tǒng)紙?zhí)r青防水卷材由于性能差兼對環(huán)境不友好等已被淘汰，而高聚物改性瀝青類和合成高分子類防水卷材因為性能好而成為主導產(chǎn)品。防水卷材應鋪貼在結(jié)構迎水面上，這樣卷材受到水壓作用而貼緊在結(jié)構上不容易破壞，防水效果也較好。施工方法包括外貼法和內(nèi)貼法，各有利弊，前者施工質(zhì)量較易保證，但工序較多，后者與之相反。施工時基層應干燥、平整且無尖銳物，并應均勻涂布基層處理劑。施工工藝分為冷粘法、自粘法、熱熔法、熱粘法等，每一種方法卷材與基層粘貼、兩幅搭接以及復層施工時層與層之間位置都有講究，必須嚴格按規(guī)程施工，粘貼完應及時做保護層。

1.4 防水涂料

防水涂料是涂布于混凝土結(jié)構表面、水泥砂漿表面或磚石結(jié)構表面并形成完整、連續(xù)防水涂膜的材料，與其他防水材料相比，防水涂料具有重量輕、對各種形狀適應強的特點，但是涂膜不均勻，抵抗地下動水壓力的能力較差。防水涂料分為無機防水涂料和有機防水涂料兩種類型，前者以水泥基防水涂料為主，包括聚合物改性水泥基涂料、水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料、無機物水泥防水涂料等，后者主要包括溶劑型、水乳型、反應型、聚合物水泥基防水涂料。防水涂料可采用刷涂、滾涂、噴涂、刮涂等方式施工，可設置在結(jié)構內(nèi)（內(nèi)防）、結(jié)構外（外防）或內(nèi)外結(jié)合，一般無機防水涂料適于結(jié)構背水面，有機涂料適于結(jié)構迎水面。防水涂料類型多，每一種施工要求不盡相同，需要充分了解其性質(zhì)、操作要求并嚴格按規(guī)程操作才能達到質(zhì)量目標。

1.5 防水板材

防水板材包括塑料防水板和金屬防水板。塑料防水板適于有水壓、侵蝕介質(zhì)、振動效應的場合，按材質(zhì)分為PVC（聚氯乙烯）、PE（聚乙烯）、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、ECB（乙烯-瀝青共混聚合物）等類型。施工基面要求平整、無尖銳物。施工時先用射釘固定緩沖層，再鋪設塑料防水板，防水板與緩沖層之間通過焊接固定。金屬防水板是采用鋼、合金鋼、銅等板材加工的防水材料，適于長期浸水、水壓較大的地下工程，由于造價較高，主要用于對抗?jié)B性要求非常高的構筑物，如鑄造澆筑坑、電爐鋼水坑等。施工主要通過焊接拼裝，并與結(jié)構上的預埋筋焊接固定，小型結(jié)構往往將預制成整體的金屬箱體運至現(xiàn)場安裝。

1.6 膨潤土防水材料

膨潤土是天然納米防水材料，分為鈉基和鈣基兩類。鈉基膨潤土防水效果優(yōu)于鈣基膨潤土，所以用于防水主要采用鈉基膨潤土。大多數(shù)防水材料耐久年限比主體結(jié)構設計壽命短，但膨潤土能實現(xiàn)永久防水效果。膨潤土具有吸水膨脹特性，膨脹體積可達10～30倍，吸水后形成的凝膠體能阻止其他水分滲入，鈉基膨潤土滲透系數(shù)低至5×10-11cm/s，可抵抗1MPa的靜水壓力[2]。膨潤土防水材料有毯、板、帶（條）、棒、膏、粉等產(chǎn)品形式，應用最多的是防水毯或防水板，施工時以機械固定鋪設，適于結(jié)構迎水面，但防水層兩側(cè)必須施加一定壓力才能發(fā)揮防水效果。接縫應以膨潤土密封膏或膨潤土粉處理。

1.7 密封材料

密封材料是指設置在地下工程變形縫、構造縫、施工縫以及穿墻管、安裝孔等細部節(jié)點部位，防止其滲漏的防水材料。按照外觀形狀，密封材料分為定型材料和不定型材料兩類。定型材料是指止水帶、條等，不定型材料包括密封膏、嵌縫膏等。密封材料類型也很多，不同類型材料的性能、適用性差別很大，應綜合接縫尺寸、變形特點、接縫材質(zhì)、背襯材料、接縫部位等因素合理選用。密封效果很大程度上取決于細節(jié)的把握，由于不少細部節(jié)點構造采用復合防水形式，預留縫的寬度、密封材料的位置關系及不同材料之間的配合效果等都會影響防水性能，因此應嚴格按照產(chǎn)品規(guī)程操作。

1.8 注漿材料

注漿材料是指填充在地層裂隙及地下結(jié)構孔隙、裂縫中，產(chǎn)生堵漏、加固效果的防水材料。根據(jù)材質(zhì)，注漿材料可分為水泥注漿材料、黏土注漿材料和化學注漿材料三種類型，注漿時可以施加低、中、高的不同壓力，常見的注漿形式分為填充注漿、劈裂注漿、帷幕注漿、置換注漿、高壓噴射注漿等。注漿設備、工藝往往較為復雜，而且注漿效果較為隱蔽，因此注漿項目常常單列出來，而不局限于防水材料。

2 地下防水材料施工技術應用

2.1 工程概況

某高層建筑地上30層，地下3層。地下部分圍護結(jié)構采用0.8m厚的地下連續(xù)墻，墻深達26m，并利用3層鋼筋混凝土結(jié)構、1層鋼管結(jié)構、1層鋼結(jié)構進行支撐。該工程防水等級為一級，不允許滲水和表面濕漬，因此確定防水設計和施工應遵循“以防為主，剛?cè)嵯酀?；因地制宜，綜合治理”的原則，并采取結(jié)構自防水為主、外防水及附加防水為輔的做法。主要防水材料包括自防水混凝土、EVA防水板、非焦油雙組分聚氨酯防水涂料、自粘型橡膠瀝青防水卷材、雙組分聚硫密封膠等。

2.2 防水材料施工技術

防水混凝土設計強度為C30，抗?jié)B等級為P8。根據(jù)結(jié)構長度安排分段施工。混凝土配合比采用雙摻技術（同時摻加礦物摻合料和外加劑），并采用了低水化熱水泥，同時將水泥用量控制在300 kg/m3以下，通過這些措施來減少混凝土水化熱和降低混凝土開裂的可能性。施工時合理安排混凝土攪拌、運輸和澆筑時間，保證施工連續(xù)進行，并控制每層澆筑厚度在300mm左右。施工后及時覆膜養(yǎng)護，并保證養(yǎng)護時間不少于14d。

主體結(jié)構外防水做法如圖1所示。底板、側(cè)墻部位都采用了EVA防水板，并且在防水板兩側(cè)增加無紡布（300g/m2），作為保護層和緩沖層。頂板部位采用了2mm非焦油雙組分聚氨酯防水涂料。施工時嚴格按照施工規(guī)范處理基層，如有蜂窩孔洞及凹凸不平部位，修鑿后采用M5防水砂漿整平。底板基層先以素土夯實，再做C15混凝土墊層。頂板基面以20mm厚1：2.5水泥砂漿找平，然后用射釘固定緩沖層。敷設EVA板順序是從上至下，板與板搭接長度不少于150mm，采用雙縫、對稱焊接方式。焊畢，充氣檢查密封性。無紡布保護層直接粘貼在EVA板，頂板保護層采用50mmC15細石混凝土。

圖2與圖3分別是變形縫和后澆帶的做法。變形縫施工時，為避免止水帶移位，利用鋼筋夾住止水帶，再以鐵絲綁扎固定。為了避免聚苯板移動，以主筋接出拉筋固定?；炷潦┕r應先澆筑變形縫部位，以保證該部位的澆筑質(zhì)量。后澆帶在先澆部分齡期達到42d后施工，施工前對接觸面做鑿毛處理，并刷涂水泥凈漿，后澆帶鋼筋與先澆部分留出鋼筋通過焊接或搭接方式連接。

3 結(jié)語

由于防水材料種類多，不同材料、型號施工方法都有所區(qū)別，施工人員應根據(jù)所采用的材料特點進行準確把握，不能隨意將一種材料的施工經(jīng)驗移植到另一種材料上。防水工程是典型的系統(tǒng)工程，任何部位出現(xiàn)問題都可能導致整個系統(tǒng)防水失效，因此地下防水施工必須把握每一個細節(jié)，嚴格按照程序和規(guī)程操作，才能確保防水效果達到預期。

參考文獻：

[1] 國家人防辦公室. GB 50108-2008 地下工程防水技術規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2009.

[2] 楊海榮，張平. 地下工程新型防水材料構造措施研究[J]. 新型建筑材料，2013，40（1）：66-68.