地下結(jié)構(gòu)常見滲漏水問題及設(shè)計(jì)對(duì)策

縱云俠

上海林同炎李國(guó)豪土建工程咨詢有限公司 上海 200437

地下管廊、地下交通、地下車庫(kù)、地下綜合體等地下結(jié)構(gòu)越來越多，地下結(jié)構(gòu)的滲漏水問題也將越來越多[1]。滲漏水問題輕則影響建筑的外觀，重則影響建筑的使用功能，甚至?xí)驗(yàn)闈B漏水引發(fā)安全事故，造成重大財(cái)產(chǎn)損失和人員的傷亡[2]。本文將就地下結(jié)構(gòu)常見的滲漏水問題及設(shè)計(jì)對(duì)策進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 地下室底板埋深不一致時(shí)，在埋深較大的地下室外墻頂部出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象

某工程地下室為地下一層，局部設(shè)備用房為地下兩層。地下室封頂后，在地下二層的外墻頂部出現(xiàn)較多滲漏水點(diǎn)，如圖1所示，而底板面上的A點(diǎn)附近卻沒有滲漏水點(diǎn)。

圖1 漏水點(diǎn)剖面示意圖

滲漏水原因分析：由于肥槽內(nèi)2:8灰土回填后未能按要求壓實(shí)，在底板防水混凝土澆筑后，回填土出現(xiàn)變形及沉降，導(dǎo)致斜線填充區(qū)域防水混凝土在凝結(jié)過程中發(fā)生不均勻下沉變形，同時(shí)外側(cè)防水層遭到破壞，從而出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。底板面上的A點(diǎn)未出現(xiàn)滲漏水，是因?yàn)榈装搴穸却笥谕鈮穸?，剩余較密實(shí)的防水混凝土厚度較大，即滲水路徑較長(zhǎng)，致使A點(diǎn)暫時(shí)未出現(xiàn)滲漏水。如不做處理，時(shí)間長(zhǎng)了，A點(diǎn)也可能出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。

現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救措施：對(duì)漏水點(diǎn)及肉眼可見的裂縫進(jìn)行壓密注漿，待滲漏水部位修復(fù)效果滿足要求以后，在地下結(jié)構(gòu)的背水面（即外墻內(nèi)側(cè)和底板頂部）刷涂防水材料，該防水材料應(yīng)具有一定的抗?jié)B性。

設(shè)計(jì)對(duì)策：(1) 設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)地下室埋深不一致的位置，應(yīng)補(bǔ)充構(gòu)造詳圖，對(duì)交接處進(jìn)行加腋處理，即增加結(jié)構(gòu)自防水層的有效厚度、增大滲水路徑的長(zhǎng)度，詳見圖2。(2) 在施工交底時(shí)，對(duì)此處的肥槽回填土壓實(shí)度進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，要求施工單位重視此處的施工，最好編制專項(xiàng)施工方案，以確保防水混凝土能夠澆搗密實(shí)，同時(shí)需重視此處防水混凝土的養(yǎng)護(hù)，避免出現(xiàn)收縮裂縫。

圖2 地下室底板埋深不一致時(shí)的建議構(gòu)造詳圖

2 使用較高強(qiáng)度等級(jí)混凝土澆筑的地下室外墻出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象

某住宅項(xiàng)目，地下一層為停車庫(kù)。該項(xiàng)目分兩個(gè)地塊A和B，每個(gè)地塊面積都很大。根據(jù)工作安排，兩個(gè)地塊是由兩個(gè)設(shè)計(jì)小組分別完成的。地庫(kù)A的地下室外墻防水混凝土強(qiáng)度等級(jí)寫的是C30，地塊B計(jì)算時(shí)用的是C30，但由于筆誤，圖紙上寫的是C45。防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)均為P6。兩個(gè)地塊的施工單位也是不同的，施工時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，均按圖施工。施工完成后，地塊A的地下室外墻外觀非常好，沒有發(fā)現(xiàn)明顯裂縫。地塊B的地下室外墻出現(xiàn)非常多的裂縫，滲漏水非常嚴(yán)重。

滲漏水原因分析：地塊B地下室外墻出現(xiàn)裂縫，裂縫不大，且分布較均勻，經(jīng)判斷為防水混凝土收縮引起的裂縫。裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土強(qiáng)度等級(jí)太高了。在相同養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高，其收縮應(yīng)力越大，越容易產(chǎn)生收縮裂縫。

現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救措施：對(duì)所有裂縫采用壓密注漿的方式進(jìn)行封堵，封堵后防漏效果很好。

設(shè)計(jì)對(duì)策：地下室外墻防水混凝土強(qiáng)度等級(jí)最高可用到C35，在計(jì)算通過的基礎(chǔ)上最好用C30。對(duì)于上部有高層塔樓的地下室，如外墻與高層塔樓的墻肢連為一體，此處外墻的防水混凝土強(qiáng)度等級(jí)按高層塔樓的墻肢，其余位置盡量采用較低強(qiáng)度等級(jí)。同時(shí)要特別注意說明里關(guān)于防水混凝土強(qiáng)度等級(jí)的描述，不可隨意提高防水混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。

3 地下室外墻施工完成后，新增管線后開洞埋置套管，出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象

某工程，地下室施工完成后因故停工。多年后，經(jīng)重新設(shè)計(jì)后再次開始施工。此時(shí)，有許多管線位置變動(dòng)，需要后開洞埋置套管（均為鋼套管）。封堵后不久即出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。

滲漏水原因分析：穿墻套管和外墻間有通縫，抗?jié)B路徑短，防水效果差。

設(shè)計(jì)對(duì)策：

(1) 在穿墻套管上增設(shè)止水環(huán)，止水環(huán)位于外墻外側(cè)，止水環(huán)可有效避免穿墻管與外墻間形成通縫，同時(shí)增加滲水路徑的長(zhǎng)度；止水環(huán)由10 mm厚鋼板制成，寬度為100 mm。止水環(huán)與穿墻套管四周采用雙面角焊縫焊接，焊腳尺寸為6 mm。止水環(huán)上下方向各預(yù)留一個(gè)14 mm的螺栓孔。

(2) 止水環(huán)與外墻接觸面應(yīng)進(jìn)行找平處理，使止水環(huán)與外墻有效貼合，并在止水環(huán)端部設(shè)置遇水膨脹止水條。找平方法：清除松動(dòng)的混凝土殘?jiān)?，然后進(jìn)行磨平或抹平。

(3) 用安裝螺栓固定穿墻套管，使其定位準(zhǔn)確。安裝螺栓采用M12膨脹螺栓，安裝前先預(yù)打孔。安裝螺栓的螺帽周邊應(yīng)涂遇水膨脹防水材料。

(4) 在止水環(huán)外側(cè)設(shè)置有效保護(hù)層，該保護(hù)層采用C20微膨脹混凝土或灌漿料澆筑，厚度取150 mm，抗?jié)B等級(jí)不小于P6。混凝土保護(hù)層做成45度導(dǎo)角，避免形成積水死角，減小滲漏水隱患。為保證混凝土保護(hù)層與穿墻套管及止水環(huán)有效結(jié)合，在混凝土保護(hù)層中部、沿新增套管四周均勻焊接4根直徑為8 mm的構(gòu)造短筋，構(gòu)造短筋長(zhǎng)度取180 mm。

(5) 在混凝土保護(hù)層外側(cè)新增主防水層和附加防水層，加強(qiáng)防水措施。新增防水層與原防水層應(yīng)有搭接，搭接長(zhǎng)度不小于100 mm。新增防水層應(yīng)與原防水層相匹配，一般采用SBS改性防水卷材或其它類似新型材料，卷材邊緣收頭措施：采用改性瀝青嵌縫油膏涂抹密實(shí)。

(6) 待外部混凝土保護(hù)層達(dá)到100%強(qiáng)度后，在地下室內(nèi)側(cè)對(duì)新增剛性套管四周的空隙內(nèi)進(jìn)行壓密注漿，注漿材料為遇水膨脹固化聚氨酯灌漿料。

經(jīng)過改進(jìn)的新增穿墻套管開孔封堵技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)與預(yù)埋防水套管同樣理想的防水效果，詳見圖3。

圖3 改進(jìn)后的新增穿墻套管節(jié)點(diǎn)

4 地下連通道施工完成投入使用，雨季過后，在底板出現(xiàn)裂縫及滲漏水現(xiàn)象

某工程地下連通道，建成投入使用，經(jīng)過雨季后，底板出現(xiàn)開裂，開裂面積大，裂縫分布均勻，大部分為板中部水平貫通裂縫；部分柱周邊出現(xiàn)斜裂縫，并發(fā)生滲漏，造成底板積水；墻體及頂板也存在部分裂縫。

滲漏水原因分析：該地下連通道底板底標(biāo)高為82.800 m（注：均為黃海高程），地質(zhì)勘察報(bào)告里確定的抗浮設(shè)計(jì)水位標(biāo)高為84.500 m?；A(chǔ)持力層為中風(fēng)化砂巖，透水性差，開挖后的基坑形成“盆地”效應(yīng)。地下連通道施工完成后，周邊回填土沒有采用設(shè)計(jì)要求的粘性土或2:8灰土，僅采用一般素土回填，且壓實(shí)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。雨水通過回填土下滲，聚集在基坑里無法排出，使地下連通道周圍水位上升，其實(shí)際水位遠(yuǎn)超地質(zhì)勘察報(bào)告里確定的抗浮設(shè)計(jì)水位。實(shí)際測(cè)量到的現(xiàn)場(chǎng)水位標(biāo)高也證實(shí)了“盆地”效應(yīng)的存在。當(dāng)水浮力大于地下連通道自重時(shí)，抗浮失效，底板出現(xiàn)拱起，底板、墻體、柱和頂板均出現(xiàn)不同程度的裂縫。

現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救措施：以完成地面標(biāo)高作為抗浮水位標(biāo)高，重新驗(yàn)算結(jié)構(gòu)抗浮，抗浮不足部分采用抗浮錨桿補(bǔ)足。先降水，然后施工錨桿，待錨桿和底部一體受力以后，再對(duì)底板、外墻、柱及頂部裂縫進(jìn)行檢測(cè)、加固或補(bǔ)強(qiáng)等處理。

設(shè)計(jì)對(duì)策：

如地下結(jié)構(gòu)周圍地基土透水性較差，應(yīng)采取以下措施防止地下結(jié)構(gòu)因抗浮失效破壞：(1) 應(yīng)在肥槽內(nèi)采用憎水的回填材料分層壓實(shí)回填；(2) 應(yīng)考慮基坑的“盆地”效應(yīng)，以室外地面標(biāo)高作為抗浮水位標(biāo)高，對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。

5 只關(guān)注地下結(jié)構(gòu)整體抗浮，忽略局部抗浮驗(yàn)算，導(dǎo)致局部抗浮不足處出現(xiàn)裂縫及滲漏水

某別墅結(jié)構(gòu)，地上2～3層，地下一層?？垢∷粸槭彝獾孛妗＝ǔ珊?，客廳和下沉式庭院之間的柱出現(xiàn)局部壓潰破壞，該柱相鄰跨底板跨中出現(xiàn)較多裂縫，造成滲漏。

開裂及滲漏水原因分析：設(shè)計(jì)時(shí)，只驗(yàn)算了整體抗浮滿足規(guī)范要求，未驗(yàn)算局部抗浮。經(jīng)過復(fù)算，發(fā)現(xiàn)客廳和下沉式庭院之間的柱抗浮不足。底板抗浮配筋計(jì)算時(shí)，是以地下室柱和墻作為支座的，如局部柱抗浮不足，在最大水浮力作用下，該柱會(huì)產(chǎn)生向上的不利位移，導(dǎo)致柱及相鄰底板受到破壞。

現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救措施：(1) 在局部抗浮不足的柱下增設(shè)錨桿，使該柱局部抗浮滿足規(guī)范要求。(2) 也可采用加大柱截面、增加柱墩等增加自重的方式滿足局部抗浮要求。

設(shè)計(jì)對(duì)策：對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)時(shí)，既要驗(yàn)算整體抗浮，又要驗(yàn)算局部抗浮，使兩者均滿足規(guī)范要求。

整體抗浮驗(yàn)算的簡(jiǎn)便方法：借助PKPM基礎(chǔ)計(jì)算中的“板抗浮計(jì)算”功能來實(shí)現(xiàn)整體抗浮驗(yàn)算。上部結(jié)構(gòu)恒荷載應(yīng)按“有利荷載”取小值的思路來取值，即地下結(jié)構(gòu)頂板覆土容重取16 KN/m2，混凝土容重取25 KN/m2，建筑面層荷載取下限值。按地下結(jié)構(gòu)底板厚度在“基礎(chǔ)模型”里布置筏板，在“荷載工況”里輸入準(zhǔn)確的抗浮工程設(shè)計(jì)等級(jí)和抗浮設(shè)計(jì)水位等參數(shù)。然后點(diǎn)擊“板抗浮計(jì)算”，即可得到地下結(jié)構(gòu)整體抗浮計(jì)算結(jié)果；還可以點(diǎn)擊“計(jì)算書”，輸出詳細(xì)計(jì)算結(jié)果。

局部抗浮驗(yàn)算的簡(jiǎn)便方法：利用PKPM前處理計(jì)算中的“平面荷載校核”來計(jì)算地下結(jié)構(gòu)的局部抗浮。上部結(jié)構(gòu)恒荷載應(yīng)按“有利荷載”取小值的思路來取值，其余標(biāo)準(zhǔn)層活荷載取0 KN/m2；地下結(jié)構(gòu)頂板層做如下處理：所有開洞處改為0板厚，活荷載按水浮力F1輸入，為負(fù)值。F1=10x(抗浮水位標(biāo)高-地下結(jié)構(gòu)底板底標(biāo)高)-18x面層厚度-25x底板厚度。經(jīng)過豎向?qū)Ш桑榭吹?層豎向?qū)Ш珊?jiǎn)圖，如柱底內(nèi)力均為正值，表明結(jié)構(gòu)局部抗浮均滿足要求。

6 局部一層地下室，無地下室部分一層有結(jié)構(gòu)板，兩者相連處出現(xiàn)裂縫及滲漏水

某別墅結(jié)構(gòu)，局部有一層地下室，為筏板基礎(chǔ)，無地下室部分一層有結(jié)構(gòu)板，為條形基礎(chǔ)。施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，兩者相連處出現(xiàn)貫通裂縫及滲漏水現(xiàn)象。

開裂及滲漏水原因分析：經(jīng)與施工單位溝通，局部一層地下室部分先施工，一層結(jié)構(gòu)板后施工。一層結(jié)構(gòu)板施工時(shí)，未將梁、板鋼筋錨入地下室外墻，既沒有預(yù)留鋼筋，也沒有后植筋。且后澆混凝土與已澆筑混凝土之間也沒有按施工縫處理。

現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)救措施：拆除兩者相連處混凝土，按設(shè)計(jì)圖中將梁、板鋼筋植入已施工地下室外墻，同時(shí)將新老混凝土交界處按施工縫處理。

設(shè)計(jì)對(duì)策：對(duì)于這種需要二次施工的界面處，應(yīng)補(bǔ)充節(jié)點(diǎn)詳圖，使施工單位能關(guān)注到這些特殊部位。同時(shí)在施工交底時(shí)應(yīng)加以強(qiáng)調(diào)，使施工單位重視起來。

7 結(jié)語(yǔ)

地下結(jié)構(gòu)周圍都是“有壓水”，只要“有隙可乘”，“有壓水”就會(huì)在壓力作用下滲透進(jìn)去，從而造成滲漏。地下結(jié)構(gòu)的防水，應(yīng)基于防水、排水、截水、堵水相結(jié)合的原則，因地制宜，剛?cè)岵⒂茫龀龊侠碛行У墓?jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[3]。從以上介紹的地下結(jié)構(gòu)滲漏水案例及其設(shè)計(jì)對(duì)策來看，結(jié)構(gòu)自防水層最為關(guān)鍵。在“有壓水”作用下，結(jié)構(gòu)自防水層一旦出現(xiàn)貫通裂縫，建筑外防水層也很快會(huì)被破壞，水會(huì)順著裂縫滲入室內(nèi)，整個(gè)防水體系宣告失效。因此，在地下結(jié)構(gòu)施工時(shí)，要特別注意防水混凝土的澆搗及養(yǎng)護(hù)，避免防水混凝土出現(xiàn)裂縫。

結(jié)構(gòu)自防水層是地下結(jié)構(gòu)防水的最核心部分，是主要的防水措施。如結(jié)構(gòu)防水失效，僅靠建筑外防水層無法保證地下結(jié)構(gòu)的耐久性。建筑外防水層是結(jié)構(gòu)自防水層的有效補(bǔ)充，不能“喧賓奪主”。

地下結(jié)構(gòu)滲漏水問題多種多樣，在遇到滲漏水問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先分析滲漏水的原因，再對(duì)癥下藥，提出合理可行的現(xiàn)場(chǎng)處理措施。同時(shí)應(yīng)對(duì)處理措施進(jìn)行總結(jié)，對(duì)原有做法進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合新工藝、新材料，設(shè)計(jì)出更為可靠的防水節(jié)點(diǎn)。