地下结构工程防水的关键技术措施

【关键词】地下结构；工程防水；关键；技术措施 

　　随着地下工程的开发建设速度的加快，尤其现在国内外建筑界非常重视“地下空间可持续发展”的理念，即进入21世纪是人类大力开发利用地下空间的世纪。地下建筑结构的防水技术也是技术和工程界十分关注的大问题。 

　　1 地下工程的防水等级要合理 

　　合理确定地下建筑的防水等级，是确保工程正常使用功能的先决条件，也是进行防水设计的依据和标准。地下建筑的防水等级定得过低，轻者会影响工程的正常使用，重者则使整个防水作用失效，造成地下工程的废弃。而防水等级确定过高，又会造成不必要的浪费。现行的建筑防水规范对防水的等级划分为四级，除一级外，其他三级都作出了定量指标。定量指标不仅规定了整个工程的量值，也规定了工程任何一个部位的量值修订上述标准的主要依据。在设计时，可以根据规定的定量指标，结合工程的实际状况和需要合理确定地下建筑的防水等级。如地下防空掩蔽工程属于重要战备工程，可以定为一级；而油田生产指导中心属于主要生产指挥部门，可以定为二级防水；写字楼办公工程也比较重要可定为三级防水。只有合理确定地下建筑的防水等级，才能准确地制定防水方案，做到心中有数。 

　　2 结构形式及节点构造必须合理 

　　2.1 确定地下建筑的结构形式 

　　选择结构混凝土自防水为主的防水思路在现行的《地下工程防水技术规范》(C,B 50108-2001)中得到了充分的肯定和推荐，结构工程自防水是利用结构混凝土的本身密实混凝土、憎水性以及刚度，来提高结构体自身的抗渗漏能力，俗称刚性自防水。 

　　混凝土结构自防水要求施工的混凝土本身必须具有一定的强度和刚度，而合理的结构形式恰好是提高结构整体刚度的关键。因此，在设计结构造型方面，要按照设防要求、生产及调度指挥的重要性，工程位置和地质条件等综合因素考虑，避免结构造型复杂和突变，尽量使结构造型规则、整齐，用以提升结构的整体刚度，减少裂缝的产生及变形。 

　　2.2 对结构节点的构造处理 

　　结构变形缝、施工缝和穿墙套管孔，阴角部位等构造节点的设计在地下工程防水设计中占有重要的位置，同时也是防水薄弱环节，在设计中应尽量不设或少设。 

　　2.2.1 长期以来人们对缝的留置是极其谨慎的，凡是留置的缝很少有不渗漏的；这些也充分暴露出变形缝防水存在的普遍问题。解决这一问题的关键，除了解决变形缝的防水问题外，尽量减少变形缝的设置也是减少这一现象的有效途径： 

　　目前，应用最广的复合式防水设计有埋止水带与外贴防水层复合使用；中埋式止水带与遇水膨胀橡胶条的嵌缝材料复合应用，中埋式止水带与可卸式止水带复合使用。 

　　2.2.2 对于施工缝的防水处理，传统应用的凹缝和凸缝、企口缝、阶梯缝、橡胶或钢板止水带，其原理都是为延长渗透线路，等于加厚了混凝土的截面。 

　　2.2.3 对穿墙套管、管线及螺旋处宜采用止水环与遇水膨胀腻子条复合使用，但要采取防水转动的措施，如将止水环平面外形改为非圆形。总之对构造节点的防水应避免使用单一的措施，要采用复合式防水设计，对于施工缝，变形缝后浇带要根据不同防水等级，选择不同的防水处理措施。 

　　3 主体结构控制措施 

　　在地下建筑工程防水设计时，合理的构造及材料的正确选择，对减少和控制结构裂缝至关重要的。 

　　3.1 结构主体用材料强度选择 

　　地下建筑特别是人防及车库工程，其底顶板，墙体(剪力墙)均为大体积结构混凝土。目前混凝土设计强度较高，水泥用量也增加必然造成混凝土的水化热增高，当混凝土内外温差超过25T；时，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度而出现结构薄弱部位的开裂。因此，对于大体积混凝土的强度等级宜在C25～C40范围内选择，避免设计上强度越高越好的误区。 

　　3.2 钢筋分布合理 

　　由于地下建筑多为双向双层配筋，除满足结构应力外，还要承受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝的产生和开展。因此，双层上下筋的布置应尽可能采用小直径和小间距。一般地下室主筋多采用16～22mm的双向筋和100～150mm间距比较可以，人防地下室及车厍工程钢筋可适当增大。 

　　3.3 控制混凝土的含碱量 

　　结构混凝土是属于碱性物质其碱集骨料反应，是指混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与混凝土集料组成的碱活性矿物成分在混凝土使用期间缓慢发生的化学反应。产生的胶凝物质因吸收水分后出现的膨胀，最终导致混凝土从内向外延伸开裂和破坏。混凝土的碱含量是来自水泥、化学外加剂和矿物掺合料中游离钾、钠离子量之和。碱活性集料配制混凝土，其要求混凝土碱含量不超过3kg／m3。地下室建筑用混凝土，应当首先考虑选用低碱活性集料以及优选低碱水泥，即碱含量为0.5％以下，掺入矿粉及低碱外加剂。 

　　3.4 掺入纤维防裂 

　　地下建筑防水混凝土要起到不裂不渗的效果，除混凝土本身具有较高的密实性和抗渗透能力外，还要求混凝土施工完成后结构不开裂，特别是不允许出现贯穿性裂缝。为防止和减少混凝土裂缝的产生，在配制混凝土时掺入一定比例的钢纤维或合成纤维，经实践表明可有效提高混凝土的抗裂能力，对控制混凝土的开裂十分有效，在条件允许时可优先考虑采用纤维防裂。 

　　3.5 选用水泥基渗透防水 

　　水泥基渗透结晶型防水材料是以普通硅酸盐水泥、石英砂为基材，掺孔特殊的活性化学物质(催化剂)配制成的一种粉状材料。据介绍，硬化后的混凝土，则由晶体、胶体、未完全水化的水泥颗粒、游离水及气孔组成不均质的结构体。水泥在水化反应过程中，有1／3的水泥水化反应了，有1／3的是半水化状态，有1／3完全没有被水化。水泥基渗透结晶型材料的催化剂，是利用混凝土结构的多孔性及以水作为载体渗入混凝土结构内部，遇水就促使尚未完全水化的水泥继续进行水化反应。 

　　4 结语 

　　地下工程的防水是一个系统工程，它的质量需要从设计、材料的选用到施工各个工序环节的密切配合。 

　　参考文献： 

　　[1]张林峰.建筑施工技术.北京：高等教育出版社,2002. 

　　[2]李丽华.建筑钢结构技术.北京：机械工业出版社,2004.