摘要：近年来，随着各类大型建筑的增多和向地下空间发展的要求，地下工程越来越多，而地下工程的防水要求，是建筑物使用的基本要求，会影响到其自身的结构安全、使用寿命，地下防水工程的重要性显而易见。本文阐述了钢筋混凝土地下防水工程中三个关键点的做法,以及的地下防水工程施工管理中所遇到的实际问题，并提出了一些改进意见，以供参考。
关键词：钢筋混凝土；防水工程；施工；
引言：
地下工程与地面工程的最大差异之处就是地下工程要考虑地下防水问题，尤其是港口配套的地下工程，一般都离海（河）边比较近，地下水位较高，防水问题尤为重要。因为防水问题是衡量地下工程设计与施工成败的一项重要指标，所有此问题如果处理不好，将会给用户造成麻烦，特别是工程竣工后再发现问题进行处理，非常困难。因此，一定要在设计和施工过程中注意这些，才能更好的处理问题。本文针对钢筋混凝土地下防水工程在设计，特别在施工中应注意的几个关键点，根据笔者在地下防水工程的施工管理过程中的体会，谈几点认识。
一、防水混凝土的配制
地下防水工程的施工首先要碰到的问题就是防水混凝土的选择与配制，它是钢筋混凝土地下防水工程的关键所在，防水混凝土与普通混凝土的差别就是除了要有强度要求外，还有抗渗性能的要求。
通常防水混凝土的强度标号与抗渗标号均在设计时根据结构计算确定，防水混凝土的配制有三种方法，即：
1.1 集料级配法
集料级配法防水混凝土，是由人工将三种以上的砂、石按照一定的比例混合级配，满足混凝土最大密实度的要求，以提高其抗渗性能，从而达到防水的目的，其具体做法是：根据经验假定集中不同的砂石配比，混合后进行筛分，看其是否符合图1的曲线范围，或者将砂石混合料用振动法测定容重，选择最大容重的砂石级配，同时还需满足图1的曲线范围。图1中F、E、D曲线为卵石防水混凝土，其中集料级配满足E曲线，抗渗效果最佳，位于D、E曲线之间次之；位于E、F曲线之间则较差，不宜采用。G、K曲线为碎石防水混凝土，其中集料级配宜位于此二曲线之间。
图1 标准集料级配曲线
1.2 外加剂法
此法就是在混凝土中加入一定比例的化学物质，以提高混凝土的密实性，从而达到抗渗的目的。常用的外加剂有：松香酸钠与氯化钙复合剂、松香热聚物、三乙醇胺氯化钠复合剂和密实剂等几种。具体用法与用量可参阅各种外加剂的使用说明书。
1.3 特种水泥法
这种方法就是利用特种水泥的特殊性能以达到抗渗目的的。由于成本较高，所以较少使用。
有时可把前两种方法结合起来使用。无论采用哪种方法，都必须在使用之前，根据实际使用的水泥品种及砂石料等，通过试验合格才能大面积使用，并在使用期间，根据《地下防水工程施工及验收规范》要求留制混凝土抗渗试块。
防水混凝土配合比设计可按绝对体积法和假定容重法设计。水灰比，用水量和坍落度的确定，应符合水土混凝土所要求的规定。
通常防水混凝土所用的水泥应选用普通硅酸盐水泥及火山灰质硅酸盐水泥；水泥标号应大于425号，水灰比宜采用0.5-0.6，常用0.55；坍落度采用3-5cm，常用3cm；水泥用量为300-400kg/m3，常用350kg/m3；砂率采用35%-45%，常用38%，最好用中砂；灰砂比采用1:1.5-1:2.5，常用1:2；粗骨料最大粒径不宜超过40mm。
下面列出我局某地下防水工程通过试验确定的防水混凝土二种配合比；（水泥采用台湾产洋房牌525号）
（1）混凝土标号20号；抗渗标号为B8；配合比为水泥：砂：石子=1:2.6507:4.334
（2）混凝土标号25号；抗渗标号为B8；配合比为水泥：砂：石子=1:2.3328:3.8143
同时加入水泥用量3%的氯化铁密实剂，砂采用中细砂（<5mm），石子采用0.5-1及1-3两种级配，按1:1重量比混匀
二、沉降缝的防水处理
与地面工程一样，在结构高差变化较大及低级差异较大的部位，未来防治主体结构因差异沉降而引起裂缝，通常要在主体结构上设置沉降缝。沉降缝的处理在地下防水工程中占有很重要的地位，它也是地下结构的一个薄弱环节，处理的不好，常常会在此部位出现渗漏现象。
沉降缝的处理通常有油毡防水层，橡胶止水带或塑料止水带以及金属止水带等几种方式。油毡防水层一般用于不承受水压的地下防水工程，其构造如图2所示：
1-主体结构；2-垫层或墙身、顶板保护层；3-砂浆找平层和保护层；4-油毡防水层；5-加铺油毡；6-浸过沥青的垫卷；7-填缝材料
图2 沉降缝处油毡防水层做法示意图
1-主体结构；2-止水带；3-嵌缝油膏；4-填缝材料；5-砂浆面层；6-砂浆防水层；7-混凝土垫层；8-附加油毡层
图3 埋入式橡胶或塑料止水带的沉降缝示意图
如承受水压，则应选用橡胶或塑料止水带，但环境温度不高于50℃，且不受强氧化作用，如同时有油类侵蚀时，则应选用耐油橡胶或塑料止水带，其结构造见图3.
值得一提的是止水带的接缝处理，如果结构是部分处于地下水位以下，则应把接头置于水位以上，且最好是沉降缝的水平段；如果结构完全处于水下，则必须将止水带接成环状。止水带的接头最好是根据实际结构尺寸，在橡胶厂处理好并经拉伸试验合格后在运往现场使用。我局某地下防水工程就是由于这个接头未处理好，在地下结构完全建好覆土后，才发现沉降缝初渗水严重，给后来补救工作带来了很大困难，局部地方甚至至今仍处理地不够理想。
如果不仅承受水压，而且环境温度高于50℃，则须选用金属止水带。做法类似于橡胶止水带，这里不祥述。
三、施工缝的留置
混凝土结构工程最好一次浇注完成，不留施工缝。一般比较大的混凝土结构，混凝土量均比较多，要一次完成其浇注任务，必然受到技术、组织上许多因素（温控要求，浇注强度、初凝时间等）的限制。因此，施工缝的留置在钢筋混凝土地下防水工程中是一个很实际的问题。
通常在结构底板上不应留施工缝，必须连续一次浇筑，墙体上的施工缝除特殊情况外，一般只能留在剪刀与弯矩最大处或底板与侧壁的交接处，而宜留在高出底板上表面20cm以上的墙体上。
施工缝的接缝形式一般有四种，如图4所示，笔者曾采用过其中b、c两种接缝形式，从防水效果角度来说，两种接缝都较好，未发现在接缝处渗漏，从方便施工的角度来说，c形式更方便。
在施工缝上继续浇注混凝土之前，应把施工缝处的混凝土表面凿毛，清除浮粒和杂物，用水冲干净，保持湿润，病铺上一层2.0~2.5cm的水泥砂泵浆，水泥砂浆所用材料和灰砂比应与混凝土的材料和灰砂比相同。
图4 施工缝接缝形式
四、几个成功与失败的实例
4.1 防水混凝土结构施工时，一般要求固定模板用的铁丝和螺栓最好不要穿过防水混凝土结构，但有的工程固定模板用的螺栓则必须国防水混凝土结构，或采用此方式更能节省支模材料，且更安全可靠，如我局一座地下油库工程中的地下油罐室，是一圆形钢筋混凝土结构，埋入地下15m深，室壁高10m，壁厚25cm，最高地下水位离地面1m左右，如果依靠支撑固定模板几乎是不可能的，且要耗费大量木材，因此采用了穿过混凝土结构的螺栓结合其他措施来固定模板的方式，既提高了支模拆模的速度，有节省了大量支撑材料。按要求，穿过混凝土结构的螺栓必须加止水环、套管或加堵头，如图5所示。
这几种方法对于结构防水无疑是有效的，但由图5a、c中可以看出，由于螺栓上焊有止水环，螺栓将无法抽出重复使用，图5b中螺栓虽可抽出使用，套管及止水环同样得留在结构中。总之，这几种方法具有一个共同的特点就是要耗用一定量的钢材。我们油库工程没有采用这几种方法，二是在拆模时把螺栓都打出来重复利用，代之是在螺栓孔里用1:1的水泥浆（用膨胀水泥砂浆则效果更佳），拌得稍干一点，（用手可捏成团），在混凝凝土室壁两侧用钢钉稻实，按设计要求在室壁外侧做一层1:2防水水泥砂浆（五层做法）防水层，经建成后一年多观察，未发现有螺栓孔渗水的现象，由此可见，这一方法是可行的。仅此一项，本工程（四个钢筋混凝土油罐室、两个地下泵房及一个300t地下消防水池）就节约了3t多钢材。
4.2 在钢筋混凝土地下防水工程中，结构底板常常是出现渗水现象严重的薄弱环节之一。究其原因，除了底板所在位置最低，承受的水压力最大以及底板施工时由于底板通常不厚，只用平板振动器振动，容易不密实等引起渗水的原因之外，结构底板本身的处理方法也是不容忽视的一个原因。据了解，结构底板是在地基上做10cm10号素混凝土垫层后，直接浇注而成，这样的结构在承受水压的地下工程中，很容易出现渗水现象。如我局地下油库工程中，出现渗水现象的部位几乎都是在底板上，特别是底板与壁板的交接处，笔者认为，造成这种后果的原因主要是此结构造成的。10cm10号素混凝土垫层本身是不防水的，加上一般做垫层都不会振得密实，因此，这样的垫层只能起到加大底板钢筋保护层及调整地基受力的作用，通常在浇注混凝土时，由于时大面积施工，因此很难保证没有钢筋网片或支撑上部钢筋网片的“马凳”钢筋被踩靠垫层，地下水在水压的作用下将沿着钢筋向上渗。随着时间的推移，混凝土中的钢筋在地下水的侵蚀下将锈蚀膨胀，从而导致渗水进一步加重，底板与壁板交接处因壁板中的许多竖向钢筋穿过底板，因而渗水的可能性就相对大了。为此笔者认为，在底板与垫层之间应加一层防水层，做防水砂浆层、铺油毡防水层或涂刷水油膏均可，在底板与壁板交接处应做成45°斜角，如图6所示。
图6
同时，在施工底板过程中，一定要注意采取有效措施，诸如铺跳板等，尽可能避免把钢筋网片踏下去，这样将能很好地避免由上述施工原因造成的渗水。
4.3 凝土地下工程中的受力构件在强度方面一般均能满足，现浇构件、板等的抗裂问题也能考虑到，但是预制吊装结构的抗裂防水问题就不一定都被看重了，特别是由于间接原因引起的裂缝，更容易被忽视。如上述曾提到的地下油库工程中的油罐室顶盖，是预制梯形槽型板结构，槽板置于上环梁与顶梁上，槽板上方用20号细石混凝土填缝，并做3cm细石混凝土防水层，细石混凝土上做2cm，1:2防水泥砂浆防水层。槽板与上环梁连接处配3∅14环形构造筋，径向每块板缝配1根∅6拉结筋，槽板上方覆土平均约2m深。据了解，顶环梁、上环梁槽板本身的强度，槽板的抗裂经计算均能满足要求，事实证明也是这样。但都忽视了一个间接因素，这就是顶环梁是现浇构件，在其凝固过程中将发生干缩现象，加之此梁在外力作用下将产生压缩变形，从而引起槽板向下旋转一个很小的角度。尽管此角度不大，但足以引起槽板与上环梁连接处上方的防水层开裂，从而在地下水位较高时，渗透就在所难免了。假如在槽板与上环梁接缝里嵌满防水油膏，在缝上刚性防水层下加铺二层油毡，如图7所示，情况将会有所改观。
4.4集水井的应用据有关资料介绍，在我国钢筋混凝土地下防水工程中的混凝土防水结构，在施工完毕业后，约有80%将发生不同的裂缝，其中2/3将导致渗水，由此可见，钢筋混凝土防水结构在建成后需要补救的比重是很大的。由于地下结构或多或少都要受到一定的水压作用，因此，在修补上述裂缝时，最好能降低地下水位才能保证修补质量。为此，在地下水位较高，且结构埋深较大的地下工程中，适当设置一些集水井是很有必要的。笔者在我局地下油库工程中设置了直径约2m的集水井三个，井深与主体结构同深，井壁系利用基坑开挖时挖出的毛石堆砌而成，其服务半约径为20m，从实践情况看，其效果是明显的。如有一次发现在油罐室地下通道根部有一处渗水点，施工单位没有按照先降低地下水位再进行修补的要求，擅自进行施工，结果在刚凿开砂浆面层时，结构缝隙尽管不大，但地下水却像泉水一样往上涌，若不及时用潜水泵在集水井中排除地下水，后果不堪设想，不但安装的设备将“泡汤”，金属油罐也将漂移，那样，由于灌室已封顶，要想在空间不大的灌室里将10t重的油罐就位将是十分苦难的。在降低地下水位后，可以为修补砂浆争取充裕的凝固时间，从而保证了修补质量吸取事故教训，在后来几次修补过程中，都是遵守先利用集水井降低地下水位后进行修补的原则，取得了令人满意的结果。
结束语
综上所述，在建筑工程中应永远把质量摆在第一位。目前，在地下工程建筑中，应对每个方面的工程质量问题高度重视，从而使得人们能够安全、放心的使用。 从施工过程和防水作用看，钢筋混凝土自防水显然比外防水重要得多，外防水由于施工过程及材料本身的缺陷，很难做到万无一失，这就要求在基础混凝土自防水上要注意每一个环节，确保建筑物的使用功能和结构安全性。地下室防水的重要性非同一般，虽然目前有较成熟的经验和方法，但在施工过程中，仍然要加强各个环节的管理，才能达到预期的目的。
参考文献：
[1]孙海莉.地下室防水工程质量问题分析及对策.山西建筑.2012.11
[2]陈煦熙.高层建筑地下室防水工程施工.企业科技与发展.2012.08
[3]张桂芬.浅议地下室防水工程质量问题及解决方法.山西建筑.2014.12
[4]李昊洋.高层建筑地下室防水工程施工质量控制.四川建材.2014.09
[5]莫佐辉.浅谈高层建筑地下室防水工程施工技术.现代营销.2014.12
[6]张惠江.高层建筑地下室防水工程施工质量控制.科技信息2013.08
论文作者:余世君
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：混凝土论文; 结构论文; 地下论文; 底板论文; 防水层论文; 防水工程论文; 钢筋混凝土论文; 《基层建设》2018年第1期论文;