摘要：FS101、FS102刚性复合防水技术对施工条件随和、操作简便且节能环保无污染，能满足各类级别的防水要求。通过地下结构的实际应用，彰显其高效优质、工期减少的特点。
关键词：地下结构 FS系列防水密实剂；刚性复合防水；后浇带；加强带
1 工程概况
大成饭店改建工程位于北京市朝阳区丽都花园路，建筑高度120m，建筑面积100649㎡，主楼地上27层，地下5层，结构最低处-28.7m。结构±0.00m相对于黄海海拔高程37.00m。勘察深度范围内浅层地下水为潜水，最高水位埋深33.00m，最低水位26.70m。地下室纵向81.5m，横向102m，主楼部分筏板厚度2000mm，裙楼部分筏板厚度1000mm，主楼和裙楼之间设有沉降后浇带。基础底板和地下室外墙混凝土强度等级C35，抗渗等级自下而上分别为P10、P8、P6，根据地下室使用功能，地下室防水等级为一级。
2 工程特点分析
本工程原设计地下室底板及外墙防水采用4+3厚SBS改性沥青防水卷材。防水卷材经过多年发展，虽然取得广泛应用，然而也有较多缺点。
1 施工速度慢。
2 质量控制难度大。防水卷材在施工后的保护和漏水后的维修亦是难题，任何部位的贯穿性破损，脱胶、漏胶（哪怕是只有一处），整个与其相连贯层面的防水功能都将全部丧失。
3 大幅增加工程造价。以高层建筑为例，结构外卷材防水造价约占工程土建安装总投入的2%。
4 防水卷材寿命短。在美国，通过比对大量数据，得出SBS做防水层+保护层，其使用年限平均值约为22年。此后地下结构防水完全依靠结构自防水[1]。
基础底板属于超长结构和大体积混凝土结构，还需设置沉降后浇带和加强带，防水施工耗时长，且难度较高。且对于深基坑肥槽内卷材防水施工的安全性无法得到保障。为施工作业带来极大的不便。为解决上述难点，使工程防水取得较好效果，经过大量工程实地考察，结合工程设计要求，取消两道SBS改性沥青防水卷材，改为FS101、FS102刚性复合防水形式。相较于传统的卷材防水，FS101、FS102刚性复合防水性能特点更为突出。
1 提高地下工程防水保证度
相对于“雨衣”或“皮肤”型防水，FS101、FS102地下刚性复合防水技术强调“本”的回归，即“结构防水”，从而提高了建筑地下工程防水保证度。
2 缩短地下工程施工工期
防水与混凝土施工同步进行，节省工序，弱化了施工条件要求，可有效缩短工期。（eg、如地下室外防水采用卷材防水施工，定额工期为每层5～7天。）
3 延长地下工程防水寿命
FS101、FS102地下刚性复合防水技术将地下防水与结构主体融为一体，使防水工程与建筑结构同寿命成为现实。（注：见国家标准《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2011第91-92页）。
4 操作简便、易于施工
可直接由混凝土工和抹灰工直接完成防水施工作业，不需要专业施工人员。
5 节能环保
FS101砂浆防水剂与FS102混凝土密实剂基本不含碱、氯、氨等有害成份，符合《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评定标准》（GB/T17219）对饮用水输配水设备的要求，降低能源损耗，对环境、土壤均无污染。
6 提升工程质量
FS101、FS102地下刚性复合防水技术对地下防水工程“本”—地下工程结构混凝土的重视，客观上提升了地下结构混凝土的生产和施工质量。在建筑地下防水工程中“FS101、FS102地下刚性复合防水技术强化了混凝土生产和施工质量的控制，可延长建筑物寿命”（注：见《北京市建设科技项目专家评估证书》评字【2010】第006号）。对提升建筑工程质量具有重要意义。
FS101、FS102刚性复合防水不仅具有用简单方法解决复杂问题的显著特征，施工工艺简单，工程适用性强。而且，还具有 “社会贡献多、施工工期快、工程质量好、综合成本省”等诸多优势。
3 FS101、FS102地下刚性复合防水技术的防水机理
地下刚性复合防水技术简称HWSD系统，是近年来逐步发展起来的一种新型防水技术。指在地下结构混凝土中掺入FS102防水密实剂的基础上，在结构面层抹压FS101防水砂浆，同时细部节点、变形缝等部位采用FS-EVA等柔性密封材料处理，构成“刚性复合，以柔适变”的防水体系。
FS102为橙色液体，pH值11-13，稀释液pH值为7-8。掺量为胶凝材料重量的0.21%，无毒、无害、无污染。FS102是富含水泥活性、强化成分的特种混凝土密实材料，产品呈无机液化状态，性能稳定，与水自然溶和，在混凝土中分布均匀，与水泥水化析出物发生化学反应，生成结晶体和凝胶体，减少了混凝土的体积收缩，提高了混凝土的抗裂性。同时，凝胶体在生长过程中，将水泥石中的孔隙填充和堵塞，切断了毛细管道的连通，使混凝土内部的孔隙率变小，密实度和抗渗性提高。FS102能保护和提升混凝土强度、提高混凝土密实性和耐久性、减少混凝土收缩，防止开裂。C30混凝土加入FS102后，抗渗等级达到S10～S22，抗氯离子渗透能力提高13%～18%。50次冻融循环强度损失率8.9%，质量损失率1.4%，200次冻融循环动弹性模量保留值63%。掺加FS102的混凝土和掺加FS101的防水砂浆具有减少早期收缩特性，早期7d减缩幅度达到21.4%～35.7%，在FS102混凝土结构自防水基层上涂抹FS101防水砂浆，增加变形缝间距能达到80m～100m（《地下工程防水技术规范》GB50108-2008中认为混凝土中掺入FS101外加剂措施后，伸缩缝间距达80—100m），可取消加强带或后浇带的设计，对防止混凝土特别是大体积混凝土的开裂、提高混凝土耐久性，具有积极意义。
FS102防水密实剂能有效改善混凝土拌合物的均质性和工作性，增加稠度，增强保水性，提高混凝土使用的安全性，无碱、氯、氨等有害成分，对钢筋无锈蚀，对水泥水化反应中水化热无负面影响，与其它外加剂的相容性好。
4 地下室防水的设计
本工程地下室底板、顶板、外墙属于超长结构、大体积混凝土工程。为了减小温度应力，水化收缩应力等产生的内应力、抑制混凝土有害裂缝，尤其是混凝土初期塑性裂缝，经过反复试验和比较，在保证混凝土强度、耐久性、密实性、高工作性能的前提下，充分考虑水胶比、水泥用量、粉煤灰用量、外加剂掺量、砂率等几个主要因素进行合理设计。现今国内工程中认为当混凝土坍落度>180mm，扩展度>480mm时具有良好的可泵性。经过反复分析对比，依据《普通混凝土配合比设计规程》，混凝土容重为2400kg，确定的砂率在42%-45%。最终混凝土（以C30P10、C35P10、C40P10为例）配合比见上图。
5 地下室防水施工
5.1施工机具
砂浆搅拌机、毛刷、钢丝刷、铁抹子、木抹子、凿子、锤子、手铲、配料用计量工具等。
5.2施工配合比
FS101防水剂占水泥质量的0.22%（误差率±10%）。
稀释液配合比，FS101∶水=1∶200。
防水素浆配合比，水泥∶稀释液=1∶0.5。
防水砂浆配合比，水泥∶中砂∶稀释液=1∶2.5∶0.5。
5.3防水素浆、防水砂浆配制
流程：材料称量→投料→搅拌（机械、人工）→成品料（防水素浆、防水砂浆）。
配制防水素浆、防水砂浆时人工搅拌应充分搅拌5min，强力搅拌不宜低于2min。防水素浆、防水砂浆应经常搅拌，避免产生离析和初凝。人工搅拌时，FS101稀释液用量宜按配合比加入，搅拌均匀即可使用，搅拌地点应尽量靠近施工地点，距离不宜过远，每次搅拌量应视使用量而定。FS101砂浆防水剂宜在阴凉的场所贮存，贮存时间不得超过保质期。
5.4防水素浆、防水砂浆施工
1 流程：基层检查、清理→细部节点处理→涂刷防水素浆→抹压防水砂浆→养护（不宜少于3天）→防水层检查、试验。
2 施工时应避开大风、高低温环境。施工环境温度不宜低于5℃。
3 FS101砂浆防水层的施工人员宜为熟练抹灰工，操作人员应经培训后上岗。
4 FS101砂浆防水层的基层应符合下列要求：
①基层应平整、坚固、洁净，不起皮、不起砂、不酥松，基层应充分润湿但无积水。
②将凸出基面的混凝土剔平，将松动的石子除掉，当基层有裂缝、麻面、砂眼、小孔洞或缺口接茬处不光滑时，应根据具体情况预先处理。
③用钢丝刷、板刷将基层上的浮灰、杂质及混凝土表面上的脱模剂清理干净，抹灰前先冲洗湿润基层表面。
④基层表面必须粗糙，防水层应直接在结构基层上施工，防水层和结构层必须紧密结合成为一体。
⑤阴阳角、管根、排水口等易发生渗漏的薄弱部位进行节点处理时，基层、管线表面应洁净，无油污、浮灰。
5 节点构造做法
阴阳角做成R角（阴角直径宜大于50mm，阳角直径宜大于10mm）。穿墙管根部等节点处应涂刷FS-EVA等柔性密封材料进行密封处理，涂刷遍数不宜少于二遍，涂刷厚度不宜小于2mm，在前遍涂层干燥成膜后方可进行下一道涂刷施工。每遍涂刷时应交替改变涂层的涂刷方向。
6 防水层施工
润湿基层，涂刷或涂抹约2mmFS101防水素浆。素浆层要涂抹均匀，不能形成堆积。待防水素浆初凝前（用手指按压，可压入素浆1/4～1/2为宜），抹压约20mmFS101防水砂浆，砂浆防水层应压实压光。施工时，防水砂浆应抹压密实，以保证防水层具有符合要求的抗渗防水能力。砂浆防水层宜连续施工，不宜留施工缝。如必须留茬，则应留阶梯形茬，并应离阴、阳角及穿墙管线250mm以上。墙面应留横向接缝，不宜留竖缝。抹压砂浆时，要压入素浆层，以保证砂浆层与素浆层紧密接合。为保证防水层的施工质量在砂浆终凝前应进行二次抹压。养护温度不得低于5℃，养护时间不宜低于3d，养护期间砂浆防水层应保持湿润。养护期间严禁堆积杂物、上人踩压。蓄水试验应于砂浆防水层养护完成24h后方可进行。FS101砂浆防水层如出现空鼓现象，应将空鼓处完全剔除，重新施工。
FS101砂浆防水层完成后应及时做好成品保护，严禁在防水层上凿孔打洞。
5.5防水混凝土施工步骤
配制抗渗混凝土时，FS102防水密实剂掺量为胶凝材料重量的0.21%，应充分搅拌5min以上，强力搅拌不宜低于3min，施工表面必须充分润湿，混凝土振捣均匀，抹压密实。
以地下室一级防水，外墙厚度小于500厚，外防外做为例，具体施工步骤如下所示。
步骤一：地基勘探、打桩、开挖基坑（槽），降水
步骤二：浇筑混凝土垫层、砌筑永久保护墙、刮涂FS101防水素浆
步骤三：抹压FS101防水砂浆
步骤四：绑扎钢筋，FS102混凝土底板浇筑
步骤五：FS102混凝土外墙浇筑、FS102混凝土顶板浇筑
步骤六：外墙涂抹FS101防水素浆、抹压FS101防水砂浆
步骤七：回填、撤降水
步骤八：混凝土瑕疵处理
当墙体厚度≥500mm厚时，可取消20厚砂浆层及2厚素浆层。即步骤六可省略。
5.6服务体系
对建筑地下防水工程关键环节，如混凝土生产环节、施工环节等，进
行全程管理与监督。在正确的建筑地下防水认识指导下，从源头介入，将建筑地下防水工程关联方有机整合；通过管理前置，强化集体防水意识，促使建筑地下防水工程回归本质，提升建筑地下防水工程质量，进而提升建筑地下结构质量，保障建筑安全。
1 FS101防水水泥砂浆施工过程中不得随意加水搅拌，如出现初凝或黏稠现象可加入原水灰比的FS101防水水泥素浆进行搅拌。其他特殊情况应符合国家现行的相关标准及规定。
2 服务人员配合相关单位对FS101砂浆防水层节点施工监督。
3 FS101砂浆防水层养护监督。
4 FS102密实型防水混凝土进场检查。
5 FS102密实型防水混凝土浇筑进行监督。
6 FS102密实型防水混凝土养护进行监督。
7服务人员配合相关方对拆模后FS102密实型防水混凝土进行检查，并进行瑕疵点位查找。严禁私自使用砂浆掩盖蜂窝、麻面等事件发生。如出现蜂窝、麻面、狗洞等现象应根据工程实际情况，采取相应的措施进行处理，确保工程质量。
6 结语
由于近几年刚性防水材料迅速发展，混凝土施工工艺日益完善，裂缝控制技术得到进一步研究和发展，刚性防水技术已经比较成熟。因此在某些工程部位（如地下室外墙）应大力推广刚性防水和防水涂料。该体系具有缩短工期、减少施工环节、防水与混凝土同步、降低成本（约25%，最高可达50%）、延长防水寿命（可使防水与结构同寿命）等优点，并且能提高混凝土结构自防水混凝土的密实度，对混凝土耐久性有积极作用，且施工方便、操作简易、可以减少混凝土收缩。以外，刚性防水技术还有利于环保，不用再次分包，避免了总承包与分包之间的矛盾，综合经济效益显著[2]。
参考文献：
[1].SBS改性沥青的阶段性老化特征与机理 U416.217 同济大学学报 祁文洋、李立寒
[2].几项主要新技术的应用现状及发展趋势 2011.1 施工技术 杨嗣信、吴琏
论文作者:李强,任浩凯
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
标签：混凝土论文; 砂浆论文; 防水层论文; 密实论文; 刚性论文; 地下论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第8期论文;