馮建榮

(西安東俊房地產(chǎn)公司，西安 710054)

0 引言

近年來(lái)，地下工程出現(xiàn)滲漏問(wèn)題的報(bào)導(dǎo)從未絕跡。一些重要的大型工程也不斷出現(xiàn)此類問(wèn)題。例如:廣州白云機(jī)場(chǎng)航站樓地下室，尚未投入使用即出現(xiàn)漏水［1］。北京首都機(jī)場(chǎng)新建第三航站樓(T3A)地下室使用不久，就發(fā)現(xiàn)多處嚴(yán)重滲漏［2］。其它的出現(xiàn)滲漏但未予報(bào)導(dǎo)或者未被發(fā)現(xiàn)的工程事例就難以計(jì)數(shù)了。工程竣工后不久就紛紛出現(xiàn)滲漏水，暴露出地下水環(huán)境中防水層的工作狀況和完好程度。外防水層很快失去作用的同時(shí)，作為最后防線的抗?jié)B自防水混凝土也沒(méi)有起到作用。

多年來(lái)，工程防水理論研究，防水材料的更新，施工企業(yè)的工藝與管理，都在不斷進(jìn)行著探索改進(jìn)。并出現(xiàn)許多新的理論實(shí)踐和防水材料。然而，滲漏現(xiàn)象并沒(méi)有隧著這些改進(jìn)相應(yīng)改變。這些情況讓人們懷疑:我們的研究改進(jìn)是否觸及到問(wèn)題的根本?事實(shí)上，這些理論與實(shí)踐本身就存在著一些無(wú)法突破的障礙和難以彌補(bǔ)的缺陷。我們應(yīng)該抓住根本，以從根本上探求解決之道。

1 地下工程防水問(wèn)題的現(xiàn)狀

地下工程防水的傳統(tǒng)作法，是在混凝土墊層上輔貼防水卷材或者涂刷防水涂料。人們一直把工程防水的希望寄托在防水材料上，防水材料也不斷進(jìn)行研究改進(jìn)。曾相繼出現(xiàn)的有熱貼瀝青油氈，聚乙烯丙綸SBC-120，水泥基滲透結(jié)晶涂料，以及目前較為普遍的自粘型SBS改性瀝青油氈等等。但是，由于新材料的研發(fā)沒(méi)有切中滲漏要害，所以不僅沒(méi)有解決根本問(wèn)題，反而曾一度出現(xiàn)了材料市場(chǎng)的混亂局面，使防水工作增加了新的不利因素［3］。由于防水材料在工程防水中未能起到理想的作用，后來(lái)有人提出將防水做法由工程迎水面外貼改為背水面內(nèi)貼;有人干脆提出用混凝土自防水來(lái)取代外貼防水層［4］。經(jīng)過(guò)了不斷地研究討論，現(xiàn)在較為普遍的做法是采用抗?jié)B自防水混凝土外加防水層的復(fù)合做法。然而現(xiàn)實(shí)是，在這幾年很多工程滲漏的報(bào)導(dǎo)中，其失效防水就是采用了這種防水復(fù)合工法。2007年在某高層建筑地下防水施工中發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)封頂后，在后澆帶中澆注混凝土之前有大量進(jìn)水。這里后澆帶墊層做了加寬加厚處理，與整片同時(shí)施工。防水層也是精心挑選、經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的新材料。事實(shí)證明，防水層失效是由墊層破壞所引起。李書(shū)山［1］就曾行文指出，混凝土墊層容易遭到破壞，是導(dǎo)致現(xiàn)行防水做法失效的根本原因。遺憾的是沒(méi)有將這場(chǎng)討論持續(xù)下去，并作出正確結(jié)論。

2 目前地下工程防水存在的問(wèn)題及原因分析

2．1 地下工程平面防水

地下工程出現(xiàn)滲漏的位置基本都在地平面或墻立面根部。地平面防水處理是在基礎(chǔ)底板下做防水層，并將基礎(chǔ)底板做成抗?jié)B自防水混凝土。由于自下而上的施工順序，防水層只能做在基礎(chǔ)下部的混凝土墊層上。防水層賴以存身的墊層是為方便施工所做的輔助工程，它的上部是工程樁支承的建筑體，其沉降量和沉降速率都很小;下部是受到擾動(dòng)、無(wú)法均勻壓實(shí)，且浸泡在水中的土體，很容易出現(xiàn)較大沉降和局部較快沉降。下部沉降大于上部沉降，墊層會(huì)隨著下部土體一起下沉而與上部基礎(chǔ)脫離。并且，上部建筑的壓力是不均勻、不規(guī)則的，沉降是不平衡的。這種不平衡力作用在基土軟弱、自身削薄的墊層上，墊層必然會(huì)出現(xiàn)折裂損壞。損壞裂隙即使在0．1 mm，在地下水包圍中也會(huì)出現(xiàn)大面積進(jìn)水。使基礎(chǔ)底板浸泡在地下水中，使受力鋼筋和混凝土遭到銹蝕。在墊層上做防水層，是基于下部墊層與上部基礎(chǔ)永遠(yuǎn)穩(wěn)定可靠，不會(huì)變形損壞的設(shè)想之上。如此，則上下夾護(hù)之中的防水層當(dāng)然能起到作用，而且它也無(wú)須與墊層實(shí)現(xiàn)粘合?，F(xiàn)實(shí)情況是，這種設(shè)想根本不成立。

至于在墊層上涂刷水泥基滲透結(jié)晶涂料的做法，只要墊層會(huì)出現(xiàn)破壞，其作用也毫無(wú)意義。有施工方案介紹，在墊層上撒水泥基滲透結(jié)晶涂料干粉或者抹稀漿料，澆注混凝土后會(huì)向上反滲，發(fā)揮堵漏作用［5］。澆注混凝土沖瀉而下，干粉或稀漿料容易被沖失。即使均勻存在，但也會(huì)與混凝土同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，而不是在混凝土凝固后滲入毛細(xì)孔進(jìn)行反應(yīng)，所以，其作用也會(huì)大打折扣。該涂料主要成分為水泥和石英超重超細(xì)粒子，其向下及水平向滲透可以保證，向上反滲則不易讓人接受。

自防水混凝土加貼防水層出現(xiàn)滲漏、同時(shí)失效，這難道是一種巧合?是自防水混凝土出現(xiàn)問(wèn)題引發(fā)防水層失效，還是防水層失效影響到自防水混凝土?抑或防水層根本就沒(méi)有起到作用，是自防水混凝土一有問(wèn)題，就會(huì)立即表現(xiàn)出來(lái)?顯然，防水層失效與否，都不會(huì)影響自防水混凝土的工作性能。反之，混凝土出現(xiàn)問(wèn)題也不會(huì)影響防水層。事實(shí)是混凝土存在問(wèn)題才導(dǎo)致了滲漏。混凝土出現(xiàn)問(wèn)題，本來(lái)需要外防水層來(lái)保護(hù)，關(guān)鍵時(shí)刻防水層失去作用應(yīng)當(dāng)是其本性必然。所以，指望在墊層上做防水層達(dá)到防水目的，是行不通的。不管是自粘型卷材，還是水泥基滲透結(jié)晶涂料，都沒(méi)有與上部基礎(chǔ)相關(guān)聯(lián)，擺脫對(duì)墊層的依賴，所以都難以起到防水作用。

自防水混凝土在近年來(lái)有了很大發(fā)展，也取得了一定成效。所謂自防水混凝土，就是經(jīng)過(guò)摻加外加劑減少毛細(xì)孔和裂縫，杜絕滲水通道來(lái)達(dá)到防水目的?；炷潦怯伤嗪蜕呈z凝形成的一種人造石。它的構(gòu)造機(jī)理是不均勻、非致密的。所以很難通過(guò)材料改性達(dá)到理想的不滲水狀態(tài)。它的干收縮和冷收縮裂縫及其與水的親和性等特性，導(dǎo)致其對(duì)水不起作用。施工中的不確定性也無(wú)法保證質(zhì)量的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。更為重要的是，面對(duì)裂縫，自防水混凝土無(wú)法自行修復(fù)和抵抗。設(shè)計(jì)規(guī)范中，混凝土構(gòu)件允許出現(xiàn)不大于1/400的撓度和小于0．4 mm的裂縫。在漫長(zhǎng)的應(yīng)力變化和復(fù)雜的受力條件下，混凝土變形和裂縫是必然的。自防水混凝土無(wú)論其密實(shí)性多么好，也無(wú)法適應(yīng)以達(dá)到明確的防水預(yù)期［4］。面對(duì)這種現(xiàn)狀，自防水混凝土無(wú)法獨(dú)擋防水重任，它必須以柔性卷材作為防護(hù)。

2．2 地下工程立面防水

外墻立面防水做法，是墻體自防水混凝土外貼防水層，再由回填灰土起到隔水保護(hù)作用。從滲漏報(bào)道中看到，出現(xiàn)滲漏的地方多發(fā)生在后澆帶、伸縮縫、施工縫、或者混凝土振搗不實(shí)之處。發(fā)生滲漏說(shuō)明:1)回填灰土的鈣化固結(jié)需要較長(zhǎng)時(shí)間，實(shí)際施工中，回填后一般只有2個(gè)月左右就要停止降水。所以土體固結(jié)不充分。而且在地下水層中，固結(jié)了的灰土能否擋水也是個(gè)問(wèn)題。2)外貼防水層與墻體無(wú)法持久有效粘連，在地下水浸泡中搭接處極易開(kāi)裂。在建筑物沉降與外部填土的錯(cuò)動(dòng)中，土體容易變形，防水層就會(huì)脫落，出現(xiàn)進(jìn)水。2010年3月，一處做好的自粘SBS卷材遭水浸泡，10 h后出現(xiàn)了多處空鼓和翹邊。證明有機(jī)物卷材與無(wú)機(jī)物混凝土的粘接是不可靠的。3)混凝土接縫處理一直是防水薄弱環(huán)節(jié)。止水帶的無(wú)縫連接和緊密嵌固，是接縫防水的關(guān)鍵所在，需要加強(qiáng)。但施工質(zhì)量和檢查監(jiān)控尚無(wú)法嚴(yán)格保證。使用的橡膠遇水使止水條膨脹，其膨脹遇水環(huán)境、膨脹速度、干縮條件等，均未見(jiàn)到技術(shù)指標(biāo)和檢驗(yàn)方法。如果在澆注混凝土?xí)r吸水膨脹，混凝土凝固干燥后又會(huì)干縮，形成空隙，反倒成為進(jìn)水通道。當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)水時(shí)，止水條反應(yīng)之前就會(huì)出現(xiàn)滲漏。止水條再次膨脹的止水效果將受到考驗(yàn)。在混凝土施工縫處預(yù)埋外貼式橡膠止水帶(或有帶釘)，與外墻面作埋平處理。止水帶表面光滑，與混凝土性質(zhì)迥異，混凝土與之互不吸附。凝固后與混凝土之間會(huì)有縫隙，此縫隙可能形成滲水［5］?；炷料嗷ブg的接縫效果要好于混凝土與其它材料間的接縫。

一些介紹防水施工的文章在結(jié)尾都認(rèn)為，其做法達(dá)到了設(shè)計(jì)防水目的。能否說(shuō)交工幾年內(nèi)沒(méi)有滲漏就是實(shí)現(xiàn)了防水目的?現(xiàn)在的高層建筑，基礎(chǔ)底板厚度少則1 m左右，多則3，5 m不等。滲漏需用漫長(zhǎng)的時(shí)間。沒(méi)看到滲漏，并不能保證下面的防水層依然完好，也無(wú)法保證自防水混凝土真正阻斷了滲水。地下防水不是為了看不見(jiàn)滲漏、放心使用而已。而是為了鋼筋混凝土免受侵蝕。否則，防水的目的就沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)。在滲漏的工程事例中，厚度較薄的基板比厚基板就顯出偏多、偏早。說(shuō)明滲漏隱患依然存在。

2．3 關(guān)于工程樁頭防水

樁頭防水做法近幾年不斷變化，現(xiàn)行做法是在樁頭平面和側(cè)立面涂刷剛性防水涂料。工程樁與基礎(chǔ)屬于緊密連接。在基礎(chǔ)及上部壓力大于樁的承載力時(shí)，會(huì)發(fā)生沉降。但基礎(chǔ)與樁的沉降是同步的，緊密連接的情況不會(huì)改變。當(dāng)墊層下沉?xí)r基礎(chǔ)下平面與樁身間縫隙將成為滲水通道。在地震力作用下，樁頭會(huì)與基礎(chǔ)間縫隙擴(kuò)大，甚至出現(xiàn)折裂或樁筏脫離現(xiàn)象。使樁頭與基礎(chǔ)脫離的其他可能性則甚微。照此情況，在樁頂面和外立面刷水泥基滲透結(jié)晶涂料并不能起到較好作用。如在基礎(chǔ)底面與樁身處用柔性材料連接堵縫，能起到更好的堵防作用。現(xiàn)有材料尚無(wú)法完成此項(xiàng)工作。

3 解決地下工程防水問(wèn)題的緊迫性

“過(guò)去人們一直認(rèn)為混凝土是永久性材料，但通過(guò)實(shí)踐人們逐漸認(rèn)識(shí)到混凝土在地下工程中會(huì)受到地下水的侵蝕，其耐久性會(huì)受到影響?，F(xiàn)在我國(guó)地下水特別是淺層地下水受污染比較嚴(yán)重，而防水混凝土在抗?jié)B等級(jí)S8時(shí)的滲透系數(shù)為5×10-8～8×10-8cm/s。地下水對(duì)混凝土、鋼筋的浸蝕是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。”［3］

改革開(kāi)放30年是建筑工程大規(guī)模進(jìn)行的30年。建筑工程的設(shè)計(jì)壽命標(biāo)注在50～100年(近年來(lái)的實(shí)際統(tǒng)計(jì)表明，建筑物平均使用壽命僅為30年)。一般認(rèn)為，如果能防止浸水引發(fā)的凍溶性損壞，消除日照溫差的熱脹冷縮影響，防止化學(xué)有害浸蝕，以及做好滲漏水對(duì)鋼筋混凝土的保護(hù)等，則建筑物的使用壽命應(yīng)該獲得較大延長(zhǎng)。同時(shí)，我國(guó)人口狀況在度過(guò)增長(zhǎng)期達(dá)到平衡以后，大規(guī)模的房屋建設(shè)也將變得冷寂。照此推算，我們正在施工的大多數(shù)工程可能面臨著一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的使用期。在節(jié)約投資、保護(hù)資源和節(jié)能降耗的形勢(shì)下，最大限度地延長(zhǎng)建筑物使用壽命，設(shè)計(jì)出可靠的防水方案和防水材料，按照鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)壽命做出與之相匹配的防水工程，其任務(wù)急迫，意義重大。

4 解決目前地下工程防水問(wèn)題的措施

4．1 新思路

根據(jù)上述地下工程防水情況，本文提出一種新的防水思路:1)基礎(chǔ)混凝土下應(yīng)設(shè)柔性防水材料，但必須與上部混凝土相連接，擺脫對(duì)下部墊層的依賴。故此需要研制新的防水材料及其與混凝土連接的構(gòu)造方式;2)這種材料除了具有防水性能高、耐腐蝕、耐久性及穩(wěn)定性好、無(wú)毒害成分、生產(chǎn)成本低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)以外，還能根據(jù)工程結(jié)構(gòu)與工程環(huán)境情況，就抗壓、抗拉以及彈性伸長(zhǎng)等，進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。使之能適應(yīng)不同工程情況的防水需要。3)這種材料除在基礎(chǔ)平面、外墻立面應(yīng)用，還能經(jīng)過(guò)改變材料成分用在屋面、隧道以及水利工程中。結(jié)合相關(guān)處理方式，將地下工程防水做到萬(wàn)無(wú)一失。

4．2 新技術(shù)

依照上述防水思路，筆者研究擬就“嵌聯(lián)式卷材”技術(shù)。內(nèi)容如下:采用特定柔性材料做成卷材，上面有均勻密布的突出顆粒即嵌聯(lián)粒。在墊層上鋪放以后，可以在上面直接澆注混凝土。使卷材與混凝土互相緊密連接，形成一體共同工作。通過(guò)與混凝土相互嵌聯(lián)，就像給混凝土穿上了不可脫落的雨衣，達(dá)到持久可靠。另外，在嵌聯(lián)顆粒之間還有網(wǎng)狀交叉的防水肋，它既可加強(qiáng)片材的強(qiáng)度，也可以防止局部破損后的竄水現(xiàn)象。該材料以其彈性伸長(zhǎng)來(lái)適應(yīng)混凝土構(gòu)件的撓曲和裂縫變形，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的長(zhǎng)久保護(hù)。

4．3 新材料

直接在防水卷材上綁扎鋼筋澆注混凝土，會(huì)對(duì)卷材產(chǎn)生壓力;工人舉步行走會(huì)對(duì)嵌聯(lián)顆粒產(chǎn)生水平彎剪力;卷材受到各種拉扯會(huì)產(chǎn)生拉力;建筑物沉降與外部填土產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)使嵌聯(lián)顆粒出現(xiàn)剪切力;混凝土構(gòu)件的撓曲變形和裂縫，會(huì)令卷材拉伸變形;溫度會(huì)對(duì)卷材的力學(xué)性能產(chǎn)生改變;卷材暴漏在外時(shí)，溫度和紫外線也使卷材的耐久性出現(xiàn)變化。達(dá)到了這些理化強(qiáng)度要求，該方案就能建立起來(lái)。這些都是卷材選料和設(shè)計(jì)需要認(rèn)真考慮的首要因素，也是卷材生產(chǎn)的重要技術(shù)指標(biāo)。針對(duì)各種典型的地下工程環(huán)境，可以對(duì)卷材構(gòu)造進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，將卷材做成幾種形狀，以適應(yīng)不同的工程防水需要。

5 新技術(shù)新材料試驗(yàn)研究

5．1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

能否找到這種理想材料就成為該技術(shù)成立的基礎(chǔ)。目前有機(jī)高分子材料以多品種、高性能，層出不窮地出現(xiàn)在市場(chǎng)上。選用高分子有機(jī)材料的明顯優(yōu)勢(shì)在于它的阻水性，化學(xué)穩(wěn)定耐久性，無(wú)毒害成分，選擇范圍較寬的材料物理力學(xué)指標(biāo)，以及充足的市場(chǎng)供應(yīng)量，和成熟簡(jiǎn)單的加工生產(chǎn)方式?，F(xiàn)在已經(jīng)選配出較為理想的材料配方和卷材構(gòu)造形式，將其定名為“嵌聯(lián)式防水卷材”，它的各項(xiàng)理化指標(biāo)都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)市場(chǎng)需要，按照使用要求確定卷材技術(shù)指標(biāo)，并據(jù)此進(jìn)行材料試驗(yàn)和檢驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是:卷材的各項(xiàng)指標(biāo)能保證達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及工程使用要求。利用現(xiàn)有材料試驗(yàn)設(shè)備就能夠進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)工作。隨著有機(jī)化學(xué)新材料的不斷出現(xiàn)，利用嵌聯(lián)技術(shù)還可以生產(chǎn)出更為優(yōu)異的防水材料。

5．2 試驗(yàn)結(jié)論

按照上述材料性能要求，參照?qǐng)?zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 12953—2003《氯化聚乙烯防水卷材》的各項(xiàng)指標(biāo)。經(jīng)西北工業(yè)大學(xué)相關(guān)專業(yè)協(xié)助研究論證，本產(chǎn)品材料選用塑膠高分子材料改性合成。它的不透水性、抗穿孔性、剪切狀態(tài)下的黏合性、耐化學(xué)侵蝕，以及分子穩(wěn)定耐久性，都已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。尤其是該卷材抗壓大于1 MPa，抗拉大于5 MPa，彈性伸長(zhǎng)率滿足工程最大變形的100倍。可以適應(yīng)施工和工程變形的需要。能夠在-30～50℃環(huán)境中使用。它的使用壽命應(yīng)在50～70年。其生產(chǎn)為注壓成型，只用電能，沒(méi)有毒害污染，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。因此屬高性能綠色環(huán)保產(chǎn)品。生產(chǎn)成本低，市場(chǎng)售價(jià)大約與SBS改性瀝青卷材相持平。施工只需鋪放平展，采用熱粘接縫，容易保證接縫牢靠嚴(yán)密。防止明火及高溫，及時(shí)修補(bǔ)破損。不怕基層潮濕，無(wú)須保護(hù)層，技術(shù)簡(jiǎn)單，施工方便，成本低廉。質(zhì)量容易保證。還可以處理工程樁頭等部位特殊防水。經(jīng)過(guò)改變成分或形狀，可以用在屋面以及隧道和水利工程方面。

6 結(jié)論與討論

1)2004年即有人提出關(guān)于混凝土墊層在地下環(huán)境中極易破壞，這是外防水層失效的主要原因的觀點(diǎn)，但是卻得出將外防水改為背水面內(nèi)防水的倒退性結(jié)論。

2)墊層破壞既然是導(dǎo)致防水層失效的主因，那么，在墊層上所做的各種防水層都自身不保，難以發(fā)揮防水效能。

3)自防水混凝土由于無(wú)法面對(duì)裂縫問(wèn)題，所以無(wú)法單獨(dú)起到防水作用，它離不開(kāi)柔性外防水層的防護(hù)。

4)嵌聯(lián)式卷材理論技術(shù)擺脫了對(duì)墊層的依賴，是地下工程防水行之有效的新型專利技術(shù)。

5)嵌聯(lián)式卷材擺脫了現(xiàn)有防水困境，開(kāi)辟了全新的防水思路，能夠徹底解決地下防水問(wèn)題，有望成為持久產(chǎn)品形態(tài)。

6)期待防水界同仁參與討論，提出意見(jiàn)，使地下防水理論技術(shù)日臻完善。

［1］ 李書(shū)山，熊稚軍，鄧天寧．地下室底板柔性外防水層防水作用商榷［J］．中國(guó)建筑防水，2004(10):20-22．

［2］ 孫福江，王斌，段先軍．首都機(jī)場(chǎng)T3A地下室局部滲漏治理［J］．中國(guó)建筑防水，2009(12):35-38．

［3］ 牛光全．當(dāng)前我國(guó)防水材料行業(yè)發(fā)展中存在的幾個(gè)問(wèn)題［J］．中國(guó)建筑防水，2004(9):4-7．

［4］ 劉緒光，游寶坤，趙順增．我國(guó)剛性防水技術(shù)的發(fā)展［J］．中國(guó)建筑防水，2009(12):9-12．

［5］ GB 50108—2008地下工程防水技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2008．