浅谈地下室防水设计

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随着城市化进程的加快，城市建设的地下室越来越大，越来越深，这是城市建筑大型化、高层化以及充分利用地下室空间带来的结果，然而地下室属于隐蔽工程，如果在今后使用过程中出现漏水现象，后果将不堪设想，因而地下室的防水工程就显得尤为重要和突出。在此，笔者浅谈地下室防水设计的有关内容和要求。
　　一、地下室防水设计目的和要求
　　（一）进行防水设计应明确建筑地下室防水工程的目的：
　　1.确保地下水和滞留水不渗入室内，给予室内正常的生产、工作、生活和储藏环境。
　　2.防水层保护好地下结构，不能让地下水浸泡钢筋混凝土结构。一旦结构渗水，会导致钢筋锈蚀、断截面减小、膨胀，混凝土裂缝增大、抗压强度减弱，建筑基础受损，建筑寿命降低，最终危及安全。
　　（二）地下室防水设计必须遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜、综合治理”的原则，努力达到防水可靠、经济合理的目的。在设计前应充分掌握地下工程所在地及其附近地下水运动规律和状况（近期和远期），确定设计最高地下水位标高，同时结合地质、地形、地下工程结构、防水材料供应及当地施工条件等全面研究地下工程防水方案。地下钢筋混凝土外墙、底板均应采用抗渗混凝土，抗渗等级应根据防水混凝土的设计壁厚和地下水的最大水头比值。
　　（三）独立式全地下室工程应做全封闭，附建式全地下室或半地下室防水设置，则应高出室外地平标高至±0.000m以上，卷材防水和涂膜防水层可在室外平坦处改用防水浆完成设防高度。
　　（四）地下室最高水位高于地下室地面时，地下室设计应考虑整体钢筋混凝土结构，保证防水效果；在特殊要求下可采用架空地面和夹壁墙。
　　（五）地下室外防水层宜采用软保护层，如聚苯板或聚乙烯板等。
　　二、地下工程防水等级地下工程防水等级，工业与民用建筑防水等级应达到一级或二级防水标准。
　　三、地下室防水设计应根据建设地点的气象、水文地质、工程地质、所处环境、结构类型、施工方法、使用要求等各方面因素综合考虑，选择适合的防水做法。
　　地下室的防水包括主体防水及节点防水。主体防水又分为结构自防水和附加防水，结构自防水是必须采用的，附加防水按工程的防水等级选用，附加防水也称为：“其他防水层”以柔性防水为主；节点防水主要包括施工逢、后浇带、变形缝、穿墙管线、柱顶防水等，节点防水也称“细部构造防水”，可按工程的防水等级和实际情况选用不同的防水措施。设计人员应根据具体的情况确定合理的防水方案，对方案内各环节进行监控，以达到防水的要求。
　　（一）结构自防水设计。目前我国大部分地区的地下工程采用结构自防水居多。结构自防水设计以混凝土自身的密实性而具有一定防水能力的混凝土或钢筋混凝土结构形式称之为混凝土结构自防水。具体是在材料上通过调整配合比、添加外加剂、限制骨料最大粒径等措施，使混凝土组成最密实、孔隙率最小的结构；或使孔隙彼此隔断，互不连通，使地下水无法渗入，或渗入至一定深度后不能穿透。在地下结构设计时，应注意不使防水混凝土受到地下水的侵蚀作用；注意各种外力和内力可能带给混凝土结构的不利影响；尽量不使混凝土结构产生有害裂缝而导致渗漏水。
　　在地下工程设计中，关键是要控制钢筋混凝土裂缝的产生及其宽度，混凝土结构一旦出现裂缝，渗漏水就难以避免。钢筋砼的裂缝有两类，一类是荷载引起的裂缝，其危害最大，直接决定着结构的承载能力，但可以通过正确的设计及合理的使用加以控制，使之不会出现或限制其开展宽度。另一类是结构变形受约束引起的裂缝，它也会影响结构的承载能力，不容忽视。这类裂缝，对多数实际工程而言，目前尚无一个精确的计算方法，设计时只能根据有关规范、原理经验采取适当的措施加以防范。
　　1.结构变形引起裂缝的原因致使钢筋破开裂的变形，主要是收缩变形。而好的收缩，就其起因而论，有以下几种：
　　（1）干燥收缩——由检内的水分蒸发所致。
　　（2）自生收缩——水泥水化引起的体积收缩，它与水分蒸发无关。
　　（3）化收缩——空气中CO2与水泥水化生成物起化学反应生成碳酸钙、硅胶、铝胶和游离水从而引起收缩。其中碳化释水收缩具有干燥收缩的性质，是碳化收缩的主要组成部分。
　　（4）降温收缩——砼经搅拌入模，水泥水化反应即告开始，并且放出热量，检温度因而升高。但随着水化反应的逐步完成，放热过程亦逐步削弱，以致终止，且极的热量也逐步散失，因此谈从最高温度到环境温度（或贮藏温度）取得平衡，就有一个温度回降的问题。在这个温差作用下，混凝土也会收缩。
　　在结构处于自然状态下，这几种收缩是相伴发生的，其结果是相互叠加的。就导致裂缝的危害而言，干燥收缩和降温收缩是主要的。
　　2.减少收缩变形的方法
　　（1）改善约束条件
　　（2）采用补偿收缩砼
　　（3）选择干缩率较小的水泥与骨料
　　（4）精心确定配合比
　　（5）加强养护
　　（6）配置适当钢筋
　　（7）减小砼的温度回降值
　　（8）提高砼的抗拉强度
　　（二）附加防水层设计。在地下工程中单独采用结构自防水的做法是欠妥的，目前市场上夸大外加剂（如减水剂、早强剂、微膨胀剂等）的作用也是不科学的。在地下工程中，很难避免防水混凝土受到地下水的侵蚀作用；很难避免各种外力和内力可能给混凝土结构带来的不利影响；很难避免混凝土结构产生有害裂缝而导致渗漏，并考虑混凝士的耐久性（如徐变、碳化因素）等，因此，对防水、防潮要求较高的地下工程，即使地下水位不高，也应在混凝土结构的迎水面上设置附加防水层。附加防水层常用材料：
　　（1）防水砂浆
　　（2）防水涂料
　　（3）高分子防水卷材
　　（4）其他防水材料
　　四、结  语
　　综上所述，地下工程防水是一项非常重要的系统性工程，它将涉及设计、施工、材料选择等诸多方面内容。设计是地下工程防水的基础，是控制裂缝产生及裂缝宽度大小的关键，因此，对于结构防水的要求及所处环境，强化地下室结构自防水能力，并用动态的观点从材料的耐久性、材料的适应性以及不同防水材料之间的相容性的全局选择适用的防水材料，按照设计要求施工，才能有效提高地下结构防水的可靠性和耐久性。