馮建榮

(西安東俊房地產(chǎn)公司，西安 710054)

0 引言

近年來，地下工程出現(xiàn)滲漏問題的報導從未絕跡。一些重要的大型工程也不斷出現(xiàn)此類問題。例如:廣州白云機場航站樓地下室，尚未投入使用即出現(xiàn)漏水［1］。北京首都機場新建第三航站樓(T3A)地下室使用不久，就發(fā)現(xiàn)多處嚴重滲漏［2］。其它的出現(xiàn)滲漏但未予報導或者未被發(fā)現(xiàn)的工程事例就難以計數(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，作為最后防線的抗?jié)B自防水混凝土也沒有起到作用。

多年來，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，都在不斷進行著探索改進。并出現(xiàn)許多新的理論實踐和防水材料。然而，滲漏現(xiàn)象并沒有隧著這些改進相應改變。這些情況讓人們懷疑:我們的研究改進是否觸及到問題的根本?事實上，這些理論與實踐本身就存在著一些無法突破的障礙和難以彌補的缺陷。我們應該抓住根本，以從根本上探求解決之道。

1 地下工程防水問題的現(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，防水材料也不斷進行研究改進。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)沒有切中滲漏要害，所以不僅沒有解決根本問題，反而曾一度出現(xiàn)了材料市場的混亂局面，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，后來有人提出將防水做法由工程迎水面外貼改為背水面內貼;有人干脆提出用混凝土自防水來取代外貼防水層［4］。經(jīng)過了不斷地研究討論，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合做法。然而現(xiàn)實是，在這幾年很多工程滲漏的報導中，其失效防水就是采用了這種防水復合工法。2007年在某高層建筑地下防水施工中發(fā)現(xiàn)，結構封頂后，在后澆帶中澆注混凝土之前有大量進水。這里后澆帶墊層做了加寬加厚處理，與整片同時施工。防水層也是精心挑選、經(jīng)過試驗的新材料。事實證明，防水層失效是由墊層破壞所引起。李書山［1］就曾行文指出，混凝土墊層容易遭到破壞，是導致現(xiàn)行防水做法失效的根本原因。遺憾的是沒有將這場討論持續(xù)下去，并作出正確結論。

2 目前地下工程防水存在的問題及原因分析

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底板下做防水層，并將基礎底板做成抗?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、無法均勻壓實，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，墊層會隨著下部土體一起下沉而與上部基礎脫離。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出現(xiàn)大面積進水。使基礎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永遠穩(wěn)定可靠，不會變形損壞的設想之上。如此，則上下夾護之中的防水層當然能起到作用，而且它也無須與墊層實現(xiàn)粘合?，F(xiàn)實情況是，這種設想根本不成立。

至于在墊層上涂刷水泥基滲透結晶涂料的做法，只要墊層會出現(xiàn)破壞，其作用也毫無意義。有施工方案介紹，在墊層上撒水泥基滲透結晶涂料干粉或者抹稀漿料，澆注混凝土后會向上反滲，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，但也會與混凝土同時進行反應，而不是在混凝土凝固后滲入毛細孔進行反應，所以，其作用也會大打折扣。該涂料主要成分為水泥和石英超重超細粒子，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、同時失效，這難道是一種巧合?是自防水混凝土出現(xiàn)問題引發(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有起到作用，是自防水混凝土一有問題，就會立即表現(xiàn)出來?顯然，防水層失效與否，都不會影響自防水混凝土的工作性能。反之，混凝土出現(xiàn)問題也不會影響防水層。事實是混凝土存在問題才導致了滲漏?；炷脸霈F(xiàn)問題，本來需要外防水層來保護，關鍵時刻防水層失去作用應當是其本性必然。所以，指望在墊層上做防水層達到防水目的，是行不通的。不管是自粘型卷材，還是水泥基滲透結晶涂料，都沒有與上部基礎相關聯(lián)，擺脫對墊層的依賴，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)過摻加外加劑減少毛細孔和裂縫，杜絕滲水通道來達到防水目的?；炷潦怯伤嗪蜕呈z凝形成的一種人造石。它的構造機理是不均勻、非致密的。所以很難通過材料改性達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，導致其對水不起作用。施工中的不確定性也無法保證質量的嚴格標準。更為重要的是，面對裂縫，自防水混凝土無法自行修復和抵抗。設計規(guī)范中，混凝土構件允許出現(xiàn)不大于1/400的撓度和小于0．4 mm的裂縫。在漫長的應力變化和復雜的受力條件下，混凝土變形和裂縫是必然的。自防水混凝土無論其密實性多么好，也無法適應以達到明確的防水預期［4］。面對這種現(xiàn)狀，自防水混凝土無法獨擋防水重任，它必須以柔性卷材作為防護。

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作用。從滲漏報道中看到，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之處。發(fā)生滲漏說明:1)回填灰土的鈣化固結需要較長時間，實際施工中，回填后一般只有2個月左右就要停止降水。所以土體固結不充分。而且在地下水層中，固結了的灰土能否擋水也是個問題。2)外貼防水層與墻體無法持久有效粘連，在地下水浸泡中搭接處極易開裂。在建筑物沉降與外部填土的錯動中，土體容易變形，防水層就會脫落，出現(xiàn)進水。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。證明有機物卷材與無機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)。止水帶的無縫連接和緊密嵌固，是接縫防水的關鍵所在，需要加強。但施工質量和檢查監(jiān)控尚無法嚴格保證。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，均未見到技術指標和檢驗方法。如果在澆注混凝土時吸水膨脹，混凝土凝固干燥后又會干縮，形成空隙，反倒成為進水通道。當出現(xiàn)進水時，止水條反應之前就會出現(xiàn)滲漏。止水條再次膨脹的止水效果將受到考驗。在混凝土施工縫處預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，與混凝土性質迥異，混凝土與之互不吸附。凝固后與混凝土之間會有縫隙，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尾都認為，其做法達到了設計防水目的。能否說交工幾年內沒有滲漏就是實現(xiàn)了防水目的?現(xiàn)在的高層建筑，基礎底板厚度少則1 m左右，多則3，5 m不等。滲漏需用漫長的時間。沒看到滲漏，并不能保證下面的防水層依然完好，也無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，防水的目的就沒有真正實現(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。說明滲漏隱患依然存在。

2．3 關于工程樁頭防水

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立面涂刷剛性防水涂料。工程樁與基礎屬于緊密連接。在基礎及上部壓力大于樁的承載力時，會發(fā)生沉降。但基礎與樁的沉降是同步的，緊密連接的情況不會改變。當墊層下沉時基礎下平面與樁身間縫隙將成為滲水通道。在地震力作用下，樁頭會與基礎間縫隙擴大，甚至出現(xiàn)折裂或樁筏脫離現(xiàn)象。使樁頭與基礎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晶涂料并不能起到較好作用。如在基礎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)有材料尚無法完成此項工作。

3 解決地下工程防水問題的緊迫性

“過去人們一直認為混凝土是永久性材料，但通過實踐人們逐漸認識到混凝土在地下工程中會受到地下水的侵蝕，其耐久性會受到影響。現(xiàn)在我國地下水特別是淺層地下水受污染比較嚴重，而防水混凝土在抗?jié)B等級S8時的滲透系數(shù)為5×10-8～8×10-8cm/s。地下水對混凝土、鋼筋的浸蝕是一個不容忽視的問題?！保?］

改革開放30年是建筑工程大規(guī)模進行的30年。建筑工程的設計壽命標注在50～100年(近年來的實際統(tǒng)計表明，建筑物平均使用壽命僅為30年)。一般認為，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，防止化學有害浸蝕，以及做好滲漏水對鋼筋混凝土的保護等，則建筑物的使用壽命應該獲得較大延長。同時，我國人口狀況在度過增長期達到平衡以后，大規(guī)模的房屋建設也將變得冷寂。照此推算，我們正在施工的大多數(shù)工程可能面臨著一個相當長的使用期。在節(jié)約投資、保護資源和節(jié)能降耗的形勢下，最大限度地延長建筑物使用壽命，設計出可靠的防水方案和防水材料，按照鋼筋混凝土結構壽命做出與之相匹配的防水工程，其任務急迫，意義重大。

4 解決目前地下工程防水問題的措施

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)基礎混凝土下應設柔性防水材料，但必須與上部混凝土相連接，擺脫對下部墊層的依賴。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、無毒害成分、生產(chǎn)成本低、施工方便等優(yōu)點以外，還能根據(jù)工程結構與工程環(huán)境情況，就抗壓、抗拉以及彈性伸長等，進行計算設計。使之能適應不同工程情況的防水需要。3)這種材料除在基礎平面、外墻立面應用，還能經(jīng)過改變材料成分用在屋面、隧道以及水利工程中。結合相關處理方式，將地下工程防水做到萬無一失。

4．2 新技術

依照上述防水思路，筆者研究擬就“嵌聯(lián)式卷材”技術。內容如下: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，它既可加強片材的強度，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來適應混凝土構件的撓曲和裂縫變形，以此實現(xiàn)對建筑物的長久保護。

4．3 新材料

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

5 新技術新材料試驗研究

5．1 試驗目標

能否找到這種理想材料就成為該技術成立的基礎。目前有機高分子材料以多品種、高性能，層出不窮地出現(xiàn)在市場上。選用高分子有機材料的明顯優(yōu)勢在于它的阻水性，化學穩(wěn)定耐久性，無毒害成分，選擇范圍較寬的材料物理力學指標，以及充足的市場供應量，和成熟簡單的加工生產(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造形式，將其定名為“嵌聯(lián)式防水卷材”，它的各項理化指標都能達到設計要求。根據(jù)市場需要，按照使用要求確定卷材技術指標，并據(jù)此進行材料試驗和檢驗。試驗目標是:卷材的各項指標能保證達到設計標準以及工程使用要求。利用現(xiàn)有材料試驗設備就能夠進行各項試驗工作。隨著有機化學新材料的不斷出現(xiàn)，利用嵌聯(lián)技術還可以生產(chǎn)出更為優(yōu)異的防水材料。

5．2 試驗結論

按照上述材料性能要求，參照執(zhí)行國家標準GB 12953—2003《氯化聚乙烯防水卷材》的各項指標。經(jīng)西北工業(yè)大學相關專業(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、耐化學侵蝕，以及分子穩(wěn)定耐久性，都已達到設計要求。尤其是該卷材抗壓大于1 MPa，抗拉大于5 MPa，彈性伸長率滿足工程最大變形的100倍?？梢赃m應施工和工程變形的需要。能夠在-30～50℃環(huán)境中使用。它的使用壽命應在50～70年。其生產(chǎn)為注壓成型，只用電能，沒有毒害污染，生產(chǎn)工藝簡單。因此屬高性能綠色環(huán)保產(chǎn)品。生產(chǎn)成本低，市場售價大約與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密。防止明火及高溫，及時修補破損。不怕基層潮濕，無須保護層，技術簡單，施工方便，成本低廉。質量容易保證。還可以處理工程樁頭等部位特殊防水。經(jīng)過改變成分或形狀，可以用在屋面以及隧道和水利工程方面。

6 結論與討論

1)2004年即有人提出關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，但是卻得出將外防水改為背水面內防水的倒退性結論。

2)墊層破壞既然是導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法面對裂縫問題，所以無法單獨起到防水作用，它離不開柔性外防水層的防護。

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

5)嵌聯(lián)式卷材擺脫了現(xiàn)有防水困境，開辟了全新的防水思路，能夠徹底解決地下防水問題，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，使地下防水理論技術日臻完善。

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

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

［3］ 牛光全．當前我國防水材料行業(yè)發(fā)展中存在的幾個問題［J］．中國建筑防水，2004(9):4-7．

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

［5］ GB 50108—2008地下工程防水技術規(guī)范［S］．北京:中國計劃出版社，2008．