2010年巖土師輔導(dǎo):地下室防水設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)意見(jiàn)

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地下室防水設(shè)計(jì)的內(nèi)容,可粗略分為概念設(shè)計(jì)與構(gòu)造設(shè)計(jì)。
    概念設(shè)計(jì)乃設(shè)計(jì)的基本原則,忽視概念或概念設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,后面的設(shè)計(jì)、施工及至使用、維修就會(huì)變得復(fù)雜、混亂,一不順則百不順。
    構(gòu)造設(shè)計(jì)包括主體防水及節(jié)點(diǎn)防水。主體防水又分為結(jié)構(gòu)自防水和附加防水。結(jié)構(gòu)自防水是必須采用的;附加防水按工程的防水等級(jí)選用,附加防水也稱(chēng)“其他防水層”,以柔性外防水為主。節(jié)點(diǎn)防水主要包括施工縫,后澆帶、變形縫、穿墻管線、柱頂防水等,設(shè)計(jì)說(shuō)明中的“構(gòu)造作法”不能代替構(gòu)造節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)防水也稱(chēng)“細(xì)部構(gòu)造防水”,可按工程的防水等級(jí)和實(shí)際情況選用不同的防水措施。
    1、概念設(shè)計(jì)
    1.1設(shè)計(jì)責(zé)任
    結(jié)構(gòu)自防水及后澆帶、變形縫的位置,主要是由結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì);主體附加防水及節(jié)點(diǎn)防水主要由建筑專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì);其他專(zhuān)業(yè)配合建筑及結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)防水節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)也可參加設(shè)計(jì),比如后澆帶。但后澆帶的防水構(gòu)造設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的規(guī)范仍沿用幾十年前的作法,已十分滯后。許多版本的結(jié)構(gòu)工程師一級(jí)注冊(cè)考試復(fù)習(xí)教程中,對(duì)地下防水設(shè)計(jì)大多也只是簡(jiǎn)單的一般敘述,與當(dāng)前地下防水設(shè)計(jì)的實(shí)踐相差較大,因此,建筑設(shè)計(jì)人員不應(yīng)放棄防水設(shè)計(jì)的責(zé)任。
    1.2排水
    地下工程中,具有自流排水條件,且允許作自流排水的工程應(yīng)積極采用自流排水系統(tǒng),以降低地下水的壓力,使防水設(shè)防變得更簡(jiǎn)單,省錢(qián),效果更好。
    關(guān)于機(jī)械排水。建筑地下室雖也設(shè)機(jī)械排水,但與地鐵有很大區(qū)別。前者主要考慮偶有地表水涌入,如地下車(chē)庫(kù)車(chē)行道入口雨后進(jìn)水,或萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi)消防撲救后的積水排除。而地鐵設(shè)機(jī)械排水乃是地鐵常設(shè)運(yùn)行所必須的。
    建筑地下工程在設(shè)置自流排水時(shí),還應(yīng)考慮因排水而加劇侵蝕性地下水對(duì)混凝土的影響。
    地下室不論使用性質(zhì)如何,其鋼筋混凝土底板面均應(yīng)設(shè)計(jì)保護(hù)層。對(duì)于地下車(chē)庫(kù)、設(shè)備用房,保護(hù)層建議按100-200mm厚C20混凝土設(shè)計(jì),該保護(hù)層兼找坡作溝。如前所述,建筑地下室排水非常設(shè)運(yùn)作,因此,只需按100mm×150mm(寬)的尺度設(shè)計(jì)周邊排水明溝,不必在鋼筋混凝土底板上作文章,這樣,就有利于底板自防水。
    進(jìn)出地下室的外開(kāi)口部分,如地下車(chē)庫(kù)車(chē)道出入口外,設(shè)置玻璃棚罩,減少雨匯集面積,減輕地下室排水系統(tǒng)運(yùn)行次數(shù)。棚架作為出入口的地面標(biāo)識(shí)物,也方便駕車(chē)人士識(shí)別。
    1.3簡(jiǎn)化平剖面
    地下室平剖面設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化,即所謂“簡(jiǎn)、并、避、離、升”。這種簡(jiǎn)化原則,作為地下室防水設(shè)計(jì)基本概念,曾為建筑專(zhuān)業(yè)幾十年來(lái)所遵循,只是近年有所放松,應(yīng)重提舊制,并發(fā)揚(yáng)光大。
    地下室,特別是多層地下室的窗井、風(fēng)井的設(shè)計(jì)也就遵循“簡(jiǎn)、并”的原則。除了半地下室之外,建議不要隨意設(shè)置窗井、風(fēng)井。因窗井、風(fēng)井可能破壞地下室側(cè)壁外防水的連續(xù)性;窗井、風(fēng)井底部土體不易密實(shí),加之與主體結(jié)構(gòu)相聯(lián)處容易因沉降不均產(chǎn)生裂縫,不利防水。一層地下室,情況可能好一些,但若窗井底板與主體底板標(biāo)高相差許多,則存在相同的問(wèn)題。窗井、風(fēng)井在室內(nèi)設(shè)置,一層地下室從上部空間開(kāi)始,多層地下室可能要穿越樓板,但都應(yīng)在室外地坪以上標(biāo)高處由側(cè)壁挑出。這樣,令地下室地下部分的外墻平剖面簡(jiǎn)化,有利防水構(gòu)造的設(shè)計(jì)與施工,應(yīng)采取積極的態(tài)度加以設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單地按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)窗井、風(fēng)井,給防水的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)都帶來(lái)麻煩。
    1.4回填土
    地下室回填土,歷來(lái)要求采用粘土或原土,@300,分層夯實(shí)。近年,不少工程為趕幾天的工期,采用石碴回填。這種作法令地下室長(zhǎng)年浸泡在地下水之中,對(duì)防水大為不利,只是圖了一時(shí)的方便,實(shí)不可取。此種作法的副作用,是令建筑周邊地面在長(zhǎng)年雨水的沉實(shí)作用下,有下沉開(kāi)裂之可能,而土體與地下室之間的相對(duì)位移,容易破壞附加外防水層。
    1.5分期建設(shè)
    關(guān)于分期建設(shè)的地下室工程,不管分期實(shí)施的具體方案如何,只要是連接成片的地下室,設(shè)計(jì)都應(yīng)一次完成。對(duì)于施工,有條件時(shí),地上分期,地下一次施工。
    設(shè)計(jì)要充分考慮分期銜接的防水問(wèn)題,先作的要考慮防水層的預(yù)留與保護(hù),后接時(shí),要考慮銜接嚴(yán)密,特別是要充分考慮先后建設(shè)可能產(chǎn)生的變形對(duì)防水構(gòu)造的影響。
    分期,按變形縫自然劃分最合理,但要對(duì)先期施工的縫處預(yù)留條件作好充分的保護(hù)。有的開(kāi)發(fā)商,走一步想一步,主意多變,把精心設(shè)計(jì)的地下室當(dāng)作生日蛋糕任意切塊,即興分期,實(shí)屬蠻干。
    2、構(gòu)造設(shè)計(jì)
    2.1主體防水
    2.1.1混凝土自防水
    混凝土自防水主要措施是混凝土級(jí)配合理、摻減水劑與膨脹劑。與設(shè)計(jì)有直接關(guān)系的是摻膨脹劑。膨脹劑應(yīng)當(dāng)選用高效膨脹劑(膨脹率≥0.35%的膨脹劑),高效膨脹劑目前均屬旋窯生產(chǎn),品質(zhì)穩(wěn)定。而非高效膨脹劑,用于鋼筋混凝土抗裂,效果不佳,且大多是立窯生產(chǎn),質(zhì)量不穩(wěn)。另外,使用非高效膨脹劑,摻量較大,含堿量難以控制,可能導(dǎo)致混凝土其他品質(zhì)的下降,如坍落度損失較大,甚至引起抗壓強(qiáng)度的降低。但工程實(shí)踐中,摻膨脹劑而失敗的更多原因還是選用不合格品,摻量不足以及未按工法嚴(yán)格施工,特別是養(yǎng)護(hù)不到位。
    如有條件,可采用混凝土60d強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度,并采用減小配筋直徑,同時(shí)增加配筋密度的措施減少混凝土的裂縫。
    在混凝土中摻加纖維主要用來(lái)增加混凝土的韌性及表面耐磨、抗裂,多用于薄型混凝土或混凝土預(yù)制構(gòu)件。若在大體積、厚底板(壁)中使用纖維混凝土,應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。
    2.1.2外防水
    建筑工程地下室一向強(qiáng)調(diào)外防水。外防水通常以柔性為主,應(yīng)當(dāng)是全斷面防水,側(cè)璧外防、底板內(nèi)防的做法不可取。
    強(qiáng)調(diào)外防的主要原因,是防水的同時(shí)要考慮混凝土的防護(hù),使其免受有害地下水的侵蝕。地下混凝土工程的耐久性,也就是鋼筋混凝土地下室的壽命,應(yīng)放在百年以上來(lái)考慮。目前許多開(kāi)發(fā)商,要說(shuō)服他們多考慮二、三十年,是很困難的,盡管每一個(gè)工地都忘不了掛上“百年大計(jì)”的牌子。作為設(shè)計(jì)人員,應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識(shí)到,一個(gè)建筑,不僅是業(yè)主的利益所在,更涉及社會(huì)與公眾的利益。因此,應(yīng)當(dāng)按“國(guó)家是第一用戶(hù)”的原則行事。深圳有一幢一類(lèi)高層建筑,在地下水有腐蝕的情況下,甲方、施工、監(jiān)理合伙堅(jiān)持取消外防水,理由只是趕幾天的工期,實(shí)在是鼠目寸光。
    2.1.3氡污染
    關(guān)注公眾健康是國(guó)家最基本的政策。因此,地下工程中,在人員長(zhǎng)期停留的場(chǎng)所,還應(yīng)充分考慮防潮,說(shuō)到防潮,主要是防止地下氡污染。據(jù)有關(guān)資料記載,室內(nèi)氡污染,被聯(lián)合國(guó)列為十項(xiàng)危險(xiǎn)性的災(zāi)情之一。據(jù)國(guó)際抽樣調(diào)查,有20%的住宅地下室存在氡污染。美國(guó)將氡污染列為肺癌第二大誘因,每年致2萬(wàn)人死亡。而我國(guó)的地下室,有資料認(rèn)為,100%需要進(jìn)行氡防護(hù)。
    氡主要通過(guò)地下水滲漏被搬運(yùn)并聚積在地下室內(nèi)表面,形成具有很強(qiáng)的α、β、Υ放射性固體微粒組成的放射性薄層;人在高氡場(chǎng)所將受放射影響,或直接吸入氡氣,嚴(yán)重威脅健康。因此,地下氡防護(hù)最起碼的構(gòu)造措施就是防水防潮。僅設(shè)混凝土自防水或不設(shè)柔性附加防水的地下室,一般來(lái)說(shuō)只能防水而不能防潮。因?yàn)榛炷潦嵌嗫椎牟牧?,屬剛性防水層,一般?lái)說(shuō)是透氣的,不防潮。
    2.1.4附加防水
    自防水混凝土既然是透氣的,也就是說(shuō)它不是絕對(duì)不透水的材料。根據(jù)測(cè)定,抗?jié)B等級(jí)為58的防水混凝土,滲透系數(shù)為5×10-10-8×10-10cm/s。有些地下工程,須防地下水浸蝕時(shí),混凝土滲透系數(shù)要求為10-11cm/s,而要達(dá)到這一數(shù)值,單靠自防水混凝土、抗?jié)B要求高達(dá)S20以上,顯然代價(jià)太大。因此,防水等級(jí)為一、二級(jí)的工程,設(shè)計(jì)附加防水層是必要的。
    根據(jù)“剛?cè)峤Y(jié)合”的原則,附加防水層選用柔性防水層更為合理。選用了柔性防水層,當(dāng)然要置于迎水面。置于背水面時(shí),只用于帶內(nèi)襯的地下室。
    剛性防水涂層,可以用于背水面,也可以用于迎水面。但就目前國(guó)內(nèi)地下室防水綜合技術(shù)水平而言,筆者主張還是用在背水面。理由是:剛性防水涂層,比如無(wú)機(jī)防水涂層,是“復(fù)合”用在防水等級(jí)為一級(jí)的地下室工程。一級(jí)工程的主體附加防水層可以選擇兩道,一為柔性在外,二為剛性在內(nèi),不失為一種較好的組合。剛性防水涂層還常用于防水失敗后的補(bǔ)救措施,當(dāng)然只能用在背水面。
    2.1.5連續(xù)墻
    將連續(xù)墻加厚,與襯墻合二為一,并非好思路。近年來(lái),這種作法屢有介紹,并急急忙忙宣布成功,但真正防住水的工程實(shí)例比“一舉成功”的文章少得多。連續(xù)墻連泥帶水澆筑混凝土,雖然研究了許多好的接頭方法,也有水下不分散混凝土的應(yīng)用,但要真正防住壓力水,談何容易。不必重復(fù)走這樣的彎路,還是另加內(nèi)襯墻的辦法比較合理。連續(xù)墻內(nèi)與襯墻之間設(shè)置濾水層,當(dāng)然要在襯墻施工前,對(duì)連續(xù)墻內(nèi)實(shí)施全面的認(rèn)真的堵漏防滲。這樣的設(shè)計(jì),總厚度并不比合二為一的方案大,因此,從設(shè)計(jì)思路上講,就更無(wú)必要做得不償失的事情了。
    2.1.6地下室頂板
    地下室頂板除了要作連續(xù)的柔性附加防水之外,還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置其他構(gòu)造層次:回填土要設(shè)隔離層與保護(hù)層;種植土要設(shè)濾水層與保護(hù)層,或者隔離層、保護(hù)層、濾水層。如果種植土較厚,不設(shè)濾水層也可。沒(méi)有回填土而直接設(shè)廣場(chǎng),則須考慮設(shè)置絕熱層,北方考慮保溫,南方考慮隔熱