分析地下室防水设计理工论文
《中国建筑防水》杂志刊登了李书山、王天、牛光全、牛亚辉和朱祖熹等同志关于地下室防水设计的文章,发表了不同意见,引起大家关注。笔者认为,该刊敢于发表不同观点的文章,让大家讨论,这是很好的举措。笔者主要从事膨胀剂及补偿收缩混凝土的研究与应用,曾在该刊发表过关于结构自防水的文章,指出地下工程的特殊性(地下室是埋于土中的承重结构,设计使用寿命在50~100年,而外包防水层的使用寿命只有15~20年),提出地下工程的防水新概念:结构自防水是治本,抗裂防渗更重要。当然,并不是排除迎水面的柔性防水层。《地下工程防水技术规范》(gb50108-2001)把结构本体自防水明确规定为“应选”.而不是原规范的“宜选”。这是我国地下防水设计的一大进步,纠正了倚重柔性防水的错误设计观念。考虑到混凝土收缩开裂的施工缺陷,在规范中同时规定,根据不同建筑物的防水等级和使用功能,应在防水结构迎水面作一种或二种柔性防水层,这是十分科学的`。但是否应“一刀切”?在设计和施工界仍存在不同看法。笔者根据本院的研究成果和工程实践,对明挖法施工的地下室防水设计提出一些看法,供大家讨论。
1、关于柔性防水层的设计问题
李书山等从工程实际出发,指出地下室底板迎水面柔性防水层的种种弊端,主要是“柔性防水层与需防水的结构主体实际上是不密贴,防水层与结构底板之间容易产生剥离脱落”,“柔性防水层只要一处有缺陷而漏水时,则整个隙缝将会充满水,柔性防水层失去其意义”。因此,他们建议改为背水面刚韧性防水,即在底板面上用聚合物水泥砂浆或渗透结晶刚性防水材料等作内防水层。而王天网认为“地下室内防水,无论选用卷材还是涂料都和基层难以达到牢固粘结。一旦混凝土渗水,会把内防水层破坏,劳民伤财”。牛光全认为“从原则上否定外防水是不恰当的,外防水将水拒之地下结构物之外,是真正的防水层,实为上策;一旦地下水侵入地下结构,内防水层就难以长期抵抗水压,难免渗漏之虞,应该视内防水为不得已而为之的下策”。
笔者同意王天、牛光全之观点,在迎水面作防水层是阻挡水侵入混凝土结构的附加措施,从理论上讲得通。在背水面作防水层,如何防止地下水侵蚀混凝土,这一内防水层能否抵挡水压产生的渗漏,令人存在疑虑。作为规范不能把外防水改为内防水,这是原则问题。
业内人士普遍反映,近年地下结构长大化,地基复杂,且受施工气候和工期影响,搞好外防水、使其“天衣无缝”确实困难。以笔者指导施工的地下室为例:武汉国际会展中心地下二层,平面尺寸161m×153m,用sbs卷材作外防水层,正值雨季施工,由于工期紧,雨停稍干后就铺卷材,施工时也没有涂刷潮湿界面隔离剂,这层外防水整体质量就难以保证。该工程采用掺膨胀剂的补偿收缩混凝土浇筑。竣工五年无渗漏,业主认为,防水全靠混凝土。
笔者遇到许多地下室为桩板结构,桩头几百个至几千个,底板与桩头的柔性防水层如何联成一体,施工单位十分头痛,质量也难以保证。难怪李书山等提出内防水的工法。笔者不是反对外防水做法,在实际工程中,确实存在设计与施工、防水施工与工期等矛盾的现象,外防水如同虚设,这些问题亟待解决。
2、结构自防水是否可靠
王天认为,钢筋混凝土自防水在南方成功事例多,而在北方成功者鲜见。因为“混凝土密实是阻止渗水的关键,然而高的密实度又很难达到”,“既然自防水难以实现,外加柔性防水层对混凝土结构进行保护就成了必需”。我认为这一观点颇有偏误。从1990年起,我国大力发展泵送(商品混凝土,在混凝土中加入减水剂后,水胶比从以往0.5以上降至0.35~0.50,而混凝土的坍落度从60~80mm提高到160~180mm,混凝土具有良好的流动度,只要稍为震捣,混凝土变得很密实,极少出现蜂窝现象。大量工程实践表明,这种泵送混凝土不但强度高,而且抗渗标号大于s15,渗透系数远小于(5~8)×10-10cm/s。根据我国现有混凝土技术,使混凝土高度密实已不成问题。由于混凝土存在收缩开裂的弱点,可能成为渗水通道,我国在设计上采用每30~40m设一道后浇带,等混凝土收缩40~50d后再用膨胀混凝土回填,这是解决结构收缩裂缝的有效措施。近10多年来,许多地下工程采用补偿收缩混凝土和纤维混凝土作地下室的结构自防水材料,进一步提高了地下结构的抗裂防渗功能。据2003年统计,全国膨胀剂用量约80万t,以平均40kg/m3计,折合防水混凝土达2000万m3。目前我国混凝土外加剂和高性能混凝土技术已普及,混凝土质量已大大提高,这是地下结构自防水的保证。另外,王天提出的钢筋混凝土自防水施工中存在的一些不利因素,其实在柔性防水层施工中也存在,这只能靠工程质量“终身制”去解决。
3、外防水层设计是否应“一刀切”
gb50108—2001《地下工程防水技术规范》实施后,北方许多设计院不管地下室大小,一律要设外防水层,因为要执行规范。而在南方许多地下室设计中,尤其底板为桩板结构,或反梁底板,或1~2m厚的大底板,多采用混凝土结构自防水而取消外防水。这就存在是否“一刀切”问题,它的依据是什么?
笔者认为gb50108—2001《地下工程防水技术规范》要遵守,它是成功经验的总结,但是,也要根据地下室的结构和水文地质条件进行切实可行的防水设计。对于地下有侵蚀水的地下室,一般要设外防水层。
摘要:针对明挖法施工的地下室防水设计,指出地下室能否长久防水,关键在于结构自防水,附加外防水是重要的保护措施,但不宜“一刀切”;应根据地下室结构特点、水文地质和施工条件等,来选择业已成熟的防水设计方案,如采用补偿收缩混凝土做底板的结构自防水,可取消外防水,尤其对于桩板或厚板结构的底板。
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