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分析地下室防水設計理工論文
《中國建筑防水》雜志刊登了李書山、王天、牛光全、牛亞輝和朱祖熹等同志關于地下室防水設計的文章,發表了不同意見,引起大家關注。筆者認為,該刊敢于發表不同觀點的文章,讓大家討論,這是很好的舉措。筆者主要從事膨脹劑及補償收縮混凝土的研究與應用,曾在該刊發表過關于結構自防水的文章,指出地下工程的特殊性(地下室是埋于土中的承重結構,設計使用壽命在50~100年,而外包防水層的使用壽命只有15~20年),提出地下工程的防水新概念:結構自防水是治本,抗裂防滲更重要。當然,并不是排除迎水面的柔性防水層。《地下工程防水技術規范》(gb50108-2001)把結構本體自防水明確規定為“應選”.而不是原規范的“宜選”。這是我國地下防水設計的一大進步,糾正了倚重柔性防水的錯誤設計觀念。考慮到混凝土收縮開裂的施工缺陷,在規范中同時規定,根據不同建筑物的防水等級和使用功能,應在防水結構迎水面作一種或二種柔性防水層,這是十分科學的。但是否應“一刀切”?在設計和施工界仍存在不同看法。筆者根據本院的研究成果和工程實踐,對明挖法施工的地下室防水設計提出一些看法,供大家討論。
1、關于柔性防水層的設計問題
李書山等從工程實際出發,指出地下室底板迎水面柔性防水層的種種弊端,主要是“柔性防水層與需防水的結構主體實際上是不密貼,防水層與結構底板之間容易產生剝離脫落”,“柔性防水層只要一處有缺陷而漏水時,則整個隙縫將會充滿水,柔性防水層失去其意義”。因此,他們建議改為背水面剛韌性防水,即在底板面上用聚合物水泥砂漿或滲透結晶剛性防水材料等作內防水層。而王天網認為“地下室內防水,無論選用卷材還是涂料都和基層難以達到牢固粘結。一旦混凝土滲水,會把內防水層破壞,勞民傷財”。牛光全認為“從原則上否定外防水是不恰當的,外防水將水拒之地下結構物之外,是真正的防水層,實為上策;一旦地下水侵入地下結構,內防水層就難以長期抵抗水壓,難免滲漏之虞,應該視內防水為不得已而為之的下策”。
筆者同意王天、牛光全之觀點,在迎水面作防水層是阻擋水侵入混凝土結構的附加措施,從理論上講得通。在背水面作防水層,如何防止地下水侵蝕混凝土,這一內防水層能否抵擋水壓產生的滲漏,令人存在疑慮。作為規范不能把外防水改為內防水,這是原則問題。
業內人士普遍反映,近年地下結構長大化,地基復雜,且受施工氣候和工期影響,搞好外防水、使其“天衣無縫”確實困難。以筆者指導施工的地下室為例:武漢國際會展中心地下二層,平面尺寸161m×153m,用sbs卷材作外防水層,正值雨季施工,由于工期緊,雨停稍干后就鋪卷材,施工時也沒有涂刷潮濕界面隔離劑,這層外防水整體質量就難以保證。該工程采用摻膨脹劑的補償收縮混凝土澆筑。竣工五年無滲漏,業主認為,防水全靠混凝土。
筆者遇到許多地下室為樁板結構,樁頭幾百個至幾千個,底板與樁頭的柔性防水層如何聯成一體,施工單位十分頭痛,質量也難以保證。難怪李書山等提出內防水的工法。筆者不是反對外防水做法,在實際工程中,確實存在設計與施工、防水施工與工期等矛盾的現象,外防水如同虛設,這些問題亟待解決。
2、結構自防水是否可靠
王天認為,鋼筋混凝土自防水在南方成功事例多,而在北方成功者鮮見。因為“混凝土密實是阻止滲水的關鍵,然而高的密實度又很難達到”,“既然自防水難以實現,外加柔性防水層對混凝土結構進行保護就成了必需”。我認為這一觀點頗有偏誤。從1990年起,我國大力發展泵送(商品混凝土,在混凝土中加入減水劑后,水膠比從以往0.5以上降至0.35~0.50,而混凝土的坍落度從60~80mm提高到160~180mm,混凝土具有良好的流動度,只要稍為震搗,混凝土變得很密實,極少出現蜂窩現象。大量工程實踐表明,這種泵送混凝土不但強度高,而且抗滲標號大于s15,滲透系數遠小于(5~8)×10-10cm/s。根據我國現有混凝土技術,使混凝土高度密實已不成問題。由于混凝土存在收縮開裂的弱點,可能成為滲水通道,我國在設計上采用每30~40m設一道后澆帶,等混凝土收縮40~50d后再用膨脹混凝土回填,這是解決結構收縮裂縫的有效措施。近10多年來,許多地下工程采用補償收縮混凝土和纖維混凝土作地下室的結構自防水材料,進一步提高了地下結構的抗裂防滲功能。據2003年統計,全國膨脹劑用量約80萬t,以平均40kg/m3計,折合防水混凝土達2000萬m3。目前我國混凝土外加劑和高性能混凝土技術已普及,混凝土質量已大大提高,這是地下結構自防水的保證。另外,王天提出的鋼筋混凝土自防水施工中存在的一些不利因素,其實在柔性防水層施工中也存在,這只能靠工程質量“終身制”去解決。
3、外防水層設計是否應“一刀切”
gb50108—2001《地下工程防水技術規范》實施后,北方許多設計院不管地下室大小,一律要設外防水層,因為要執行規范。而在南方許多地下室設計中,尤其底板為樁板結構,或反梁底板,或1~2m厚的大底板,多采用混凝土結構自防水而取消外防水。這就存在是否“一刀切”問題,它的依據是什么?
筆者認為gb50108—2001《地下工程防水技術規范》要遵守,它是成功經驗的總結,但是,也要根據地下室的結構和水文地質條件進行切實可行的防水設計。對于地下有侵蝕水的地下室,一般要設外防水層。
摘要:針對明挖法施工的地下室防水設計,指出地下室能否長久防水,關鍵在于結構自防水,附加外防水是重要的保護措施,但不宜“一刀切”;應根據地下室結構特點、水文地質和施工條件等,來選擇業已成熟的防水設計方案,如采用補償收縮混凝土做底板的結構自防水,可取消外防水,尤其對于樁板或厚板結構的底板。
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