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2 構(gòu)造設(shè)計
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配合理、摻減水劑與膨脹劑。與設(shè)計有直接關(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)計強(qiáng)度，并采用減小配筋直徑，同時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)放在百年以上來考慮。目前許多開發(fā)商，要說服他們多考慮二、三十年，是很困難的，盡管每一個工地都忘不了掛上“百年大計”的牌子。作為設(shè)計人員，應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識到，一個建筑，不僅是業(yè)主的利益所在，更涉及社會與公眾的利益。因此，應(yīng)當(dāng)按“國家是第一用戶”的原則行事。深圳有一幢一類高層建筑，在地下水有腐蝕的情況下，甲方、施工、監(jiān)理合伙堅持取消外防水，理由只是趕幾天的工期，實在是鼠目寸光。
2.1.3 氡污染
關(guān)注公眾健康是國家最基本的政策。因此，地下工程中，在人員長期停留的場所，還應(yīng)充分考慮防潮，說到防潮，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)合國列為十項最具危險性的災(zāi)情之一。據(jù)國際抽樣調(diào)查，有        20%的住宅地下室存在氡污染。美國將氡污染列為肺癌第二大誘因，每年致 2 萬人死亡。而我國的地下室，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，一般來說只能防水而不能防潮。因為混凝土是多孔的材料，屬剛性防水層，一般來說是透氣的，不防潮。
2.1.4 附加防水
自防水混凝土既然是透氣的，也就是說它不是絕對不透水的材料。根據(jù)測定，抗?jié)B等級為 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，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，顯然代價太大。因此，防水等級為一、二級的工程，設(shè)計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，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，比如無機(jī)防水涂層，最好是“復(fù)合”用在防水等級為一級的地下室工程。一級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，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，對連續(xù)墻內(nèi)實施全面的認(rèn)真的堵漏防滲。這樣的設(shè)計，總厚度并不比合二為一的方案大，因此，從設(shè)計思路上講，就更無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。沒有回填土而直接設(shè)廣場，則須考慮設(shè)置絕熱層，北方考慮保溫，南方考慮隔熱。絕熱層還要結(jié)合使用要求考慮車行荷載的影響。
地下室頂板若為室內(nèi)地坪時，地下室側(cè)壁的防水應(yīng)與外墻防水用密封材料銜接，位置可在室外散水以下。在少雨區(qū)，如外墻不設(shè)防水，地下室側(cè)壁的防水應(yīng)做至室外地坪以上 500mm處。如外墻為粘貼飾面，則這 500mm 高的防水應(yīng)改為聚合物水泥砂漿，其與地下室側(cè)壁的附加柔性防水層相接仍然用密封材料，位置在室外散水之下。
2.l.7 地下飲用水池
地下飲用水池，在作內(nèi)防水的同時，仍然要作附加外防水，這個外防水不能省(指與地層接觸面)。
順便提提地下水池導(dǎo)流墻。導(dǎo)流墻對水池內(nèi)防水的設(shè)計施工將帶來不便。導(dǎo)流墻本意是使水體流動，減少微生物繁殖。實際上，導(dǎo)流墻的設(shè)置大大增加了水池內(nèi)表面積，并形成大量陰陽角，不僅對微生物的附生提供了更多的機(jī)會，而且不利于內(nèi)防水涂層的施工質(zhì)量，很有些得不償失。實際上，合理安排進(jìn)出水口，也能減少死水角，況且，目前已有防菌無毒瓷質(zhì)涂層，能夠有效地抑制菌類的生長繁殖，因此導(dǎo)流墻的作法，不如去之為快。
2.2 節(jié)點防水
2.2.1 變形縫
所有地下防水設(shè)計的節(jié)點中，變形縫是最復(fù)雜的，失敗率也是最高的。為此，建議在地下室排水系統(tǒng)設(shè)計時，盡可能考慮在變形縫附近設(shè)置集水坑或排水明溝，以防止萬一滲水后，采取導(dǎo)流措施，不影響正常使用，也有利于堵漏注漿等補(bǔ)救工作的開展。地下室一般不考慮設(shè)置溫度變形縫，抗震縫一般也不設(shè)在地下室。實際上，地下室設(shè)置的變形縫主要是沉降縫。因建筑各部分剛度變化較大而設(shè)置的抗震縫并不多。從防水的角度看，變形縫的寬度宜小不宜大，超過 40mm 寬，就應(yīng)慎用。因此，建筑專業(yè)在方案或初步設(shè)計階段就應(yīng)注意到這些問題，避免在多層地下室的多層部分設(shè)置變形縫；或與結(jié)構(gòu)專業(yè)密切配合，采取必要的措施，如控制設(shè)計沉降量，避免在平、剖面復(fù)雜之處設(shè)置沉降縫。
在面積很大且進(jìn)深也較大的地下室設(shè)置變形縫，應(yīng)將平、剖面在縫處設(shè)計成“葫蘆腰”狀，以便只在細(xì)腰處設(shè)縫，也就是說，在縫兩側(cè)設(shè)置雙墻，只在必要的通道處設(shè)置變形縫。
雙墻之間的凈距應(yīng)便于拆模及防水施工。將雙墻設(shè)計成并靠在一起，后施工的一側(cè)按外防內(nèi)貼的作法，似還值得商榷。變形縫兩側(cè)應(yīng)考慮避開明、暗梁柱，以便止水帶的安裝固定不受箍筋的影響。最簡單的辦法就是兩側(cè)各挑出        350mm，令此范圍內(nèi)只有構(gòu)造配筋，可以方便地采用鋼筋套夾固定止水帶。
鑒于止水帶兩側(cè)混凝土的施工質(zhì)量失敗率相當(dāng)高，建議采用柔性“三通串筒”給料：配以兩側(cè)同步振搗，使止水帶兩側(cè)總是同時澆筑混凝土，避免了柔性止水帶由于施工原因的變形偏轉(zhuǎn)。
在厚底板處連續(xù)設(shè)置數(shù)個止水帶的方法不可取，因止水帶下混凝土本來就不易澆筑密實，數(shù)帶疊設(shè)，令帶下更易滯積氣泡。水平止水帶采用盆型安裝，情況可能會得到改善，但整個帶的安裝不平服，可能出現(xiàn)折皺，特別是采用不銹鋼翼極的塑料止水帶，現(xiàn)場交圈有一定難度。
說到交圈，PVC 止水帶采用熱熔焊，明顯好于橡膠止水帶的鋼板熱壓粘貼。為解決現(xiàn)場交圈的困難，最好由工廠按尺寸定制，加工成環(huán)，這對于不銹鋼翼板的塑料止水帶尤為重要。
2.2.2 施工縫
施工縫中，傳統(tǒng)的臺階縫、企口縫、凹縫、凸縫以及鋼板止水帶，原理上都是延長滲水路線，等于加大了混凝土的厚度。這一原理本身并不完善。通過延長滲水去解決長期壓力水作用下的滲水，只是沒有更好的辦法時的辦法。現(xiàn)代混凝土的施工技術(shù)及外加劑的使用，使縫的存在不一定是必然的，曾有工程竣工后，在縫處抽蕊取樣，實驗表明縫處兩側(cè)混凝土的結(jié)合程度與混凝土內(nèi)部并無明顯差別。因此，縫處混凝土的防水，關(guān)鍵是保證混凝土自身的施工質(zhì)量。而上述各種作法，都在延長了滲水路線的同時，降低了混凝土的施工質(zhì)量，主要是振搗不密實以及產(chǎn)生短路裂縫。鋼板止水帶，只要兩側(cè)認(rèn)真清理，情況會好一些。
本文建議的構(gòu)造作法，主要是外貼式止水帶、緩膨型膨脹膠條或緩膨型遇水膨脹膩子條，還有滲透結(jié)晶型防水涂層。膠條用在預(yù)留嵌槽且槽內(nèi)表面堅實光滑的情況下，膩子條則用在表面不太規(guī)則的混凝土表面，滲透結(jié)晶型防水涂層施工最方便，但建議不要單獨(dú)使用。遇水膨脹膠條或膩子，原理上較科學(xué)，實際操作上也有失敗。應(yīng)當(dāng)改進(jìn)選材和施工。有些新出版的書刊和圖集，將臺階縫擴(kuò)大成三級，或者將臺階與止水板復(fù)合使用，是比較脫離實際的，設(shè)計人員在選用時應(yīng)當(dāng)注意。值得一提的是止水板，筆者認(rèn)為鋼板好過柔性帶，后者應(yīng)用在有變形之處，而施工縫處一般認(rèn)為沒有變形，與混凝土的結(jié)合，后者也不如前者。鋼板止水帶與緩膨型遇水膨脹條或膩膠條復(fù)合使用，可能是較好的一種選擇，因為膠條(或膩子)緊貼鋼板與混凝土，澆筑混凝土?xí)r不易移位。其實困難的是垂直施工縫。垂直縫建議選用帶鋼絲骨架的緩膨型遇水膨脹膠條或膩子條，用混凝土釘固定，同時在修理過的堅實而干凈的基層上，經(jīng)噴水濕潤后加作滲透結(jié)晶型防水涂層并緊接著澆筑混凝土。當(dāng)然膠條或膩子條總是在最后再裝上去才好。
2.2.3 后澆帶
后澆帶也可以采取上述構(gòu)造措施。后澆帶的其他作法包括采用一次性帶鱗狀孔的鋼模。鋼模支撐前，應(yīng)在周邊先支撐木方，鋼模固定在木方上。鋼模澆入混凝土之后，并不延至混凝土表面，不形成滲水通道。這種構(gòu)造顯然比采用數(shù)層鋼絲網(wǎng)要合理得多。數(shù)層疊加的鋼絲網(wǎng)，在二次澆筑前的清理工作中，不清不好，清又清不凈，影響此處施工縫的澆筑質(zhì)量。后澆帶由于連續(xù)鋼筋的粗而密，常給清理工作和固定遇水膨脹膩子條帶來困難。如能將止水條與一次性鋼模結(jié)合起來，在鋼模兩側(cè)預(yù)先固定止水條，則防水效果可能更好。一次性鋼模的缺點是：先后澆筑的混凝土，其粗骨料的嵌固被阻隔。因此，將后澆帶改為加強(qiáng)帶的作法就值得積極研究。只要作好施工組織設(shè)計，令混凝土的配料、攪拌、運(yùn)輸與現(xiàn)場澆筑緊密配合，并采取二次振搗及超時界面處理，就不失為一種好的選擇，它可以將后澆帶固有的諸多不便一掃而光。
關(guān)于后澆帶超前止水，方法很多，需要注意的是，地下室部分的施工組織設(shè)計的審查，應(yīng)有設(shè)計單位參加，以便從基坑開挖及墊層澆筑之前，就確定了個完整的超前止水的實施方案。否則，施工中途可能發(fā)現(xiàn)：超前止水并不僅僅是施工的問題，到這時，才提出設(shè)計修改要求，就會影響整個止水方案的完整性與合理性。超前止水還應(yīng)貫穿在整個工程的全過程之中，直到回填土完成。主要應(yīng)注意的是采取適當(dāng)措施，防止地表水、養(yǎng)護(hù)水及垃圾雜物的落入，必要時，應(yīng)結(jié)合地下室平面排水系統(tǒng)的設(shè)計在底板后澆帶附近設(shè)置集水坑，便于后澆帶澆筑前的最后清理。
不采用超前止水時，也應(yīng)設(shè)置集水坑，可按上述方法設(shè)在地下室室內(nèi)，也可臨時設(shè)在地下室室外。
2.2.4 止水環(huán)
地下室穿墻管線，包括支撐用螺栓所使用的止水環(huán)，均建議與遇水膨脹膩子條復(fù)合使用，理由如前所述，僅僅是延長滲水路線，不是很好的辦法。穿墻管、線、螺栓都應(yīng)采取防止轉(zhuǎn)動的措施。最簡單合理的辦法是將止水環(huán)外形改為非圓形，比如小環(huán)為方形，大環(huán)為六邊形，其他方法則可能影響止水條的固定。大直徑的預(yù)埋套管，管底宜適當(dāng)開口，防止混凝土在此處虛空。套管與管道，須在穿至混凝土表面處設(shè)置凹槽，用密封材料密封。穿越地下室側(cè)壁的群管，就集中設(shè)置，作在預(yù)埋鋼板箱盒內(nèi)，管道安裝完畢，再于箱盒內(nèi)澆筑混凝土。盒周邊迎水面一側(cè)，應(yīng)加作柔性防水涂層。直接在混凝土上預(yù)留洞口的方法不是好辦法。在預(yù)留箱盒或預(yù)留洞內(nèi)澆筑混凝土?xí)r應(yīng)配合注漿。
2.2.5 樁頂防水
樁頂不須設(shè)防水的觀點是站不住腳的。但應(yīng)在柱頂截斷鋼筋，將附加防水層連續(xù)作好。對于高層建筑，結(jié)構(gòu)要求與承臺固結(jié)的樁頂，可采用聚合物水泥砂漿防水。聚合物水泥砂漿須經(jīng)試驗，精確配比，以保證抗?jié)B強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求的同時，滿足抗壓強(qiáng)度的要求。國家標(biāo)準(zhǔn)圖選用的是滲透結(jié)晶型防水涂層；國外多是噴涂環(huán)氧砂漿。樁頂?shù)?a href='http://oipnet.com' target='_blank' title='防水層'>防水層是剛性的，與底板的柔性附加防水層應(yīng)在墊層交接處用密封材料銜接。樁頂作水泥砂漿找平，是完全錯誤的。與鋼柱交接的樁頂，還應(yīng)在型鋼周邊嵌以遇水膨脹止水條。