改變傳統設計理念根治地下工程滲漏通病

董士文

（青島市建筑工程質量監督站，山東 青島 266071）

改變傳統設計理念根治地下工程滲漏通病

董士文

（青島市建筑工程質量監督站，山東 青島 266071）

筆者通過近年來對地下防水工程設計和應用實踐，提出了“以剛性為主，柔性為輔”的新地下防水結構體系設計理念，對解決地下防水工程的滲漏問題起到了關鍵作用。

防水結構體系設計；剛性防水體系；柔性防水體系

0 前言

據調查，目前我國新建的民用和公共建筑地下部分的滲漏問題，在工程建設期間和交付使用前后都普遍存在，在有些地區甚至高達 90% 以上。這些因設計方案、材料使用或施工措施不當所引起的各種滲漏，近年來有越演越烈的趨勢，有些工程因滲漏所引發的問題還相當嚴重。對已發生滲漏的在建工程的處理工作，質量責任界定往往比較復雜且困難重重，相關建設各方也存在較大爭議，有的甚至引發經濟官司而對簿公堂。同時對這些滲漏的處理和修復工作也有一定的技術難度，治理修復耗時費力，所需費用也比較昂貴，對工程的建設方往往會造成較大的經濟損失。這些問題的發生，近年來一直困擾著業界的工程技術和管理人員，并引起各地行業主管部門的注意和重視。

根據多年的調查研究、工程實踐和治理經驗認為，從工程技術角度來看，目前拿出解決問題的正確方法并不難，而且已經有了一些好的解決方案和實踐經驗。但要徹底根治上述問題發生，則應從源頭抓起，即從設計方案著手來解決則比較科學合理。經多年工程實踐證明，這些新的設計方案既經濟又實用，而且設計、材料和施工現場操作都并不復雜。但要落實這些新方案，要首先改變傳統的防水設計理念，甚至要改變相關設計和施工規范中一些不合理的規定，并把目前存在理論誤區的設計方案糾正過來。這就需要我們的建設主管和相關職能部門關注此類問題，并通過相關規范的修訂，宣傳更新設計理念，支持該項新技術推廣應用工作，使之見諸成效。

總之，對于防止地下混凝土工程的滲漏，選擇科學、合理和可行的設計方案是十分重要的，同時，使用合格的建筑材料和選用正確的施工方法也是必不可少的，這對于滿足工程長期的使用功能要求，以及今后因滲漏發生的維護費用和使用壽命都是非常關鍵的。

1 防水設計的新理念

近幾年來，隨著新材料的推廣應用和技術進步，促使我們以全新的角度對原有建筑工程地下混凝土防水體系的設計理念，以及技術特性和優、缺點進行了總體分析和研究，指出了傳統防水體系設計方面存在的一些誤區和缺陷，并打破傳統的“一剛一柔”的保守防水理念，提出了以“剛性為主，柔性為輔”的防水結構體系設計的新理念[1]。

新設計理念根據目前防水新材料、新技術方面的應用效果和實踐經驗，提出了注重結構剛性自防水的防水結構體系設計新觀點、新方案，并指出地下混凝土自身防水是解決問題的關鍵，并根據防水等級和設計要求，輔以與混凝土基層具有粘結牢固、且不會引起防水層層間竄水的、剛性或剛柔型的防水涂層相結合的防水結構體系設計方案，放棄使用各類改性瀝青基和橡膠類防水卷材做外防水層的傳統設計方案。

2 防水機理和解決方案

2.1 混凝土剛性防水體系的防水機理

主要是通過封閉混凝土中水泥砂漿內部的毛細孔和孔洞缺陷等連通的孔隙結構，來達到防水的目的。根據所用材料不同，封閉微孔的方式也不同。

其一，利用混凝土外加劑（如防水劑及水泥基滲透結晶性防水材料中的活性化學物質）在水的作用下，與未水化水泥顆粒所形成的不溶于水的凝膠體，來填充混凝土內部的孔隙結構或微裂縫。

其二，利用外加劑（如膨脹劑）或膨脹水泥中的無機膨脹結晶組分，填充水泥石水化硬化初期的孔隙結構，提高了混凝土內部的密實度，堵塞透水通道。

其三，利用水性高分子聚合物滲透和填充到水泥石的孔隙結構中（如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂漿、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料），直接封閉透水通道。

2.2 剛性防水材料的特點和種類

剛性防水材料主要是指將防水材料摻入混凝土和水泥砂漿中，或將其配成漿料涂刷（抹）或滲透于混凝土或水泥砂漿表面，與其共同組成剛性自防水結構體系的材料。它們主要包括：

（1）混凝土、砂漿的外加劑（如：各種混凝土、砂漿防水劑、膨脹劑、引氣劑和減水劑等）。注：完全剛性。

（2）水性高分子聚合物樹脂（如：改性乙烯—醋酸乙烯乳液 EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和環氧樹脂、可分散乳膠粉、有機硅橡膠等）。注：剛柔可調。

（3）水泥基防水材料（如防水寶、確保時和水不漏等）。注：完全剛性。

（4）水泥基滲透結晶型防水材料，簡稱 CCCW。注：完全剛性，并有自修復混凝土微裂縫的功能。

2.3 混凝土剛性防水體系的優缺點

（1）優點：在混凝土或水泥砂漿內部形成了自身整體的防水能力，從微觀結構上看，處處都形成可靠的防水屏障。

（2）缺點：不能適應應力變形所引起的混凝土或水泥砂漿裂縫的發生。

但該體系發生裂縫引起滲漏時，要進行修復是非常簡單的，且費用也較低。對該體系通常采取綜合堵漏的處理方法，作為出現滲漏的補充防范手段。

2.4 解決方案及說明

當前最簡單和最省錢的解決方案，就是在設計時不使用（或淘汰）瀝青基或橡膠類防水卷材做地下混凝土的外防水層，而只使用普通硅酸鹽水泥和混凝土復合防水劑，來配制高質量的自防水混凝土作為防水設防，必要時輔以聚合物水泥（乳液）防水涂料或水泥基滲透結晶型防水材料做補充，以提高系統的防水等級。

說明一：為什么要淘汰防水卷材

眾所周知，傳統的地下混凝土工程的防水設計，一般要將防水卷材做在混凝土底板的墊層上面，形成一層膜防水層，再將混凝土結構底板澆筑在防水層之上，這種設計方案已經延續了幾十年，很少有人提出異議。但實踐證明，在工程的實際使用中，這層防水卷材是不可能承受結構混凝土底板與混凝土墊層之間的壓應力的，此時防水卷材被建筑物上部重量傳遞下來的力完全擠壓破壞了，早已失去整體防水層的作用了。

因此，地下混凝土工程的防水設計只能采用剛性防水為主的防水結構體系的設計方案，所以做好混凝土自身的防水才是關鍵所在。

說明二：為什么要用混凝土防水劑。

因為防水劑在混凝土中與未水化的水泥顆粒反應產生的是微膨脹不溶于水的凝膠體，其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨脹劑所產生的是相對不穩定的礦物結晶體，僅有短期效果，而且應用條件也是有限的，用其做混凝土防水是錯誤的，效果較差風險很大，尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此，在設計自防水混凝土時應優先考慮使用混凝土防水劑而非膨脹劑。

說明三：防水設計規范的限制

規范規定對地下工程的防水設計，除了必須有自防水混凝土這道防水措施之外，還要有附加外防水層的設計要求，而且強調要做到剛柔相濟，這就是傳統設計的“一剛一柔”的防水設計理念。在現實中，由于往往不太重視對自防水混凝土的設計和施工要求，而所做的柔性防水層又出了上述差錯，這就是我們現在地下工程滲漏問題嚴重的根源所在。

綜上所述，地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是關鍵，而自防水混凝土的關鍵是選用何種混凝土外加劑。

3 推薦選用的首選設計方案

目前，解決自防水混凝土的設計方案有如下幾種：

（1）采用復合防水劑配制自防水混凝土的方案。通常是將混凝土防水劑與一些高效減水劑或泵送劑復合使用，替代膨脹劑和其他減水劑的方案。目前工程應用效果比較好的是混凝土防水復合液（如北京大胡子商標的產品），在全國和山東省已有眾多工程應用，效果良好。

（2）是用水泥基滲透結晶型防水材料。如中核公司的2000 或加拿大進口的 XYPEX（賽柏斯）等，摻入混凝土或在其表面涂刷使用，使其活性成分激發混凝土中的水泥顆粒，形成新的凝膠物質封閉混凝土內部的微孔結構，達到防水目的。但此方案有時因材料價格較貴，防水費用相對較高。

（3）選用與混凝土粘結力好、不會引起結合（粘接）層間竄水的剛柔性或剛性（如聚合物水泥（乳液）防水涂料和聚合物水泥防水砂漿等）防水材料，涂（抹）敷在混凝土表面，起到防水層的作用。這些材料可以與基層混凝土結合牢固，甚至可以滲透到混凝土的表層內部，但對混凝土基層的整體性能要求較高，一般可以作為附加的輔助防水措施使用。

上述做法的共同優勢都是防水材料與混凝土基層結合形成一個整體的防水機制，即使防水系統個別部位(如結構因溫度或受力變形引起的開裂等) 破壞致使滲漏發生，也不會引起像柔性卷材防水系統那樣發生大面積滲漏，而且堵漏和維修操作簡便，費用也較低。

因此，我們建議應從設計著手，直接采用第一種方案，即用復合防水劑及其設計方案，在混凝土施工時就配制優質的自防水混凝土，做好混凝土自身的剛性防水體系。如設計有需求時，再輔以第二或第三種方案中涂層的一種，以提高地下混凝土的防水等級和可靠性。

這樣做的優勢是只稍微增加或基本不增加現澆自防水混凝土的成本，并節省了原設計防水卷材的費用，或者將其換成了更可靠的防水涂層材料，而且施工技術和條件比防水卷材要求低、速度快、質量好、綜合造價低、后期維護費用少，建設方比較容易接受。

4 要注意或應避免發生的問題

（1）地下混凝土工程發生滲漏的現象多種多樣，情況也比較復雜。在制定處理方案時，應仔細分析，判明原因，再對癥處理。尤其是對底板和側墻的裂縫處理應十分謹慎，不要輕易使用水性聚氨酯等有機聚合物的壓力灌漿材料堵漏。應查看裂縫的位置與受力關系，盡可能選用水泥基滲透結晶型防水材料進行堵漏和防水處理，使修復后的混凝土能通過自愈形成同類材料的結構整體，不要留下結構方面的隱患。

（2）對于地下混凝土防水設計方案中，在自防水混凝土表面設計選用聚合物水泥（乳液）防水涂料做防水附加層時，此時該附加層一般可以設計做在混凝土的背水面上[3]，這樣施工簡便，不影響工期，費用也較低。若地下水對混凝土有腐蝕性時，再做在迎水面上，以保護混凝土不受侵蝕。

5 結束語

地下工程自防水混凝土采用復合防水劑配制的設計方案，在工程實踐中已是應用多年的成熟技術。但是要推廣應用該技術的關鍵問題是，目前我們的設計、建設、施工和監理單位的工程技術人員能否及時更新觀念，淘汰落后的傳統防水材料和防水設計方案，科學、大膽、積極地采用國家相關標準和規范所推薦的，具有綜合技術經濟效益、綠色環保和節約資源的防水結構體系設計新方案、新材料、新技術。希望建設主管部門及相關職能部門在防水技術規范編制修訂時，能給予此類方案以有力支持，并通過總結已完成工程的經驗，組織對該技術新的示范工程項目。早日破除舊設計思想的束縛，普及相關先進的設計新理念，積極推廣應用自防水混凝土的先進技術，為國家節約原材料，提高工程質量、節約工期和工程造價早見成效和作出貢獻。

[1] 董士文．新型防水材料的應用和傳統防水設計理念的更新[J]．建筑技術，2011(7): 611-613．

[2] 董士文．自防水混凝土外加劑使用限制條件的探討 [J]．混凝土，2005(4): 12-16．

[3] 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，2014(10): 20-22．

［通訊地址］青島市香港西路 39 號世紀大廈 29 層（366071）

董士文（1952—），男，高級工程師，青島市建筑工程質量監督站，從事建筑墻體材料、防水材料和保溫材料、建筑結構工程及施工技術等方面的研究。