改变传统设计理念根治地下工程渗漏通病

董士文

（青岛市建筑工程质量监督站，山东 青岛 266071）

改变传统设计理念根治地下工程渗漏通病

董士文

（青岛市建筑工程质量监督站，山东 青岛 266071）

笔者通过近年来对地下防水工程设计和应用实践，提出了“以刚性为主，柔性为辅”的新地下防水结构体系设计理念，对解决地下防水工程的渗漏问题起到了关键作用。

防水结构体系设计；刚性防水体系；柔性防水体系

0 前言

据调查，目前我国新建的民用和公共建筑地下部分的渗漏问题，在工程建设期间和交付使用前后都普遍存在，在有些地区甚至高达 90% 以上。这些因设计方案、材料使用或施工措施不当所引起的各种渗漏，近年来有越演越烈的趋势，有些工程因渗漏所引发的问题还相当严重。对已发生渗漏的在建工程的处理工作，质量责任界定往往比较复杂且困难重重，相关建设各方也存在较大争议，有的甚至引发经济官司而对簿公堂。同时对这些渗漏的处理和修复工作也有一定的技术难度，治理修复耗时费力，所需费用也比较昂贵，对工程的建设方往往会造成较大的经济损失。这些问题的发生，近年来一直困扰着业界的工程技术和管理人员，并引起各地行业主管部门的注意和重视。

根据多年的调查研究、工程实践和治理经验认为，从工程技术角度来看，目前拿出解决问题的正确方法并不难，而且已经有了一些好的解决方案和实践经验。但要彻底根治上述问题发生，则应从源头抓起，即从设计方案着手来解决则比较科学合理。经多年工程实践证明，这些新的设计方案既经济又实用，而且设计、材料和施工现场操作都并不复杂。但要落实这些新方案，要首先改变传统的防水设计理念，甚至要改变相关设计和施工规范中一些不合理的规定，并把目前存在理论误区的设计方案纠正过来。这就需要我们的建设主管和相关职能部门关注此类问题，并通过相关规范的修订，宣传更新设计理念，支持该项新技术推广应用工作，使之见诸成效。

总之，对于防止地下混凝土工程的渗漏，选择科学、合理和可行的设计方案是十分重要的，同时，使用合格的建筑材料和选用正确的施工方法也是必不可少的，这对于满足工程长期的使用功能要求，以及今后因渗漏发生的维护费用和使用寿命都是非常关键的。

1 防水设计的新理念

近几年来，随着新材料的推广应用和技术进步，促使我们以全新的角度对原有建筑工程地下混凝土防水体系的设计理念，以及技术特性和优、缺点进行了总体分析和研究，指出了传统防水体系设计方面存在的一些误区和缺陷，并打破传统的“一刚一柔”的保守防水理念，提出了以“刚性为主，柔性为辅”的防水结构体系设计的新理念[1]。

新设计理念根据目前防水新材料、新技术方面的应用效果和实践经验，提出了注重结构刚性自防水的防水结构体系设计新观点、新方案，并指出地下混凝土自身防水是解决问题的关键，并根据防水等级和设计要求，辅以与混凝土基层具有粘结牢固、且不会引起防水层层间窜水的、刚性或刚柔型的防水涂层相结合的防水结构体系设计方案，放弃使用各类改性沥青基和橡胶类防水卷材做外防水层的传统设计方案。

2 防水机理和解决方案

2.1 混凝土刚性防水体系的防水机理

主要是通过封闭混凝土中水泥砂浆内部的毛细孔和孔洞缺陷等连通的孔隙结构，来达到防水的目的。根据所用材料不同，封闭微孔的方式也不同。

其一，利用混凝土外加剂（如防水剂及水泥基渗透结晶性防水材料中的活性化学物质）在水的作用下，与未水化水泥颗粒所形成的不溶于水的凝胶体，来填充混凝土内部的孔隙结构或微裂缝。

其二，利用外加剂（如膨胀剂）或膨胀水泥中的无机膨胀结晶组分，填充水泥石水化硬化初期的孔隙结构，提高了混凝土内部的密实度，堵塞透水通道。

其三，利用水性高分子聚合物渗透和填充到水泥石的孔隙结构中（如聚合物混凝土和聚合物水泥防水砂浆、聚合物乳液防水涂料和聚合物水泥防水涂料），直接封闭透水通道。

2.2 刚性防水材料的特点和种类

刚性防水材料主要是指将防水材料掺入混凝土和水泥砂浆中，或将其配成浆料涂刷（抹）或渗透于混凝土或水泥砂浆表面，与其共同组成刚性自防水结构体系的材料。它们主要包括：

（1）混凝土、砂浆的外加剂（如：各种混凝土、砂浆防水剂、膨胀剂、引气剂和减水剂等）。注：完全刚性。

（2）水性高分子聚合物树脂（如：改性乙烯—醋酸乙烯乳液 EVA、丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯和环氧树脂、可分散乳胶粉、有机硅橡胶等）。注：刚柔可调。

（3）水泥基防水材料（如防水宝、确保时和水不漏等）。注：完全刚性。

（4）水泥基渗透结晶型防水材料，简称 CCCW。注：完全刚性，并有自修复混凝土微裂缝的功能。

2.3 混凝土刚性防水体系的优缺点

（1）优点：在混凝土或水泥砂浆内部形成了自身整体的防水能力，从微观结构上看，处处都形成可靠的防水屏障。

（2）缺点：不能适应应力变形所引起的混凝土或水泥砂浆裂缝的发生。

但该体系发生裂缝引起渗漏时，要进行修复是非常简单的，且费用也较低。对该体系通常采取综合堵漏的处理方法，作为出现渗漏的补充防范手段。

2.4 解决方案及说明

当前最简单和最省钱的解决方案，就是在设计时不使用（或淘汰）沥青基或橡胶类防水卷材做地下混凝土的外防水层，而只使用普通硅酸盐水泥和混凝土复合防水剂，来配制高质量的自防水混凝土作为防水设防，必要时辅以聚合物水泥（乳液）防水涂料或水泥基渗透结晶型防水材料做补充，以提高系统的防水等级。

说明一：为什么要淘汰防水卷材

众所周知，传统的地下混凝土工程的防水设计，一般要将防水卷材做在混凝土底板的垫层上面，形成一层膜防水层，再将混凝土结构底板浇筑在防水层之上，这种设计方案已经延续了几十年，很少有人提出异议。但实践证明，在工程的实际使用中，这层防水卷材是不可能承受结构混凝土底板与混凝土垫层之间的压应力的，此时防水卷材被建筑物上部重量传递下来的力完全挤压破坏了，早已失去整体防水层的作用了。

因此，地下混凝土工程的防水设计只能采用刚性防水为主的防水结构体系的设计方案，所以做好混凝土自身的防水才是关键所在。

说明二：为什么要用混凝土防水剂。

因为防水剂在混凝土中与未水化的水泥颗粒反应产生的是微膨胀不溶于水的凝胶体，其防水效果是持久可靠的。而有些工程上使用的膨胀剂所产生的是相对不稳定的矿物结晶体，仅有短期效果，而且应用条件也是有限的，用其做混凝土防水是错误的，效果较差风险很大，尤其是在混凝土的耐久性方面是十分不利的[2]。因此，在设计自防水混凝土时应优先考虑使用混凝土防水剂而非膨胀剂。

说明三：防水设计规范的限制

规范规定对地下工程的防水设计，除了必须有自防水混凝土这道防水措施之外，还要有附加外防水层的设计要求，而且强调要做到刚柔相济，这就是传统设计的“一刚一柔”的防水设计理念。在现实中，由于往往不太重视对自防水混凝土的设计和施工要求，而所做的柔性防水层又出了上述差错，这就是我们现在地下工程渗漏问题严重的根源所在。

综上所述，地下混凝土防水工程要做好自防水混凝土是关键，而自防水混凝土的关键是选用何种混凝土外加剂。

3 推荐选用的首选设计方案

目前，解决自防水混凝土的设计方案有如下几种：

（1）采用复合防水剂配制自防水混凝土的方案。通常是将混凝土防水剂与一些高效减水剂或泵送剂复合使用，替代膨胀剂和其他减水剂的方案。目前工程应用效果比较好的是混凝土防水复合液（如北京大胡子商标的产品），在全国和山东省已有众多工程应用，效果良好。

（2）是用水泥基渗透结晶型防水材料。如中核公司的2000 或加拿大进口的 XYPEX（赛柏斯）等，掺入混凝土或在其表面涂刷使用，使其活性成分激发混凝土中的水泥颗粒，形成新的凝胶物质封闭混凝土内部的微孔结构，达到防水目的。但此方案有时因材料价格较贵，防水费用相对较高。

（3）选用与混凝土粘结力好、不会引起结合（粘接）层间窜水的刚柔性或刚性（如聚合物水泥（乳液）防水涂料和聚合物水泥防水砂浆等）防水材料，涂（抹）敷在混凝土表面，起到防水层的作用。这些材料可以与基层混凝土结合牢固，甚至可以渗透到混凝土的表层内部，但对混凝土基层的整体性能要求较高，一般可以作为附加的辅助防水措施使用。

上述做法的共同优势都是防水材料与混凝土基层结合形成一个整体的防水机制，即使防水系统个别部位(如结构因温度或受力变形引起的开裂等) 破坏致使渗漏发生，也不会引起像柔性卷材防水系统那样发生大面积渗漏，而且堵漏和维修操作简便，费用也较低。

因此，我们建议应从设计着手，直接采用第一种方案，即用复合防水剂及其设计方案，在混凝土施工时就配制优质的自防水混凝土，做好混凝土自身的刚性防水体系。如设计有需求时，再辅以第二或第三种方案中涂层的一种，以提高地下混凝土的防水等级和可靠性。

这样做的优势是只稍微增加或基本不增加现浇自防水混凝土的成本，并节省了原设计防水卷材的费用，或者将其换成了更可靠的防水涂层材料，而且施工技术和条件比防水卷材要求低、速度快、质量好、综合造价低、后期维护费用少，建设方比较容易接受。

4 要注意或应避免发生的问题

（1）地下混凝土工程发生渗漏的现象多种多样，情况也比较复杂。在制定处理方案时，应仔细分析，判明原因，再对症处理。尤其是对底板和侧墙的裂缝处理应十分谨慎，不要轻易使用水性聚氨酯等有机聚合物的压力灌浆材料堵漏。应查看裂缝的位置与受力关系，尽可能选用水泥基渗透结晶型防水材料进行堵漏和防水处理，使修复后的混凝土能通过自愈形成同类材料的结构整体，不要留下结构方面的隐患。

（2）对于地下混凝土防水设计方案中，在自防水混凝土表面设计选用聚合物水泥（乳液）防水涂料做防水附加层时，此时该附加层一般可以设计做在混凝土的背水面上[3]，这样施工简便，不影响工期，费用也较低。若地下水对混凝土有腐蚀性时，再做在迎水面上，以保护混凝土不受侵蚀。

5 结束语

地下工程自防水混凝土采用复合防水剂配制的设计方案，在工程实践中已是应用多年的成熟技术。但是要推广应用该技术的关键问题是，目前我们的设计、建设、施工和监理单位的工程技术人员能否及时更新观念，淘汰落后的传统防水材料和防水设计方案，科学、大胆、积极地采用国家相关标准和规范所推荐的，具有综合技术经济效益、绿色环保和节约资源的防水结构体系设计新方案、新材料、新技术。希望建设主管部门及相关职能部门在防水技术规范编制修订时，能给予此类方案以有力支持，并通过总结已完成工程的经验，组织对该技术新的示范工程项目。早日破除旧设计思想的束缚，普及相关先进的设计新理念，积极推广应用自防水混凝土的先进技术，为国家节约原材料，提高工程质量、节约工期和工程造价早见成效和作出贡献。

[1] 董士文．新型防水材料的应用和传统防水设计理念的更新[J]．建筑技术，2011(7): 611-613．

[2] 董士文．自防水混凝土外加剂使用限制条件的探讨 [J]．混凝土，2005(4): 12-16．

[3] 李书山，熊稚军，邓天宁．地下室底板柔性外防水层防水作用商榷[J]．中国建筑防水，2014(10): 20-22．

［通讯地址］青岛市香港西路 39 号世纪大厦 29 层（366071）

董士文（1952—），男，高级工程师，青岛市建筑工程质量监督站，从事建筑墙体材料、防水材料和保温材料、建筑结构工程及施工技术等方面的研究。