地下室防水研究

刘杰胜，李东来

（1.武汉工业学院 土木工程与建筑学院，武汉 430023；2.中建商品混凝土公司新型建材厂，武汉 430205）

地下室防水研究

刘杰胜1，李东来2

（1.武汉工业学院 土木工程与建筑学院，武汉 430023；2.中建商品混凝土公司新型建材厂，武汉 430205）

地下室防水对保证建筑物的整体结构安全具有重要意义。通过开展地下室防水研究，分析了地下室渗漏产生的主要原因，介绍了地下室防水结构的组成，阐述了地下室主体防水的主要途径、方法及构造节点防水的主要措施。

地下室；防水；结构自防水；节点防水

随着高层建筑和多层住宅的普及，地下室的开发与利用，显示出越来越大的社会效益和经济效益［1］。地下室防水工程是建筑地下工程的一个重要组成部分［2］。调查表明，建筑物地下室普遍存在着防水失效、渗漏水的问题。地下室防水一旦失败很难补救，如果渗漏，将会影响建筑物的正常使用［3］。而且，地下室的围护结构经常受到各种水的侵蚀，地下水易浸入混凝土中导致钢筋锈蚀和可溶性侵蚀，影响建筑物整体结构安全［4-5］。因此，开展地下室防水研究，对保证建筑物的整体结构安全，延长使用寿命具有重要意义。

1 地下室渗漏原因

随着地下室的规模越来越大，功能越来越复杂，可能形成渗漏水的原因也越来越多。其渗漏原因主要有：

1.1 混凝土拌合不均匀，级配不合理，振捣不实导致墙体渗水

在混凝土浇筑过程中，混凝土振捣不实或不及时而导致蜂窝、麻面等，在混凝土内部形成多孔缝现象，将直接导致渗漏［6-7］。另外，由于混凝土的拌合不均匀、级配不合理会导致混凝土硬结收缩严重，由此可能造成地下室混凝土开裂，破坏其防水效果［8］。

1.2 防水措施不够，对细部结构构造处理不合理

对地下混凝土围护结构只采用单一的防水结构层，如单独采用刚性或柔性防水结构层。不重视细部结构的构造处理，对变形缝、施工缝、后浇带、穿墙管等部位采取的防水措施不当，这些都易导致地下水渗透进细部结构，形成水流通路，造成地下室防水失效。

1.3 防水材料和施工质量

防水材料质量问题和施工工艺不过关导致防水失效。

2 地下室防水

地下室防水从总体上来说，可以分为主体防水和节点防水。主体防水又可分为结构自防水和附加防水［9］。结构自防水主要是指混凝土结构具有自防水功能。附加防水主要以柔性外防水为主［10］。

节点防水主要包括施工缝、后浇带、变形缝、穿墙管线等，节点防水也称 “细部构造防水”［11］。

2.1 主体防水

一般地下室主体防水方案采用二道防水，即钢筋混凝土结构自防水和采用柔性防水材料的附加防水［12］。

2.1.1 结构自防水

结构自防水也叫刚性防水，主要是基于提高混凝土的抗渗、抗裂性能而考虑的。混凝土虽然是一种非均质的无机多孔复合材料，但如果在材料和施工方面采取一定措施，提高混凝土密实度，改善内部孔结构，可以制成具有相当抗渗能力的混凝土，完全可以阻挡地下水的侵入［13］。混凝土自防水功能可以通过原材料优选、合理的混凝土级配、掺加减水剂与膨胀剂等方法来实现。

混凝土结构产生收缩裂缝、造成渗水原因是由于混凝土经水化反应出现凝结收缩，混凝土中的多余水分蒸发后出现干缩，温度下降后产生冷缩等原因，使混凝土内部产生约束应力。当约束应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生很多细微的收缩裂缝，在混凝土内部形成毛细通路，造成渗水［14］。地下水的渗入将导致混凝土的损害，最终损害建筑物的使用功能和使用寿命。

另外，混凝土抗渗能力与混凝土的级配有很大关系，混凝土级配差，和易性不好，施工时易产生离析现象，抗渗性就差。通过优化配比设计，可以有效改善混凝土内部微孔的结构，防止收缩裂缝的出现。在施工方面，通过加强振捣或改善振捣方式，可以有效提高混凝土的密实度，从而提高抗渗性能的作用。另外，还可采用混凝土“二次振捣”方式，提高混凝土的抗渗性能，也可掺入一些纤维，来提高混凝土的抗裂性能。

2.1.1.1 原材料优选和混凝土级配优化

要提高防水混凝土的密实性，各种原材料质量必须满足要求，含泥量、粒径、吸水率、砂率等要严格符合要求。同时，为减少水泥水化热，水泥要选用水化热较低的品种，减少硬化后收缩产生裂缝的可能。另外，可加入少量的粉煤灰，降低混凝土的水灰比，提高混凝土的和易性和密实性，改善其抗渗性能。混凝土的配合比应该严格进行控制，水灰比、含砂率、水泥用量和灰砂比应在合理范围，以减少混凝土中毛细孔、沉降缝隙、接触孔等，阻断其形成渗水通道。

为了控制混凝土产生收缩裂缝，可采取补偿收缩混凝土，以自身适度膨胀来抵消或减少混凝土的开裂，或将裂缝控制在要求的范围内（防水混凝土规范中规定：防水混凝土结构的裂缝宽度不得大于0.2mm）［15］。

2.1.1.2 掺加膨胀剂

加入膨胀剂的原理是使混凝土凝结后体积产生微膨胀，来抵偿混凝土的凝结收缩应力，从而达到抗裂的目的。根据自防水混凝土要求，所掺加的膨胀剂，只有膨胀率大于等于0.35%的高效膨胀剂才能作为自防水混凝土的添加剂［16］。如目前已有使用的膨胀剂UEA、明矾石膨胀剂等，利用膨胀剂在水化过程中的膨胀变形特性，达到补偿或部分补偿混凝土收缩的目的［17］。

2.1.1.3 掺加减水剂

掺加各类型的减水剂，从而能减小单位体积中的水泥和水的用量，降低混凝土中的水化热，减小混凝土内部与外部的温差，从而避免混凝土出现收缩裂缝，提高混凝土的密实性［18］。

2.1.1.4 掺加纤维

在混凝土的搅拌过程中，微纤维均匀地扩散到混凝土中，由于微纤维与混凝土有极强的结合力、抗拉强度，从而能产生全方位的加强效果，削弱了混凝土的收缩应力，减少了混凝土的收缩裂缝，堵塞混凝土中的毛细通路，达到混凝土结构自防水效果［19］。

地下室结构自防水措施很多，除上面所介绍的方法外，还有其他一些方法：

（1）利用高分子的憎水原理，如添加有机硅树脂，通过高分子材料与水泥中的化学成分结合，生成具有憎水性的网状化合物，分布在混凝土的颗粒中，使水分子在混凝土之间的界面表面张力提高而产生憎水效果［20］。

（2）在混凝土中掺加适量的浮化的液态高聚物化学材料，如氯丁胶乳、环氧乳液等，使混凝土在拌合和凝结时高分子聚合物破乳，形成网状结构，填充和堵塞混凝土中的毛细孔隙而达到防水作用［21］。另外，也可以加入一些氯化铝、氯化钙及氧化铁等，其掺入混凝土中能与水泥水化过程中的氢氧化钙反应，生成氢氧化铝、氢氧化铁等不溶于水的胶体，并与水泥中的硅酸二铝酸三钙化合成复盐晶体，这些胶体与晶体填充于混凝土的孔隙内，从而提高其密实性［22］。

其他方法诸如泵送过程中掺入缓凝剂等，也能在一定程度上提高地下室结构自防水能力。

2.1.2 附加防水

附加防水也叫表面防水，以柔性外防水为主，主要是通过防水卷材、密封材料或涂料使其达到良好的防水性能。根据防水部位来分，附加防水可分为内防水和外防水。将防水材料设置在地下室主体墙面外部的称为外防水，设置在内表面的称为内防水。根据防水所用材料的材质不同，附加防水又可分为卷材防水、涂料防水、水泥砂浆防水和钢板防水4种［23］，而防水材料的种类更是达到成百上千种。

2.2 节点防水

节点防水也叫细部构造防水，主要包括施工缝、后浇带、变形缝、穿墙管、预埋件等部位防水。地下室除了做好主体防水外，只有处理好各节点的防水问题，才能取得较好的整体防水效果。

2.2.1 穿墙管线

穿过防水层的管线，由于管线和周围混凝土胀缩系数不同，在管线周围会产生开裂，形成渗水。因此，在地下室穿过防水层的管道周围应留槽，用密封胶密封，并在管道中部加设遇水膨胀橡胶条等方法来处理。另外，也可在穿墙管的主管设置防水套、止水环及套管翼环，并连续满焊，做好防腐处理［24］。

2.2.2 施工缝处理

大体积、大面积的混凝土一次浇筑完成有困难，须留设施工缝，分两次或多次浇筑完。施工缝的存在，由于混凝土的收缩，易产生渗水通道，所以应注意对此进行防水处理［25］。对于施工缝防水，一般设置1～2道防水措施。通常做法包括在施工缝中间设置一道遇水膨胀止水条，外墙侧设置一道止水带。

2.2.3 后浇带处理

后浇带一般是在结构高度变化较大部位，或建筑物平面尺寸较大情况下设置的。由于后浇带只在施工期间存在，所以可认为是一种特殊的施工缝，因而其防水设计与施工缝的防水设计类似，一般设置遇水膨胀止水条或外贴止水带［26］。

2.2.4 预埋件

地下室内墙壁或底板上预埋铁件用吊挂或专用工具固定，预埋件往往与结构钢筋接触，且易锈蚀膨胀，会导致水沿铁件渗入室内。为此预留洞、槽均应作防水处理。对于预埋件的防水处理，可用密封膏封严，加焊止水环并满焊来处理，同时还应做好防锈蚀处理［27］。

3 结语

地下室防水是一个集材料、设计、施工为一体的系统工程。在开展地下室防水工作时，应遵循“多道设防、刚柔并济”的原则，因地制宜、综合考虑。应对每个部位，尤其是每个防水薄弱部位精心设计和施工，才能取到理想的防水效果。

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Research on the Waterproofing of Basement

LIU Jie－sheng1， LI Dong－lai2
（1.School of Civil Engineering and Architecture， Wuhan polytechnic University， Wuhan 430023，China；2.China
C
onstruction Ready Mixed Concrete CO.LTD， Wuhan 430205，China）

The waterproofing engineering plays an important role in the ensuring safety of the architecture structure.The reason of the basement leakage was analyzed.In this paper， the component of the basement waterproofing engineering was introduced.The methods of the waterproofing for the major structure and detail structure were elaborated respectively.

basement； waterproof； structural self－waterproofing； detail waterproofing

TV554

A

1672-9900（2011）01-0003-03

2010－10－11

国家“十一五”支撑计划项目（2006BAB04A05）

刘杰胜（1980－），男（汉族），湖北武汉人，讲师，主要从事防水材料、建筑材料及废弃物利用研究，（Tel）13638654154。