关键词 地下工程 防水层设计 结构自防水 柔性防水
   
　　摘 要  特别强调在地下工程防水设计中，要注意结构自防水的设计、粗骨料的选择、防水混凝土的采用、粉煤灰掺合料的应用、后浇缝的留设、墙体水平构造筋的布置等，因为这些因素均会影响结构自防水的质量。另外，柔性防水材料的选择和应用不当也会影响地下防水的可靠性。 



1结构自防水应注意的问题
   
1.1应重视粗骨料的选择
   
　　在混凝土集料的选择过程中，人们非常重视水泥的选择，但对石子等粗骨料的选择则往往忽视。粗骨料占混凝土全部体积的70％以上，其渗透性也能影响混凝土的渗透性。如石英闪长岩的渗透系数为8.24×10－13m/s，相当于水灰比为0.70的硬化水泥浆。可见，在防水混凝土设计中，优选骨料岩石种类对提高混凝土的抗渗性非常重要。
   
1.2应优先采用掺外加剂的防水混凝土
   
　　防水混凝土最早以最小孔隙率和最大密实度为理论依据的骨料级配防水混凝土。它是以骨料级配的方法，遵循“理想级配曲线”，对骨料进行筛分并丢弃部分砂石，求得配制高密实度混凝土。现行人防预算定额上的自防水混凝土就是这种级配混凝土。但由于此种混凝施工时耗时费力、效率低下，已逐渐淘汰。代之而起的是以UEA补偿收缩混凝土为代表的外加剂防水混凝土。这种混凝土与原级配防水混凝土相比，不但施工效率高，强度可提高10％～30％，抗渗性提高2倍，而且抗冻性及抗硫酸性也大为提高。目前，这种外加剂自防水混凝土的理论及施工工法都已成熟，应该大胆使用。
   
1.3重视粉煤灰掺合料的应用
  
　　 用粉煤灰取代混凝土中的部分水泥可以制成粉煤灰混凝土。这种混凝土具有抗腐性能，若用于地下防水工程会产生良好的经济效益。
   (1)粉煤灰混凝土的防水性 粉煤灰混凝土与普通混凝土的防水原理基本相同。粉煤灰的加入可改善砂子的级配，填充混凝土内部微小孔隙，还可降低水灰比(粉煤灰可看成是胶凝材料的一部分)，从而增加混凝土的密实性，提高混凝土的抗渗性。
   表1 普通混凝土与粉煤灰混凝土抗渗性能比较


   由以上可知 ，防水混凝土抗渗标号随煤粉煤灰的增加而提高，而抗压强度却随之略有下降。因此合适的掺量可以在满足抗压强度的情况下取得最高的抗渗标号和最低的水泥用量。
   (2)粉煤灰混凝土的抗腐性 粉基中含有大量Al2O3，这些矿并不象水泥熟料矿物水化那样快，往往建筑物开始使用期间仍有大量反应，而这一时期正是腐蚀介质F－、CL－、SO42－的侵入过程，因此会发生长时间的化学反应。这些反应一方面降低了F－、CL－、SO42－的侵入浓度，另一方面也增大了固相体积。由于介质一般都是从孔隙中进入，所以固相体积增加不但不会对结构产生应力，而且会减少孔径，堵塞渗水通道，从而降低了对钢筋的腐蚀作用。

   
　　可见，在混凝土中掺加一定量的粉煤灰取代水泥，不仅有较好的技术效果，而且有其经济意义。尤其在天津、沿海一带，工业粉煤灰较多，砂石料较贵，就更具有现实意义了。
   1.结构上尽可能不留或少后浇缝
   
　　后浇缝遵循的是“抗放兼备，以放为主”的设计原则。因为普通混凝土存在开裂问题，后浇缝的设置就是把大部分约束应力释放，然后用膨胀混凝土填缝以抗衡残余的收缩应力。这种设计已经列入规范而广泛使用。然而，后浇带的清理与凿毛也给填缝施工带来麻烦，不但工期延长，而且有时还会影响工程的防水能力。因此，工程防水设计时，应尽量去掉后浇带，以实现混凝土的连续浇筑。
   
　　近年来，科技工作者对大体积混凝土无缝设计进行了大量的研究。其中UEA替代水泥量10％～20％范围内，对强度无影响，其膨胀率为2×10 4～3×10 4 在配筋率为0.2～0.8下，可在结构中建立0.2～0.7MPA的预压应力，从而防止裂缝的产生，把后浇缝的间距延长至50m以上。若结构长度远远超出50m，可根据计算设置若干条膨胀加强带，实现混凝土的连续浇筑施工。
  
　　 此外，当结构的配筋率达到一定值后，也具有抗收缩能力。如当外墙≥0.62，内纵墙≥0.45，底板≥0.25，混凝土标号为250时，建筑物长度若不超过80m，则可认为是安全的。
   
1.5适当增加墙体水平构造筋
   
　　墙体容易开裂的原因是多方面的，但墙体受力钢筋过多，水平构造过少也是原因之一。因为在施工过程中墙体拆膜较早，且养护困难，极易开裂。为了防止这些裂缝的产生，可以采用螺纹钢筋，并适当减少水平构造筋的间距，以提高混凝土极限拉伸强度。对于厚度在300～500mm的地下工程来说，水平构造筋采用直径14至15的布置方式较为合理。这与采用光圆钢筋相比较，投资仅有略微提高，但它却可以与自防水混凝土共同承担抗衡收缩应力，防止裂缝产生，在综合经济效益上是合理的。
   
　　此外，在地下工程无梁板结构及梁板结构中，墙体上常设有墙体，这些柱的配筋率要比它所在墙体的配筋率大得多。这样，当混凝土收缩时，往往会在相连部位出现应力集中而开裂。为分散应力，应在此处加强水平筋直径为8至10，长1000mm,其中200插入柱中，800mm插入墙中。
   
2 柔性防水应注意问题
   2.1不选用水溶性防水涂料
　　不溶性防水涂料在与水接触时间较短时可防水，但如果在地下被水日久天长地浸泡，涂膜将乳化成液体，失去防水能力。
   2.2不选用易腐烂材料作胎体的卷材
　　沥青在水下时间长了也会吸水，那些易腐的纸胎、布胎就会腐烂，失去防水功能。
   2.3柔性防水层不能设计在模板墙上
　　由于市区用地紧张，基坑常常不能放坡开挖。主体施工时，应在墙外砌筑砖墙作为外侧模板。在这种情况下，柔性防水材料常被用于“外防内作法”，即将防水层粘贴或使得外墙与防水层之间的联系减弱，甚至只是接触。这样建筑物沉降时，防水层并不与建筑同步下沉，极易造成防水层被拉断，失去防水效果。