地下工程防水隐患剖析及施工控制措施

孙佰成

（中冶建工集团有限公司，重庆 400084）

0 引言

济南市在国内享有“泉城”之誉，其市区内大部分区域地下水资源较丰富，涉及地下工程防水施工质量的控制难度较大，需要在施工前严格排查防水隐患，采取切实可行防水措施控制地下工程的防水施工质量。

地下工程防水工程的每个部位都是防水施工的重点。地下工程防水施工顺序一般为桩头防水→筏板基础底板防水（包括电梯基坑、集水坑、后浇带以及附属临时构筑物的防水）→外挡墙防水→顶板防水。本文根据防水施工顺序对每个部位进行防水隐患剖析并介绍说明具体施工控制措施。

1 工程概况

本工程位于济南市，总建筑面积 18.366 万 m2，地上工程由 7 栋住宅楼及相应配套公共用房组成，建筑层数 22～32 层，建筑高度 67.80～91.80 m，桩基筏板基础。地下工程由车库及人防工程组成，空间规模较大，在基础底板、外挡墙、地下工程顶板均设有变形缝及后浇带等，其防水施工节点做法具有一定的代表性。设计为混凝土结构自防水与柔性防水层相结合的方式，防水等级Ⅰ级。

2 地下工程防水施工隐患剖析

2.1 防水混凝土

防水混凝土其抗渗等级和强度等级设计方面均有严格规定，其防水隐患重在原材料及外加剂及拌合物和施工缝的施工控制。如在配置商品混凝土前，认真熟悉设计图纸及掌握设计对防水混凝土的要求，对商品混凝土搅拌站交底到位，一般不易造成自身防水渗漏等防水隐患。为此本文仅对在运输过程和施工过程中简单剖析其可能存在的混凝土防水隐患。

1）混凝土在运输过程中，由于存在交通拥堵问题，易出现离析和坍落度过小的现象，导致混凝土自身成型不好、不密实，可能留下防水隐患。

2）防水混凝土对入泵坍落度控制不严格，控制过大过小，均会对防水混凝土成型质量造成影响，其坍落度宜控制在 120～160 mm，每小时损失不应大于20 mm，总损失值不应大于 40 mm［1］。另在振捣过程中，施工操作人员操作不当，机械振捣不密实，振捣时间过长或过短，导致混凝土自身成型不好、不密实，均会留下防水隐患。

3）混凝土终凝后未进行有效养护，个别标号过高易出现开裂，造成渗漏水，影响其耐久性和正常使用功能，留下防水隐患。

2.2 桩头

桩头防水是地下工程防水设计的关键，宜与施工工艺、防水工艺同时设计，并对桩头防水构造宜综合结构、施工、材料等进行复合设计［3］。其防水隐患剖析如下所述。

1）桩头防水材料的选择，未综合结构、施工、材料等进行复合设计，防水材料选择不当，留下防水隐患，并影响结构安全。

2）桩头及周围的垫层随着施工过程中荷载的不断增加，相对于桩沉降量较大（即与桩有相对沉降）。桩周围的土体相对其它桩体之间的土体密实度较差（施工过程中不易夯实），导致垫层混凝土的收缩与桩的缝隙随之增大，部分地下水可能会沿着此缝隙溢出，防水层在桩周边与基础垫层交接处有被破坏的可能，使筏板基础垫层下方渗入留下防水隐患。

3）桩头与基础底板属于刚性连接，即桩周边、桩顶与筏板基础的接缝存在一个混凝土施工缝，未能尽可能将其二者连成一个整体，造成新老混凝土粘结不好，在此结构施工缝处渗水进入，留下防水隐患。

4）桩头防水施工过程中，桩基础钢筋根部，防水不易完全施工到位，如地下水较丰富，会在基础筋根部渗水留下防水隐患。

2.3 基础（筏板基础、电梯基坑、集水坑、后浇带及涉及基础的临时构筑物）底板

1）防水施工期间，地下水位未降至达到防水施工条件的标高，或逢雨季基础垫层含水率＞9 % 时，这一点在筏板基础底板防水施工过程中涉及到的电梯基坑、集水坑等尤为明显，使得基层达不到防水施工条件，尤其是基坑内、结构转角处、后浇带及周边等关键部位，影响防水施工，出现空鼓、起泡等质量问题，留下防水隐患。

防水施工过程中，基础底板多为大面施工 SBS 改性沥青卷材，基层为 100 mm 厚的 C 20 混凝土垫层，为非结构体系。而卷材防水属柔性材料，相对于结构底板之间可看作为软弱夹层，垫层在结构加载情况下必然会产生不同程度的细微裂缝。卷材防水施工前，如未能严格执行地下工程防水技术规范的要求，将卷材防水层底层全部紧密粘结在垫层上，则易遭受“裂缝反射”破坏，使卷材自身适应结构变化的延伸性不能充分发挥，使防水层造成拉裂破坏，留下防水隐患。

2）基础底板底面与外墙垂直相交处，即为常说的“阴角”“阳角”，属应力集中部位，是防水施工中的薄弱环节。如果该处没有采取可靠的基础模板型式，则较难控制该处的防水施工质量，另该处的防水附加层及附加层宽度不够及防水材料未能有效搭接等均会留下防水隐患。

3）施工过程中，有涉及塔吊基础和设备基础的构筑物时，在基础底板防水施工时，忽略了其构筑物底板的防水，导致该构筑物区域成为了基础底板的防水薄弱区域，留下防水隐患。

4）因工程面积较大，基础底板设计均会设有膨胀加强带、温度后浇带、沉降后浇带等，膨胀加强带是在加强带两侧混凝土浇筑达到接近初凝状态前，浇筑补偿收缩混凝土并掺加适量的抗裂剂后浇筑完成的，一般不会出现隐患。温度后浇带需在车库结构单元混凝土浇筑 2 个月后采用比设计强度高一级的无收缩混凝土浇筑完成。沉降后浇带需在两侧主楼结构单元混凝土浇筑 2 个月后采用比设计强度高一级的无收缩混凝土浇筑完成，相对于温度后浇带，沉降后浇带预留时间更长。后浇带在预留和施工过程中，如果后浇带预留时间不够或未能在预留期间加以保护，其两侧结构单元变形、和沉降未能趋于稳定就进行浇筑，会造成由于结构变形破坏其防水层留下防水隐患。

2.4 外挡墙及顶板

外挡墙及顶板可以阻挡地下车库（人防工程）等外侧墙体的水分和潮气，防止水通过墙体渗入地下车库（地下室）内。地下室如果长期有积水，对建筑物的寿命会是一个很不好的影响，同时也达不到良好的使用功能。在防水施工前，必须充分剖析其防水隐患，加强施工过程中的质量控制。

1）外挡墙处于基础底板和结构顶板的中间部位，起到“承上启下”的作用，在防水施工过程中，与基础底板防水的延伸衔接以及上翻和顶板衔接处都是防水施工控制的薄弱部位，所预留的防水材料得不到有效保护，会使与基础底板的延伸衔接和上翻与顶板衔接的薄弱部位留下隐患。

2）外挡墙不可避免地会有管道管线等通过挡墙进入到地下工程室内，如未采取预埋套管和可靠的控制措施，将是外挡墙防水施工的一大隐患。

3）外挡墙在结构施工过程中，均会预留有后浇带，其中有设计预留的沉降后浇带和温度后浇带，外挡墙防水层和保护层施工完成后，一般将进行其外侧和顶部的回填土施工，在回填过程中，若不注意对保护层的保护，不慎破坏保护层，进而破坏了其防水层，经过日积月累水将沿着破坏部位进入造成渗漏水留下隐患。

4）顶板后浇带施工中，会有配备塔吊和施工升降机穿过顶板形成施工缝等，因施工期间间隔时间较长，未采取有效措施易造成防水层破坏，易留下防水隐患。

2.5 排水设施及排水系统

地下工程地面标高低于室外道路标高，室外道路遭遇较大降水时，道路路面的雨水瞬时侵入地下工程，对地下工程的排水系统是一项挑战。在地下工程防水施工过程中，要充分了解其排水设施、系统的设计意图，必要时可提出优化设计意见，有的集水井布置不合理及预埋排水管和排水沟、盲沟坡度较小等，会造成地下工程使用过程中产生积水排走不及时，滞留较多的积水会对排水系统形成威胁，给室内渗漏水留下隐患。

3 施工工艺及控制措施

3.1 防水混凝土施工控制措施

混凝土在运输过程中，出现离析，应进行二次搅拌，当坍落度损失不能满足要求时，应加入原水胶比的水泥浆或掺加同品种减水剂进行搅拌，严禁直接加水。浇筑过程中，采用高频机械振捣密实。振捣时间宜为10～30 s，以混凝土泛浆和不冒泡为准；避免漏振、欠振和超振，掺加引气剂或引气型减水剂时应采用高频机械嵌入式振捣。混凝土终凝后应立即进行养护，养护时间不应少于28 d，养护方法很多，一般有淋水法、蓄水法、塑料布毛毡覆盖砂埋法、塑料布上覆土法等，具体采用哪种可根据工程实际情况及气候条件等选择。

3.2 桩头防水

3.2.1 桩头防水做法及施工工艺

1）桩头防水做法。

桩头防水材料优先选非定型材料［2］，要综合结构、施工、材料等进行复合设计后最终确定材料类型，防水材料常见的为水泥基渗透结晶型防水涂料，具体做法如图 1 所示。

图1 桩头防水做法大样图（单位：mm）

2）施工工艺。

湿润桩头基面→第一遍水泥基渗透结晶型防水涂料→养护→第二遍水泥基渗透结晶型防水涂料→养护→质量检查→聚合物水泥砂浆→桩筋安置遇水膨胀止水环→卷材收头到桩头根部（根部施工密封材料嵌缝）→接基础底板防水层。

3.2.2 桩头防水施工控制措施

1）施工过程中，涂料中溶出的硅酮离子随着表层水在混凝土中渗透扩散，与混凝土中的钙离子发生化学反应生成不溶于水的硅酸钙水化物（枝蔓状结晶体）结晶体，充满毛细管孔隙并与混凝土结合成整体，堵塞混凝土内部的毛细孔道，从而使混凝土致密，起到良好的防止水渗漏效果。

2）桩头周围与基础垫层交接处随施工荷载不断增加，其相对沉降量不同，导致交接处出现变形，影响防水效果。施工中可在该交接处施工柔性密封油膏，则可有效解决因相对沉降量不同造成交接处破坏，从而达到良好的防水效果。

3）桩头处理。洗刷基层，对蜂窝麻面等劣质表面进行处理，局部桩头根部缺陷采用高桩基础一个标号等级的混凝土修补并找平，桩头要进行凿毛处理，使其表面粗糙能使水泥基渗透结晶型涂料更好地渗透进入桩头，达到良好的防水效果，又可避免筏板基础与桩头新旧混凝土粘结不好的问题。

4）用清水清理干净润湿桩头基面，涂刷第一遍水泥基渗透结晶型防水涂料，间隔约 3 h 后，涂刷第二遍涂料，2 遍涂料厚度应符合设计要求。之后进行聚合物水泥砂浆防水施工，各道聚灰浆层均应包裹桩头钢筋根部周围最少 50 mm 高，以确保桩头钢筋与混凝土之间粘结密封［3］。其桩头防水沿桩头周边延伸至基础垫层 500 mm 宽。

5）桩头防水的又一隐患在于基础筋根部，为解决基础筋根部渗水，可沿桩顶钢筋的根部根据钢筋直径安装对应规格环状遇水膨胀止水条，压实压紧，与钢筋根部紧密结合并对遇水膨胀止水环进行保护则可有效解决基础筋根部渗水的问题。

3.3 基础底板防水

3.3.1 基础底板防水做法及施工工艺

1）基础底板防水做法。基础底板多为筏板基础底部防水施工，防水材料多为（4+3）mm 厚 SBS 改性沥青防水卷材，具体做法如图 2 所示。

图2 基础底板防水做法大样图（单位：mm）

2）施工工艺。砌筑砖胎膜（根据基础高度）→基层处理→附加层施工→附加层验收→弹线→第一层卷材→第一层验收→第二层卷材→检查验收→成品保护。

3.3.2 基础底板防水施工控制措施

1）防水施工期间，如地下水位未降至达到防水施工条件标高位置，则要先进行降水处理，人工降低地下水位至少要低于施工面 500 mm 以下，再进行防水施工。防水施工过程中难免不逢雨季，如果按照基层含水率＞9 % 的要求，现场防水很难保证持续性施工，可采用涂刷湿固化型胶粘剂或潮湿界面隔离剂对局部含水率不能达到要求的潮湿基面进行处理（基层处理剂应与卷材及胶粘剂的材性相容），处理后的基面固化以后，水气无法透上来，很快便可以进行卷材施工。第一天下雨，第二天采用基面处理剂进行处理后就可以正常施工，有效防止了空鼓、起泡等质量问题，又保证了正常的施工进度。

防水卷材在结构底板垫层上施工时，除基坑结构转角处周边 600 mm 范围内卷材与基层之间要热熔满粘外，其余基础底板第一层卷材可采用“空铺法或点粘法”，使其更好地发挥卷材防水材料本身性能。

2）基础底板靠近边坡周边有外挡墙的情况采取先砌筑模板墙，防水层在模板墙上施工阴阳角附加层的施工以及预留甩茬及与外挡墙防水层衔接均能方便施工。第一层和第二层卷材均以此模板墙内侧顶端为基准，分别甩出≥200 mm、≥400 mm 长度的卷材预留，其预留甩出的卷材要具备可靠的防护措施，便于与基础上部外挡墙防水卷材的衔接。为了保证此部位卷材后续施工的洁净和不被破坏，可在永久保护墙体的上面砌≥200 mm 高的临时保护墙作为临时保护“甩槎”防水材料。

3）塔吊等设备基础施工，一般要在基础底板施工前期，其基础防水也不容忽视，并对其加强处理。具体施工措施为塔吊基础和设备基础四周与筏板基础交接处加设止水钢板，并对塔吊基础与筏板基础交接处的混凝土表面进行凿毛处理，使得筏板基础与塔吊基础混凝土新旧混凝土更好地粘结。在与筏板基础交接处预留防水卷材，并加以保护，待施工基础底板防水时形成封闭的基础防水系统，消除防水隐患。塔吊基础和设备基础防水做法如图 3 所示。

图3 塔吊等设备基础防水大样图（单位：mm）

4）后浇带是在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于自身收缩不均或沉降不均可能产生的变形而设置的施工缝。本工程地下水源较为丰富，后浇带需要超前止水，后浇带部位进行了加厚处理［4］，并增设了外贴式止水带。后浇带超前止水构造做法如图 4 所示［5］。

图4 后浇带超前止水构造大样图（单位：mm）

后浇带预留期间，要对后浇带两侧的施工及止水带等加以保护，严防落入杂物损伤外贴式止水带。两侧的混凝土应一次浇捣完成，混凝土浇筑时，同样采取膨胀加强带的方式对两侧进行阻隔处理。浇筑时尽可能避开高温季节，以温度 20 ℃ 为宜。沉降后浇带及温度后浇带浇筑前需确保两侧主楼结构单元（车库结构单元）混凝土浇筑后时间满足两个月以上，避免出现后浇带预留时间不够，其两侧结构单元变形、和沉降未能趋于稳定造成由于结构变形破坏了后浇带的防水层。浇筑前，两侧混凝土表面应凿毛并清洗干净，保持湿润状态。浇筑完成后 2 h 即进行养护，混凝土的养护是保证质量最重要的措施之一，要派专人负责养护工作，地下结构后浇带养护期不少于 28 d。

3.4 外挡墙及顶板防水

外挡墙处于基础底板和结构顶板的中间部位，在防水施工过程中，涉及到与基础底板防水的沿伸衔接以及上翻与顶板的衔接情况，因此将其放在一起加以介绍说明。

3.4.1 外挡墙与基础底板衔接防水做法及施工工艺

1）外挡墙与基础底板衔接防水做法。

外挡墙及顶板防水材料多为二层防水卷材，不同的是外挡墙为（4+3）mm 厚 SBS 改性沥青防水卷材，具体做法如图 5 所示；而顶板防水材料为（3+4）mm厚 SBS 改性沥青防水卷材（其中上层 4 mm 厚为穿刺耐根层）。

图5 外挡墙防水做法大样图（单位：mm）

2）施工步序及工艺流程。

拆除基础底板预留卷材上的临时保护墙→清理底板预留卷材→施工缝附加层施工→第一层、二层预留的卷材→检查验收→预留与顶板上翻衔接的卷材→做好预留与顶板上翻衔接卷材的成品保护。

3.4.2 外挡墙及顶板防水施工控制措施

1）为了保证基础底板部位预留卷材后续施工的洁净和不被破坏，在基础底板防水施工时，增加了 200 mm 高临时保护墙，在外挡墙防水前拆除，清理预留甩茬出来的卷材，对外挡墙混凝土结构立面止水对拉丝杆孔等进行处理，以保证卷材与基层的热熔粘贴质量。施工过程中保证卷材搭接长度在 150 mm 以上，如此重复进行第二层卷材施工。外挡墙采用外防外贴法的卷材及顶板部位的卷材应采用满粘法施工。基础底板与外挡墙、顶板衔接防水做法如图 6 所示。

2）在地下外墙部分有众多的管线进入室内，需要在结构外墙上设置大小不一的穿墙管。该部位的防水处理直接影响整体外墙防水系统的安全性，应严格按照规范施工。具体施工措施为在所有管线套管上的防水卷材收口处采用不锈钢金属箍辅助紧固固定。该部位的施工做法如图 7 所示。

图6 基础底板衔接防水做法大样图（单位：mm）

图7 穿墙管防水施工大样图（单位：mm）

3）外挡墙及顶板在结构施工过程中的后浇带，其间隔时间较长，需要采取措施加以保护避免造成防水层的破坏。外挡墙后浇带部位加设承压板，具体做法如图 8 所示。

图8 外挡墙后浇带防水施工大样图（单位：mm）

在外挡墙施工防水卷材前，可在后浇带位置加设一块过渡承压板（其中采用钢板时需要有加固措施，采用预制钢筋混凝土板时，其厚度要≥100 mm），使其既不影响防水卷材施工，又能有效防止回填土对后浇带的挤压，从而达到良好的效果。砖砌墙体防水保护层［6］施工时，在卷材防水层外侧砌筑永久保护墙，并在转角处及每隔 5～6 m 处断开留缝，缝宽不小于 20 mm，断开的缝中填以卷材条或沥青麻丝，保护墙与卷材防水层之间宜留 50 mm 空隙。空隙应随时以松散材料、石灰砂浆或砌筑砂浆填实；并注意在砌筑保护墙过程中，切勿损坏已完工的卷材防水层。

4）顶板有配备塔吊等设备穿过顶板形成施工缝的情况时，其施工缝预留时间相对较长，同样需要按后浇带方式进行处理。结构顶板浇筑混凝土前，在塔吊和其他设备穿过顶板洞口四周预埋钢板止水带，使其形成一个环形止水系统，剩余施工步序及工艺流程按常规顶板后浇带施工。具体做法如图 9 所示。

图9 设备拆除后浇带防水做法大样图（单位：mm）

3.5 排水设施及排水系统施工

熟悉地下工程集水井的位置以及排水管的预留预埋和排水沟、盲沟的位置坡度等，必要时可提出优化设计排水方案，有效解决施工及使用过程中的实际问题，例如在地下车库出入口起坡处作适当的抬高处理，并设置第一道集水明沟，可阻断室外道路遇强降雨的瞬时集水侵入。在出入口坡道最低处设置第二道集水明沟，以有效拦截坡道处的雨水侵入，在地下车库室内积水排放量较集中的部位增设地漏及排水直埋管汇集进入集水井，集水井内增设潜水排污泵，从而提升积水排放能力，减小由于排水设施及排水系统不畅对地下工程防水系统的破坏。

4 结语

地下工程防水施工是防水施工的一个重点，更是一个难点，在施工过程中要引起高度重视。要严格执行地下工程防水技术规范及其施工质量验收规范的要求，重在施工的过程中控制施工质量，在不全盘否定防水材料的同时，更要合理选择防水材料，了解其防水材料的自身性能及优势，每个施工部位，施工前要剖析其可能存在的防水隐患，制定切实可行的施工措施，更好地做到防患于未然。Q