地下水防治技术及案例分析

陈 力 军

(山西省建筑科学研究院有限公司，山西 太原 030001)

1 概述

21世纪起，城市土地资源的不可再生，导致垂直往上扩展的城市空间利用形式存在局限性，因此，要想拥有更广阔的空间，只能向地下发展。但由于地下工程是一项技术综合性很强的复杂系统工程，因此在实际工程中仍存在许多问题，且事故频发，其中对地下工程影响较为显著的非地下水莫属。据统计与地下水相关的事故占每年工程事故总数的45%～70%。因此，地下水的控制对地下空间的利用发展极其重要。

2 地下水的危害

水文地质环境和工程有着极其紧密的联系，地下水作为岩土体的重要组成部分，直接影响着岩土体的工程特性，以及周边建筑物的稳定性。地下水引起的危害，主要是由地下水位升降变化以及地下水腐蚀性两个方面的原因造成。

2.1 地下水位线的升降的影响

地下水水位的升降会改变岩土体的位移、受力变化、相互作用，使其性能产生变化，从而影响结构的受力特点，导致建筑物不均匀沉降、重心偏移、墙体渗水等现象。地下水位下降导致岩层浮力减小，地下水位上升会使得土壤含水量增加，两种情况均会使得地表产生裂缝等地质灾害，从而导致上部结构出现墙体开裂、室内渗水等现象。

2.2 地下水腐蚀性的影响

地下水中富含各种离子，在这些离子及水的相互作用下，混凝土已出现剥落现象导致钢筋外露、生锈，钢筋表面的pH值急剧下降，产生细小裂缝甚至是破裂。长期腐蚀会使得建筑结构处于不稳定状态，削弱承重结构强度，使其无法达到承载力要求，缩短使用寿命与耐久性。

3 地下水控制技术

对于建筑结构地下水的防治，需遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则，从控制水源、加强结构防水两方面进行方案设计，以减小地下水对建筑物的影响。

3.1 水源控制技术

国内地下水控制技术相对完善，主要有疏排水、降水、截水、回灌四种方式，各方式使用条件见表1。

表1 地下水控制方法适应条件

在实际工程中，我们不仅仅只采用一种方法进行防水治理，而是将多种防水方法结合起来使用，即综合治理。我国常用的方法为回灌与降水结合、降水与帷幕隔水结合。

3.2 结构防水技术

结构防水主要分为柔性防水与刚性防水两类。柔性防水主要为防水卷材、防水涂膜等，主要是通过柔性材料在建筑结构面层上形成防水层，从而达到防水效果。刚性防水主要通过添加外加剂的手段使得混凝土密实度增大、抗渗等级提高，从而阻止水源渗入室内。柔性防水虽延性较好、不易开裂，但其适用于结构迎水面，使用位置受限，且使用时间较短。刚性防水虽可用于结构背水面，且使用时间较长，但由于混凝土存在易开裂的特征，故易出现渗漏现象。

4 防水案例

4.1 工程概况

现由于某医院周边地下水位上升，其院楼房地下室出现严重渗漏现象(见图1)，已对医护人员日常办公及医药品存放造成严重不利影响。

4.2 设计方案

本着技术可行、经济合理、安全可靠、方便施工的原则，经比较分析、优化，我方提供以下方案：由于场地受限，无法从外部采取措施降低地下水位，故只能通过室内防水加固措施，达到防渗效果。采用条形基础改筏板基础、压力灌注水泥浆增强地基及建筑物周边土体密实度的方法，达到“截水”效果；再利用化学浆，解决现有裂缝及施工缝渗水问题，达到“堵水”效果；后依据现行规范要求利用树脂水泥防水防腐密封材料+高分子复合防水卷材两道不同材料的柔性防水措施，以及配筋抗渗混凝土“盒装”刚性防水面层，刚柔相济，达到“防水”效果，有效治理地下室渗水现状(如图2所示)。

4.3 方案特点

上述处理方案既增加防水做法互补性，提高了防水的处理效果，又通过刚性面层为柔性卷材提高结构迎水面，解决了背水面防水施工的不利影响。还利用刚性配筋抗渗混凝土面层增强原有结构强度，解决因渗水导致的原结构强度减弱以及地下水压力增大的问题。

5 目前存在的不足

目前对于地下水防治已经获得了大量成果，但是，现有研究仍存在以下不足：

1)无法揭示降水引起的支护结构变形机理。

目前，关于开挖前降水过程中支护结构变形的相关研究较少，且缺少工程实测和理论分析，因此，无法得知土体开挖前的降水过程中是否会发生支护结构变形的现象，也无法明确其变形机理，提出有效措施控制或防止该变形发生。

2)治理对周边环境影响的重视程度不够。

由于地下水防治从专业分工、资金额度、工程建设风险等方面，在工程建设中所占比例均较小。因此，很多工程虽进行地下水控制，但未重视降水对周边环境的影响。比如降低地下水位，导致周边原有建筑地基土特性发生改变，从而导致基础不均匀沉降，上部结构开裂等，给社会造成不良影响。

6 结语

随着现代城市建设迅速发展，高层建筑地下工程越来越普遍，而地下水防治技术也将成为这些工程是否能够顺利施工并正常投入使用的关键与根本保证。因此，在新建工程以及加固工程的设计与施工过程中，需结合当地水文地质条件，从外部控制水源、内部加强防水两方面降低地下水对结构的影响。