高层建筑地下室防水施工质量控制

张晓博

（中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350）

1 引言

1.1 研究背景

随着城市中人口的不断增加，城市里可用的地上空间逐渐减少，为提高人们的生活质量，地下室工程随之发展起来。但作为地下工程，地下室的建设难度较大，对于整个工程的质量而言，地下室的防水工程是极为重要的影响因素。混凝土在硬化时若表面温度和内部温度出现允许范围内的温差时，将会导致裂缝的出现，使其结构出现破坏，若此时防水工程出现问题，那么将会导致地下室结构出现漏水现象，对整个工程的安全性造成影响。因此，为确保工程的施工质量以及安全，必须控制好地下结构的防水效果。

1.2 混凝土防水涂料研究现状

当前，地下室结构的防水主要包括涂刷防水材料进行防水以及依靠混凝土自身进行防水。本文将针对其中的防水涂料展开研究。在混凝土的表面涂刷防水材料，能够使混凝土的表面耐侵蚀性能得到较大的提高，从而提升混凝土的使用寿命。当前，基于不同的成膜物质，防水涂料可以划分为以下几种： （1）环氧树脂类：主要由改性环氧以及其他助剂组成，该种涂料能够有效的填充混凝土内部细小管道，形成相应的阻障，从而起到防水的目的。但该种材料存在低温下难以固化以及抗紫外线性能较差等缺点。 （2）水泥基类：主要由水溶性硅酸盐组成。其主要通过与混凝土中的氢氧化钙发生反应，形成细小晶体堵塞孔隙的方式进行防水。该种材料有着较好的环保性能，但存在较大的脆性，容易出现断裂等情况。 （3）沥青类：其主要由多种复杂的化学物质组成，有着较好的抗腐蚀性能等，近年来有着较为广阔的发展前景。

1.3 研究目的及意义

刚性防水混凝土难以较好的确保早期强度，因此为确保防水工程的施工质量，必须提高地下室所采用的刚性防水混凝土的性能指标。基于此，本文在前人的研究基础上，更加深入的分析研究防水涂料所产生的影响，再对地下室施工时的质量控制技术进行论述，以期为后续施工提供参考。

2 防水涂料的影响

因长期处于地表以下部位，建筑地下室需长期承受压力，故要求建筑地下室的结构具备抵抗渗水压力的性能，其不仅体现在混凝土需包含有较好的防水能力，还体现在其之上的防水材料的施工［2］。只有确保两方面施工的质量，才能确保建筑地下室能够满足使用寿命的要求。

基于当前建筑地下室的常用混凝土材料，本文选用普通的C40混凝土作为研究对象，其所使用的配合比为：450水泥，635砂，1235碎石以及180水。本文将针对该种混凝土材料，研究分析其防水抗渗性能和防水涂料之间的关系。

为开展更加深入的研究，本文共进行了两种试验，分别为吸水试验以及抗渗试验。在吸水试验中，使用的是100×100×100mm的试件，在100℃的温度环境下进行48小时的加热，并当其降温到20℃的时候，采用石蜡对其进行密封，之后再对其开展吸水试验。具体试验流程如下图1所示；在抗渗试验中，针对其抗渗性能，本文使用的是逐级加压的方式进行测量，首先将试验材料放置到抗渗仪上，并以0.8小时为间隔，从0.1mpa逐级向上增压0.1mpa，将各组混凝土中有透水现象出现时的水压记录下来，此次试验采用的试件为185×175×150mm3的尺寸，从试件脱模开始算起后的第28d即可开展抗渗试验，具体流程如下图2所示。

图1 混凝土吸水试验方案

图2 混凝土抗渗试验方案

2.1 吸水试验结果

对于混凝土材料的吸水特性而言，在其未涂刷防水材料时，养护龄期是其重要的影响因素［3］。为进一步探讨两者的关系，本文在正式试验前，针对不同的养护时间开展了吸水试验，所得结果如下图3所示。

图3 C40不同龄期混凝土吸水曲线

对四小时内的数据进行拟合分析所得结果如下图4所示。拟合所采用的直线方程为：

式中：y-混凝土累计吸水量；x-实验开展时间；a-初始含水量；b-吸水系数。

方程中的参数a和b取值如表1所示。

表1 拟合直线参数a和b

所得结果如图4所示。为使试验结果更加直观，本文将试验结果进行了拟合。

图4 C40不同龄期混凝土拟合曲线

根据试验结果可知，对于混凝土的吸水量而言，整体来看，龄期不同时其随着时间的不断增加均表现出线性的变化趋势，但在经过4小时的吸水之后，混凝土基本能够达到饱和状态，从而稳定下来。

针对不同的龄期而言，其各自的变化大小则有所不同［4］。在混凝土中，3天龄期的有着105g的最大吸水量，28天龄期的有着36g的最小吸水量。从刚开始到第二个小时以内，14天和28天养护龄期的混凝土有着相似的养护龄期，但随着时间的增加，相比于28天养护龄期的混凝土，14天养护龄期的混凝土有着更多的吸水量。并且，相比于3天养护龄期的混凝土而言，大于3天养护龄期的混凝土有着更低的吸水量。

通过拟合后的结果可以看出，在表中3d龄期的混凝土有着较高的吸水系数，为22.750，在28d龄期下，混凝土有着较低的吸水系数，为10.233。因此，综上分析可知，对于混凝土的吸水性能而言，养护龄期对其有着重要影响。

基于上述研究，本文选取了3天和28天养护龄期的混凝土作为研究对象，以探讨对于混凝土的吸水性能而言，在添加了不同的加固士涂料之后对其所产生的影响。所得结果如图5所示。

图5 3天龄期混凝土拟合曲线

整体上看，混凝土的吸水量和佳固士的涂量成大致的线性变化趋势，并在4小时之后混凝土的吸水达到饱和状态，从而保持稳定。相比之下，未涂刷防水材料的混凝土有着最大的吸水量，400ml涂量的混凝土有着最小的吸水量。从刚开始到2小时的时候，400ml和300ml涂量的混凝土有着基本相似的吸水量变化，但随着时间的推移，相比于400ml涂量的混凝土，300ml涂量的混凝土的增长趋势更多。相比于未涂刷防水材料的混凝土，涂刷了防水材料的混凝土有着更小的吸水量。综上可知，对于混凝土的抗吸水性能而言，涂刷防水材料能够使其得到一定的增强。

综合龄期和防水材料涂量的研究结果可知，其养护龄期对于吸水量以及吸水系数有着较大的影响，并且在养护初期，混凝土有着较大的吸水量和吸水系数，且该系数在后期逐渐降低，并趋于稳定。故应加大对混凝土初期养护的重视程度，以提高其防水抗渗性能。防水材料的涂刷也使其性能得到一定的提高，但混凝土的吸水系数在一定的涂量下保持稳定，此时的涂量作用有限。

2.2 抗渗试验结果

随着不断增加的防水材料的涂量，混凝土的抗渗强度不断提高。混凝土的抗渗强度在较低的涂量下仅有较小的增量，在400ml/m2的涂量下，混凝土有着较为明显的抗渗强度增加量。对于混凝土的第二次抗渗强度而言，涂刷防水材料与否有着较为显著的抗渗能力差距，其原因在于该混凝土有着较好的密实性，仅存在较少的内部空隙，有着较高的水泥含量，而防水材料能够和水泥形成硅酸钙凝胶，从而使得空隙得到填补，使其抗渗强度有所提高。不同防水材料，掺量下混凝土的抗渗强度见表2所示。

表2 不同防水材料掺量下混凝土的抗渗强度

3 防水施工质量控制

为确保地下室的施工质量，以便于其设计功能的充分发挥，在具体施工时应对其各个施工环节和步骤进行控制。对于地下室结构而言，因其长期处于潮湿环境下，因此其防水性质较为复杂，对于建筑结构物的安全性而言有着较大的影响，因此在施工时应该重视地下室结构防水工程的质量。

3.1 沉降缝处理

多数情况下在地上主体周围均设置有地下结构的沉降缝，以用于避免在不同结构自重下而产生较大的沉降差异。但对于沉降缝而言，常常因为结构尺寸等因素而使其难以开展相应的施工，导致沉降缝中有新裂缝出现，进而产生渗漏现象［5］。此时为提高混凝土和沉降缝之间的紧密程度，可采用不锈钢钉的方式对橡胶带进行固定，并通过双面胶在完成浇筑的混凝土表面上进行聚乙烯泡沫板的黏贴，在施工时需要确保聚乙烯泡沫有着牢固的粘结，无法进行左右的移动，最后再浇筑另一侧混凝土。等到结构沉降满足要求之后，即可密闭施工沉降缝。首先对于松散分布于沉降缝中的泡沫板应及时去除，而对于平整分布的则应通过凿毛的方式进行修理，其次应将沉降缝中的大块杂物及时清除，并采用清水进行清洗，但需确保缝隙中不能有积水存在，然后再在沉降缝中涂刷混凝土水泥浆液，最后再浇筑和振捣缝隙中的混凝土。

3.2 浇筑质量控制

在未对混凝土进行搅拌之前，在取样原材料时需先对其各项指标进行检测。在配合比确定之后，还需进行材料的适配，以确定合适的施工路线以及掌握好浇筑的时间，并寻求符合条件的配合比［6］。因为对于搅拌站而言，多数时候是在露天条件下存放材料，因此天气等因素对其有着较大的影响。故在进行施工搅拌时应随时对其含水量进行测量，保证水灰比符合设计情况。此外，对于有外加剂的需通过适配来确定其性能要求。当前多数商品混凝土需经过长途运输才能去到现场，因此对于混凝土而言，进行二次搅拌来使其满足浇筑要求至关重要，该种方式能够使混凝土离析的情况得到有效避免，以提高其流动性能。对于有着较高防水要求的地下工程而言，可通过在混凝土加入特定高强度纤维的方式增强其抗破坏性能。在混凝土浇筑施工时，需确保有人进行看守，避免出现漏振和过振情况，若发现有松动的模板，则需对其进行加固处理，此外，浇筑时的方向以及速度也需进行严格的控制，避免因浇筑事故而导致接缝出现。

对于较大体积的顶底板等位置，在施工时需对室内外的温度进行控制，如混凝土在搅拌时需采用冷水等。对混凝土温度进行控制，并及时对其开展相应的养护能够有效的避免裂缝的出现，故在完成混凝土的浇筑后仍需对其内外温差进行监测，以确保其始终处于允许范围内。同时，混凝土在浇筑时需考虑天气和风力的影响，对于浇筑成型后有着表面泌水情况的混凝土需使用薄膜控制水分的流失，对于混凝土的养护而言，可通过覆盖薄膜和喷洒养护剂的情况进行养护，并需确保其有着14d以上的养护时间。对于存在施工缝等的特殊位置则需确保其养护时间在28d以上。此外，需关注地下水的变化情况，在开始施工之前应合理设置相应的降排水装置。在结束施工之后，需及时设置防水层等，使混凝土外露时间最短。

3.3 防水材料施工控制

在施工前需根据设计要求选取防水材料。对于防水卷材而言，在铺贴时需严格按照顺序进行，并在其上均匀涂刷粘结剂，并注意搭接位置粘结质量，卷材防水层在施工后需具备足够的平整度。涂料要均匀涂抹，针对部分特殊部位则可采用小型滚刷进行涂抹，从而避免有结构缝隙出现。根据设计要求施工相应的涂刷厚度和次数，并确保其含水率满足要求。对于侧墙外部的防水，可通过如下方式进行控制，首先需选择恰当的材料，若选取的是柔性防水材料，则需确保其耐刺穿性等满足设计要求，此外，需确保防水基层的强度以及平整度等满足要求。可通过喷涂等方法进行防水层的涂抹，并需确保其保持平整。在完成施工之后，需确保其质量满足检验要求，在完成防水层的施工之后还需采取相应的保护方法，避免后续施工对防水层造成破坏。最后，应确保在土方压力的作用下，材料的强度能够对其产生有效的抵抗。

4 结语

因无法确保普通刚性防水混凝土的早期强度，故需提高地下结构物常用的刚性防水混凝土的性能。在此基础上，本文对防水材料和混凝土吸水量之间的关系进行了研究，所得结论如下：随着不断增加的养护龄期，混凝土的吸水性能不断降低，并且在7d的养护龄期内，混凝土的吸水性能有着较大的降幅，后期降幅逐渐减小并趋于稳定；随着不断增加的佳固士涂刷量，混凝土的吸水性能逐渐弱化，混凝土的吸水量在400ml/m2的涂量下有着最大的降幅，但其吸水系数的变化则较小，即随着不断增加的佳固士涂刷量，混凝土的抗渗性能不断提高；地下防水工程的质量好坏主要取决于防水混凝土的应用，在施工时应注意对各个节点质量的检查。