超高层建筑工程地下室防渗施工质量管理分析

徐 胜 彭恩儒 何 亮 李 飞 黄 丰

地下室渗水一直是影响建筑工程施工质量的重点问题，超高层建筑尤其突出。建筑工程的地下室结构功能丰富，不仅具有日常使用功能，还担负着支撑整个建筑结构稳定性的功能，因此地下室结构的重要性不言而喻。为保证地下室防渗施工质量管理的有效性，在探究施工质量管理策略的过程中需要从多个角度进行考量，除地下室施工外，还应关注施工材料选择、地下室结构设计等内容。

1 防水抗渗材料质量控制

1.1 材料要求

在地下室结构中，防水层位于混凝土结构外层，能够防止地下水渗入混凝土结构内部，从而避免地下水侵蚀钢筋，提高超高层建筑工程地下室结构的稳定性。目前，防水材料主要有防水卷材和防水涂料两种，均符合超高层建筑工程地下室防渗施工需求，其中防水卷材的应用极为广泛，特别是高分子防水卷材；防水涂料相较于防水卷材而言具有延展性与可塑性，通过水化反应能够在混凝土结构表面形成防水膜，从而有效阻止雨水、地下水的渗透[1]。

1.2 材料选择

随着国内房地产业的快速发展，建筑防水施工为防水材料制造业的崛起提供了契机。但由于不同材料的性价比存在一定的差异，施工管理人员很难判断最理想的防水抗渗材料，因此在选择防水材料的过程中，施工单位应将良好的物理性能与施工便利作为选择的侧重点。例如，目前市场上的防水涂料众多，结合材料的性能与施工便利情况分析发现，环氧树脂类、有机硅类、水泥基类、丙烯酸酯类、氟碳类、聚氨酯类以及沥青类等均可以作为防水涂料应用于混凝土结构防水抗渗施工中。

施工材料的质量直接影响地下室防水抗渗的性能，除需要深入了解各类施工材料的优点及缺点外，施工单位还应保证施工材料的质量，严禁因追求高施工利润而应用低廉防水材料。施工单位在挑选防水材料供应商时应将材料性能作为首要条件，将材料的成本、厂家的信誉与生产能力等作为次要考虑因素。

1.3 材料监督与检测

超高层建筑地下室防渗施工监理人员在监督过程中应仔细核查各施工环节，保证所应用的材料满足地下室防水抗渗需求。在检测过程中应核查材料的存放情况、材料表层覆盖保护膜情况、材料的检测报告以及材料的施工工艺情况。

2 刚性防水抗渗混凝土质量的控制

建筑的地下室结构多为1 层，但在不同超高层建筑中地下室层数不定。在城市发展过程中，为了实现土地资源的有效利用，超高层建筑中会设计多层地下室。例如，重庆市的洪崖洞吊脚楼共11 层，1 楼出去是公路，坐电梯至11 楼楼顶走出去仍是公路；另外，还有深度高达39 层高楼的地铁站等，实现了地下资源的有效利用。但地下室层数愈多，结构距离地下水就愈近，混凝土的耐腐蚀问题就越严重，因此在地下室结构的设计过程中多会选择增加混凝土结构厚度来强化结构抵抗力，在降低裂缝发生概率的基础上实现防水抗渗与结构稳定的目标。

2.1 质量问题

在超高层建筑地下室结构施工过程中，施工人员大多会提前配备混凝土材料，并向其中加入刚性防水添加剂，但加入添加剂后的混凝土材料经运输后坍塌度有所降低，极易出现质量问题，进而影响地下室结构的施工质量[2]。

2.2 质量优化

如果从刚性防水抗渗混凝土材料的角度控制材料质量，那么在配制材料的过程中，施工人员应以地下室的环境因素为基础，合理选择水泥型号（如硅酸盐水泥与粉煤灰水泥等），筛选粗骨料的颗粒直径并核查砂石的含泥量以及材料配备的用水量。为明确刚性防水抗渗混凝土质量控制的要点，本研究进行了试验，并配制5 组混凝土，各材料的用量如表1 所示。

表1 各材料的用量

对1 ～5 类的混凝土进行养护，拟定养护时间为28 d，而后分别进行防水抗渗试验，试验结果如图1 所示。

从图1 可以看出，第1 组的混凝土渗水高度最显著，而加入JX 硅质抗裂防水剂的第2 组混凝土渗水高度较第1 组降低了71.3%，第3 组混凝土在加入JX硅质抗裂防水剂的同时加入了11.5 kg 纳米SiO2分散液，渗水高度较第1 组降低了75.8%，第4 组混凝土在加入JX 硅质抗裂防水剂的同时加入了17.2 kg 纳米SiO2分散液，渗水高度较第1 组降低了77.3%，第5 组混凝土在加入JX 硅质抗裂防水剂的同时加入了23 kg 纳米SiO2分散液，渗水高度较第1 组降低了77.6%。以上数据表明，在混凝土配制过程中加入JX 硅质抗裂防水剂与纳米SiO2分散液，有利于提升混凝土的防水抗渗性能。

图1 1～5 类混凝土的渗水高度统计（来源：作者自绘）

3 地下室结构防水抗渗设计质量控制

3.1 设计依据

在地下室结构设计初期，设计师应测评建筑工程的防水等级，并结合地下室所在区域的环境进行综合考量，内容涵盖超高层建筑的地下水位、当地的气温变化以及基层的土质情况等。

此外，设计师还应将地下室建筑工期、建筑成本纳入考量范围内，尽可能设计出多种结构并进行比对，选择出最优的建设方案。在施工过程中，设计师需及时与施工现场管理人员交互，实时掌握超高层建筑地下室结构的施工情况，及时考量施工能否满足预期的防水抗渗目标。

相较于地上建筑结构设计而言，地下室结构防水工程设计需要设计师熟知多领域知识且能够灵活运用，这样才能合理控制施工现场可能出现的交叉作业问题。另外，地下水浮力是设计师需要考虑的关键问题，设计师不仅要遵循现阶段国内的设计规范，还需总结以往的设计经验，以此确定地下室抗浮稳定系数[3]。

3.2 设计要点

（1）抗渗分级。设计师可通过添加防水剂保证地下室结构的紧密性，以提升地下室防水抗渗性能。一般情况下，设计师应以地下室的综合测评为基础，以地下室的具体位置为参照对地下室的抗渗性能进行分级，为混凝土材料的配合比提供明确指引。当地下室的深度小于10 m 时，抗渗等级为P6；地下室的深度在10 m ～20 m 时，抗渗等级为P8；地下室的深度在20 m ～30 m 时，抗渗等级为P10；地下室的深度大于等于30 m时，抗渗等级为P12。

（2）结构厚度。通过分析建筑地下室的相关细则可知，混凝土结构的最小厚度应为25 cm，而当混凝土结构厚度增加时能够提升整个结构的防水抗渗性能，设计师需结合地下室的深度适当增加混凝土结构的厚度。同时，设计师还应以地下室结构的使用年限为基础设计保护层厚度，保护结构内部钢筋不被锈蚀。

（3）结构强度。研究表明，混凝土的抗压强度会随着时间的推移而发生变化，当混凝土结构施工1 个月后，其结构的抗压强度将会得到显著提升；当施工2 个月后，其结构的抗压强度将会提升至90%左右，并保持一个相对稳定的状态。由于地下室结构后期才能承担超高层建筑的全部荷载，因此设计师可以2个月为期限去考量超高层地下室混凝土结构的强度。

（4）结构抗浮。如果附近其他建筑经常出现渗漏问题或多层地下室结构埋深低于该区域的地下水位线，那么设计师在确定地下水位的过程中需要考虑不确定因素，即以历史最高地下水位为基础，增加0.5 cm。地下室结构在土方开挖过程中有可能出现地下水涌入基坑的问题，因此设计师还应设计排水方案以应对最不利的情况[4]。

（5）施工缝。目前，在平缝基础上改造的企口缝与凸缝能够提升混凝土结构的防水抗渗性能，设计师可将其应用于超高层建筑地下室结构设计中。

4 地下室结构施工防水抗渗质量控制

4.1 混凝土浇筑质量控制

施工前，施工管理人员应结合超高层建筑地下室防水工程的施工要求，参照地下室结构的施工图纸制订施工计划，并召开集体会议保证每一位参与人员均能明确具体的施工安排。同时，施工管理人员应仔细核查施工现场所需的施工材料。当施工人员应用配制好的混凝土浇筑面积相对较大的地下室结构顶板、底板以及侧墙时，需要控制地下室的内外温差，降低混凝土结构发生裂缝的概率，并通过覆盖薄膜减少混凝土结构表面的水分蒸发。

在施工养护阶段，混凝土浇筑后养护时间大致为14 d ～28 d，而对于地下室中一些特殊位置的养护时间需要设定为28 d。当养护结束后，管理人员应组织施工人员立即制作防水层，尽可能减少混凝土结构外露的时间。

4.2 防水抗渗施工质量控制

超高层建筑地下室结构防水抗渗工程施工前，施工单位需要结合地下室的深度、周围的环境以及地下水位等确定地下室的抗渗等级，并结合防水抗渗材料的厂家信誉、生产规模和产品质量等科学选择施工材料。

在施工过程中，要求施工作业人员能够规范作业，如防水卷材需要按顺序铺贴并保证粘结剂涂刷的均匀性。同时，施工管理人员在现场监督过程中应将拐角、节点等位置作为监督侧重点。地下室结构侧墙的防水抗渗施工一般采取喷涂与刷涂两种方式，但施工后需要对防水层做好保护措施，若后续施工环节中破坏了侧墙防水层，则需要及时修复，以保证侧墙防水效果。

超高层建筑地下室结构的防水层大多在混凝土结构外，此种设置方式有利于发挥防水层的抗渗作用，延长地下室结构的使用年限，但在具体施工过程中仍应注意以下几点内容：第一，当室外温度较长时间低于5 ℃时，不应进行地下室防水层施工；第二，管理人员应仔细核查预留孔洞与穿墙管线，防止因后凿孔洞而造成防水层返工；第三，施工中避免因电焊、泵送浇筑等施工作业破坏防水层[5]。

4.3 抗浮

在超高层建筑地下室结构施工过程中，地下室的底板将受到地下水的向上压力，影响地下室结构顺利施工，且极易降低混凝土材料的防水抗渗性能。目前，地下室结构的抗浮措施主要分为被动抗浮与主动抗浮，前者主要侧重于增加工程自重或采用锚杆抗浮法提高地下室结构的抗浮能力，后者主要在地下室周围或者底部布置泄水孔，通过泄水减压降低地下室的水位。

5 结语

通过本文论述可知，超高层建筑地下室防水抗渗工程的施工质量管理不能局限于防水层的施工管理，施工管理人员应立足于整个地下室结构的施工环节，将控制混凝土结构的防水抗渗性能贯穿于整个超高层建筑地下室结构施工中，从而全面、系统地提升地下室结构的防水抗渗性能。