建筑防水节点构造标准化在地下防水工程中的应用

左世伟 李兴龙 孟垠坤 王 旭 王天恒

（中建七局第四建筑有限公司，陕西 西安 710016）

0 引言

在地下工程中，由于地下结构与土体直接接触，而土体为三相介质，地下水在压力作用下不断地作用于结构的防水体系，如果建筑物在不均匀沉降条件下导致防水失效，或者防水节点处理不恰当，导致节点防水性能失去整体封闭效果，地下水则会渗入地下室，影响其施工性能。一般来说，地下室防水性能的关键在于防水构造节点的施作效果，防水节点主要包括结构穿管位置、结构底板和墙体根部。在现有的防水体系中，应用于防水节点构造的防水方式主要是采用结构自防水和柔性防水相结合的方式进行。

1 建筑地下工程中防水节点构造标准化施工

建筑地下结构的防水工程属于隐蔽性工程，它是将地下室或地下结构物外轮廓形成闭合的整体，防止地下水的侵蚀，一旦防水体系失效，将引发的地下结构渗漏，同时针对防水结构的修复存在较大的技术难度，需要耗费巨大的成本费用。节点构造在受到外力以及结构不均匀沉降作用后极易引起防水体系的破坏，这是因为在外力作用下，节点属于地下结构的薄弱环节，极易形成应力集中，使防水体系受到附加荷载而破裂，结构不均匀沉降则易造成节点防水体系的拉扯，同时出现结构性的裂缝，使地下水侵蚀结构导致防水失效，因此有必要对防水节点的施工进行标准化研究，以规范节点的施工工艺，提高节点施工质量。目前，针对建筑结构节点构造的防水处理主要集中在3 个方面，分别是防水卷材的节点构造设计、防水卷材的防水性能以及节点构造的标准化施工。

与建筑物其他地方的防水不同（例如屋顶防水），标准化的建筑地下工程防水体系对防水材料的性能要求具有特殊要求，如果使用聚酯毡胎体的防水卷材，其纵横向的拉力不小于800 N，最大拉力时的延伸率不小于40%；如果使用玻纤胎体的防水卷材，其横向拉力不小于300 N，纵向拉力不小于500 N。在不透水性方面，防水材料能够在压力0.3 MPa 时能够保持30 min 不透水；在低温柔度方面，当-15 ℃时，3 mm 厚的防水材料能弯折半径15 mm，4 mm 厚的防水材料能弯折万金25 mm，弯折180°达到3 s不会出现裂纹。

在地下工程中，针对防水节点的特殊构造，预先对防水卷材使用现场制作热压，并与大面积的非特殊节点的防水卷材进行配套使用。一般来说，地下工程特殊的防水节点有4 种类型，分别是防止混凝土伸缩开裂而设的伸缩缝防水节点，保证混凝土结构整体合一性以及满足分块浇筑而设的后浇带防水节点、墙体内预留的管道和孔洞防水节点、基础梁以及集水坑等位置处的阴阳角防水节点。

在后浇带及伸缩缝防水节点构造标准化施工中，防水卷材标准将与现场制作卷材的搭接长度不小于250 mm，节点构造标准件需要设置成褶皱状，以避免由于建筑物的不均匀沉降导致的伸缩缝或后浇带的不均匀变形，进而引起防水材料拉扯开裂，褶皱的形成方式一般采用电热棒加热制作，也可以通过人工施压或者机械挤压的方式制作。铺设时，节点标准件由于褶皱的存在，会与混凝土垫层之间存在空隙，应采取建筑密封膏将其填满，随后施作细石混凝土保护层、二期混凝土以及背水面防水砂浆层；在穿墙管防水节点构造标准化施工中，节点标准件与大面积现场制备的防水卷材之间应预留≥250 mm 的搭接长度，预埋直径的管件与预留孔洞之间存在一定的空隙，应采用建筑密封膏将其封填；在建筑地下工程阴阳角防水节点构造标准化施工中，阴阳角垫层一般呈45°或90°且圆顺，因此防水卷材节点标准件可以采用热压方式将卷材制作成45°或90°，并与250 mm 的长度与现场制备的大面积防水卷材进行搭接。

2 防水节点构造标准化现场制备防水卷材的性能测试

2.1 现场制备防水卷材性能要求及测试方法

在地下工程中，由于涉及的建筑防水节点存在不规则性，防水性能要求高，因此多采用现场制备防水卷材的方式进行施工。然而，这些防水卷材的物理力学性能也应该复合现行国家标准或规程的要求，现场制备的SBS 沥青防水卷材的物理力学性能指标应满足以下要求：1）在可溶物含量方面，4.5 mm 厚的防水卷材可溶物含量大于3100g/m。2）在耐热性方面，防水卷材在115℃的高温下不发生流淌、不发生滴落现象。3）在纵横向的最大峰拉力方面，拉力不小于210N/cm。4）在纵横向最大峰时延伸率方面，延伸率不小于50%。5）在撕裂强度方面，撕裂拉力不小于450N。6）在低温柔性方面，在零下30℃，防水卷材不出现裂缝。7）在不透水性方面，防水卷材能在0.4MPa 水压力持续2h 作用下不透水。8）在受剪切状态下的黏合性方面，防水卷材的黏合力≥10N/mm。9）在保护层混凝土与防水卷材黏结强度方面，两者的黏结强度不小于0.1MPa。10）在纵横向热处理尺寸变化率方面，其尺寸变化率为±5%。

为此，在现场制备标准化的SBS 沥青防水卷材，使用的是SBS 改性沥青胶料，胶料的配合比为沥青33%、石粉25%、添加剂19%、油12%、SBSII8%、SBSI3%。选用的沥青为100#沥青，25℃时的针入度为8mm～10mm，延度不小于90cm，软化点为42℃～52℃，溶解度不小于99%，闪点不小于230℃，含水率小于0.5%；选用的防水卷材胎基为250 浸油聚酯胎基，其单位面积的质量为1065g/m，横向断裂拉力不小于800N，纵向断裂拉力不小于900N，横向断裂延伸率不小于35%，纵向断裂延伸率不小于32%，含水率量不大于1.5%。

为测试现场制备的SBS 沥青防水卷材的物理力学性能，制备不同涂盖层厚度的卷材进行最大拉力值与最大拉力时的延伸率值测定，涂盖层厚度分别设定为5mm～8mm，增量厚度为1mm，共4 个厚度等级，试验测试组数均为10组，并求10 组不同涂盖层厚度下的拉力与延伸率的平均值，作为SBS 沥青防水卷的评价指标。最大拉力值与最大拉力时的延伸率测试均采用电脑控制的万能试验机进行测试，试验取样为300mm×50mm，测试方法和测试流程均按照《弹性体改性沥青防水卷材》（GB18242—2008）和建筑防水卷材试验方法（GB/T328—2007）进行，试验时用夹子将试样夹住，电脑输入固定的速率，按照均匀的速度控制万能试验机对试样进行拉伸，直至试件拉伸断裂，并用游标卡尺进行测量。

2.2 防水节点构造标准化现场制备防水卷材试验结果分析

表1、图1 为现场制备的不同涂盖层厚度的SBS 沥青卷材最大拉力时的延伸率测试结果。从表中可以看出，当SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度为5mm 时，其最大拉力时的延伸率值变化范围为44.95%～50.83%，最大拉力时的延伸率平均值为48.78%；当SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度为6mm 时，其最大拉力时的延伸率值变化范围为46.43%～52.14%，最大拉力时的延伸率平均值为49.41%；当SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度为7mm 时，其最大拉力时的延伸率值变化范围为47.12%～51.93%，最大拉力时的延伸率平均值为49.90%；当SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度为8mm 时，其最大拉力时的延伸率值变化范围为46.24%～51.81%，最大拉力时的延伸率平均值为50.04%。从图中可以看出，随着SBS 沥青防水卷材涂盖层厚度的增加，其最大拉力时的延伸率平均值呈非线性增加，从48.78%（5mm）逐渐增加到50.04%（8mm），增加幅度为2.58%。

图1 现场制备的不同涂盖层厚度的SBS沥青卷材最大拉力时的延伸率测试结果

表1 现场制备的不同涂盖层厚度的SBS 沥青防水卷材最大拉力时的延伸率测试结果（单位：%）

表2、图2 为现场制备的不同涂盖层厚度的SBS 沥青卷材最大拉力测试结果。从表中可以看出，当SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度为5mm 时，其最大拉力变化范围为1665.00N～2123.74N，最大拉力平均值为1876.09N；当SBS沥青防水卷材的涂盖层厚度为6mm 时，其最大拉力值变化范围为1695.95N～2047.29N，最大拉力平均值为1871.04N；当SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度为7mm 时，其最大拉力值变化范围为1653.34N～2036.99N，最大拉力平均值为1874.61N；当SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度为8mm 时，其最大拉力值变化范围为1672.74N～2037.96N，最大拉力平均值为1894.85N。从图中可以看出，随着SBS 沥青防水卷材涂盖层厚度的增加，其最大拉力平均值也逐渐增加，但是增加的幅度非常缓慢，最大拉力的增长可以忽略不计。

图2 现场制备的不同涂盖层厚度的SBS 沥青防水卷材最大拉力值测试结果

表2 现场制备的不同涂盖层厚度的SBS 沥青防水卷材最大拉力值测试结果（单位：N）

3 防水节点构造标准化现场制备防水卷材应用效果

以陕西省西安市某建筑工程防水施工为例，将SBS 沥青防水卷材应用建筑施工后浇带及伸缩缝等防水节点的施工，SBS 沥青防水卷材的涂盖层厚度设计为6 mm，其他物理性能指标如第2.1 小节。分别对后浇带、伸缩缝的抗渗强度进行测试，测试时间分别为施工后1.0h、2.0h、8.0h、14.0h、20.0h。测试结果表明，后浇带的抗渗强度在1.0h 时为0.9MPa，在2.0h 时达到1.1MPa，在8.0h 时达到1.4MPa，在14.0h 时达到1.5MPa，在20.0h 时为1.5MPa；伸缩缝的抗渗强度在1.0h 时为0.8MPa，在2.0h 时达到1.0MPa，在8.0h 时达到1.6MPa，在14.0h 时达到1.8MPa，在20.0h 时为1.8MPa。由此可以看出，SBS 沥青防水卷材在防水节点构造标准化施工中表现出良好的抗渗性能，在施工后1.0h后，其抗渗强度可以大于0.5MPa，满足防水要求；SBS 沥青防水卷材的抗渗强度随着完工时间的增长，呈现出先较快增长后逐步趋于稳定的趋势，表明在防水节点构造标准化现场施工中，应在防水卷材的施工早期进行质量控制，可以达到较好的防水效果。

4 结论

该文以建筑地下工程中的防水节点构造施工为研究对象，将施工工艺分析与室内试验测试相结合，对建筑工程防水节点构造标准化以及防水材料的性能进行研究，得到以下3 个结论：1）地下工程特殊的防水节点有4 种类型，分别是防止混凝土伸缩开裂而设的伸缩缝防水节点、保证混凝土结构整体合一性以及满足分块浇筑而设的后浇带防水节点、墙体内预留的管道和孔洞防水节点、基础梁以及集水坑等位置处的阴阳角防水节点，提出了各建筑防水节点构造的标准化施工工艺。2）在室内试验中，分别测试了涂盖层厚度为5mm、6mm、7mm 和8mm 的现场制作SBS 沥青防水卷材最大拉力值，结果表明，随着SBS沥青防水卷材涂盖层厚度的增加，其最大拉力平均值也逐渐增加，但是增加的幅度非常缓慢，可以忽略不计。3）在室内试验中，分别测试了涂盖层厚度为5mm、6mm、7mm和8mm 的现场制作SBS 沥青防水卷材最大拉力时的延伸率平均值，结果表明，随着SBS 沥青防水卷材涂盖层厚度的增加，其最大拉力时的延伸率平均值呈非线性增加，从48.78%（5mm）逐渐增加到50.04%（8mm），增加幅度为2.58%。