建筑工程地下室防渗漏技术研究与应用

何文学 刘长清 范炳权

（四川航焱建筑工程有限责任公司，四川 成都 530028）

0 引言

建筑工程地下室裂缝产生的原因多种多样，包括荷载裂缝、温度裂缝、干缩裂缝、腐蚀裂缝、沉降裂缝等[1]。国内外对地下室裂缝还没有进行针对性控制的专门措施。该文结合混凝土材料性质及现场施工实际情况，对建筑工程地下室情况进行了施工工艺总结，提出了防止混凝土结构地下室开裂的施工技术。

1 国内外研究现状

目前国内外相关技术主要包括设置后浇带、膨胀加强带和间歇式加强带，并掺加粉煤灰、聚丙烯纤维和外加剂[2]以优化混凝土配合比；采用防水混凝土，设置后浇带。由于连续膨胀加强带耐震抗裂，有利于环保，因此目前更多的是采用连续膨胀加强带来代替传统施工的后浇带[3]。然而，目前行业内采用的加强带还停留在比较初级的阶段，不能满足大型建筑工程的需要，通常还需要不断增加其他措施来提高建筑的防水效果。

2 混凝土开裂渗水及控制技术应用

2.1 混凝土工作及开裂模式

根据GB50496—2018《大体积混凝土施工标准》[4]中外约束系数（如公式（1）和表1 所示），混凝土浇筑体的约束系数Ri（t）、地基阻力系数Cx和浇筑长度成正比，与浇筑体厚度和当量弹性模量E（t）成反比，约束系数越大，开裂风险越高。如公式（1）所示。

表1 地基阻力系数标准值

式中：L为混凝土浇筑长度，单位是mm；H为混凝土浇筑体的厚度，单位是mm；Cx为地基阻力系数，单位是N/mm3。

混凝土徐变特性和大体积浇筑引起的水化热反应等可能造成混凝土裂缝，这些裂缝会以各种不同情况出现，如图1 所示。

图1 裂缝不同类型的走向示意

2.2 防水渗透试验及数据分析

为准确反映地下室渗水工况，该文进行了防水渗透测试试验[5]。选取抗裂硅质型防水剂和混凝土试块进行抗渗试验，有关材料数据见表2。

表2 混凝土试块参数表

渗水方式是把试块进行淋水和浸泡，通过28d 的养生时间后观察试块的浸湿范围。试验结果对比如图2 所示。

图2 混凝土试块渗水浸湿面积统计图

由图2 可知，1#、5#渗水面积最大，均在40cm2以上，而2#、3#这2 块试件则表现出较强的抗水性，4#、6#试块居于中间。对渗水面积的多少，规范中并没有明确定义。该文为分析地下室防渗漏及其应对措施，将渗水面积超过30cm2的试块检验结果认定为质量不合格，需要防渗加固。6 件试块的测试结果的详细数据统计见表3。根据表3 绘制数据散点图，并将渗水情况趋势线连接绘制，如图3 所示。

图3 不同时间段混凝土试块累计吸水量趋势图

表3 混凝土累计吸水量岁龄期增长变化统计表

从图3 可以看出，养护3d 到养护28d 后的效果显示，整体吸水情况呈上涨趋势并且大致服从线性分布趋势。随着时间的增加，后期试块的吸水率增长相对较小，更多的是来自于早期的阶段[6]，因此在实际施工过程中应重点考虑对地下室结构的初期防水。

3 施工渗漏点分析

3.1 渗漏及开裂排查

南充市铁投·锦绣澜庭项目所处的建筑地下室工程混凝土配合比见表4。在该配合比之下，所有地下室结构施工均按表4 进行。施工后发现渗漏情况，具体见表5。

表4 混凝土配合比

表5 渗漏排查汇总表

表5 数据表明，渗漏现象非常显著。为全力排查渗漏原因，该文进行了有关混凝土材料的试验分析。将现场同配比的混凝土试块进行同条件养护，然后进行立方体抗压试验、轴心抗压试验、单轴拉伸试验和单轴压缩试验。压缩急拉伸试验加载方式如图4、图5 所示。

图4 拉伸试验加载方式

图5 压缩试验加载方式

拉伸试验加载均采用波浪形线性增加，再线性卸载[7]。通过试验得出如下结论：1）地下室混凝土结构的基本力学试验表明，从混凝土开始承受轴载作用时便出现不同程度的自损伤，导致混凝土内部出现不同程度的裂缝。2）为了更好地解决裂缝问题，从混凝土材料自身徐变问题入手，进一步探究徐变影响及控制徐变造成的影响。3）通过取消后浇带，对地下室的渗漏点进行全面检查，并改用膨胀加强带的方式来改进地下室渗漏质量问题。

3.2 质量问题分析

由于地下室外墙整体属于薄壁结构，本身防水性能有限，因此施工中选用模板时必然会用到对拉螺栓。当混凝土浇筑不连续进行时，就会出现冷缝，进而形成天然的空隙。地下室外墙开裂模型如图6 所示。

图6 模板及钢筋对地下室外墙结构开裂扰动的形成模型

考虑混凝土徐变，运用极限收缩法进行膨胀加强带的极限拉应力计算。需要先计算温差。将现场浇筑温度取平均值T=23℃，根据公式（2）进行混凝土收缩徐变的应力计算。

以90 天（t=90）为例计算混凝土的收缩徐变，可以得出总温差在-41.6℃。这个计算结果表明，在地下室结构施工完成后的3 个月内，混凝土的温差将达到40℃，这样大的温差会直接引起混凝土开裂，进而出现渗漏现象。

3.3 防渗漏技术研究

通过将传统施工方法中的后浇带改进为连续膨胀加强带+间断钢板止水带的组合形式，并通过优化混凝土顶板施工的材料配合比等方式进行施工工艺的改进，有效利用钢筋与混凝土的共同作用机制。通过掺加粉煤灰、聚丙烯纤维等外加剂措施优化混凝土配合比，降低大体积混凝土的水化热，增强混凝土的抗裂性能，同时提高混凝土的密实性和浇筑过程的可操作性。钢板止水带和膨胀加强带的组合使用结构示意图如图7 所示。

图7 膨胀加强带+钢板止水带施工技术结构图

3.5 工程应用

该文依托四川省南充市铁投·锦绣澜庭项目五标段工程项目进行施工应用，设防体系采用结构自防水+卷材防水层（外防）+构造防水体系，对地下室设置膨胀加强带，并结合混凝土自身防开裂相关原理和配合比进行优化设计，将该项目施工的地下室渗水情况数据进行统计对比，检查渗漏处提升情况，见表6。

表6 地下室渗水检查统计对比表

从表6 可以看到，该文所述技术手段可以较好地改善整个地下室渗漏问题，表明该文对混凝土材料的性能研究所推出的渗水、吸水等材性规律、混凝土结构受载后的力学效果及防水规律是客观、科学且有效的，能够在实际工程运用中得到验证。

4 结论

建筑工程中地下室发生渗漏时，应当对混凝土材料做出充分的材性分析，选取适当的配合比，同时采用连续膨胀加强带与间断式钢板止水带的形式进行布置，可有效改善房屋渗漏状况。由于结构养护中期及后期，整个工程的防水质量将不再大幅度上升，因此在实际工程应用中，应当在结构施工初期阶段密切关注防水、防护措施的使用。