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地下防水失效根源何在 

2016-10-28 11:43:16来源:中国建设报编辑:郭梦基

  传统防水材料如SBS改性沥青油毡之类的卷材、各种防水涂料等在地下工程失效是必然。基础底板即使为自防水混凝土,也因为挠曲裂缝而出现进水侵蚀钢筋混凝土等现象。而尽管CPS比SBS类传统材料的防水适应性要好,但它并不能解决世界混凝土密封防水的难题,也并非革命性产品。

  地下工程在竣工后很快出现渗漏现象,已是尽人皆知的严重工程问题。从国家新闻报道和相关文章及宣传资料中可以看出,这类问题已占到所建工程六至八成。另据称,德国和日本的同类问题约占33~35%。可见地下工程防水失效是普遍性问题,在工程设防标准和施工质量大幅提高的情况下,地下工程防水问题仍是目前影响工程使用和工程寿命的重要因素。

  过去,人们一直认为混凝土应当为“永久性材料”。但是,通过实践人们逐渐认识到,混凝土在地下工程中会受到地下水侵蚀,其耐久性会受到影响。现在我国地下水特别是浅层地下水受污染严重,对混凝土、钢筋的侵蚀不容忽视。那么,地下工程防水失效的根源究竟何在?如果不能彻底弄清楚这个问题,防水材料的设计制造以及工程设计与施工就无法保证防水问题的有效解决。从2004年开始发现、研究和争论至今,这个问题还没有真正解决。

  此前媒体文章《首都机场T3A地下室局部渗漏治理》称,工程随着交工就出现渗漏现象,捷运通道部位1米左右厚度的基础底板渗漏积水1~3厘米,渗漏点约占该工程后浇带部位的5%;该部外墙面渗漏点约占施工缝部位的10%。此工程不可谓不重要、资金不可谓不足,其设计与施工质量更不容置疑。而如此严重的防水失效问题,始终聚焦着人们急切而忧虑的目光。人们要问,一米厚的自防水混凝土基础底板和下部再加上防水层,为什么不能有效承担防水使命?

  众所周知,地下建筑防水材料处于混凝土垫层与保护层之间,上面是混凝土基础,由上下两面混凝土紧密夹护。如果此处的混凝土是稳定不变和牢不可破的,那么夹在其中的防水材料无论什么材料、无论能否粘接,都绝对不会出现材料破损以及防水失效的问题。其所以失效,首先就是因为防水材料出现了破损、开裂或者脱落。而防水材料出现破坏的惟一原因就是防水材料赖以存身的工程环境即上下混凝土体出现了变形、开裂和破损,直接导致了渗漏。那么,混凝土基础和混凝土垫层会不会出现此类变形和破坏?进一步说,此混凝土体存在多大的变形破坏概率?这应是分析研究防水失效问题的关键切入点。

  首先,分析防水层上部的建筑基础变形情况。建筑物地基基础的变形是必然的。其变形量是经过计算控制在规范允许范围内的。表现在:平面布局较为规整的建筑物,大多呈锅底型沉降变形;有高低差异的建筑物,其高低连接处容易出现不平衡沉降差。如果是天然地基、建筑物为长条形布置,会在中部出现横向不规则变形;人工地基如桩基工程,又会因群桩的持力差异、建筑物重量布置特征以及地基变形等因素影响而出现不同的沉降差异现象。以上这些沉降现象已经在建筑物沉降观测中得到证实和肯定。工程竣工后的沉降观测记录表明,高层建筑的沉降量多在10~25毫米。不平衡沉降必然导致基础底板出现弯曲甚至开裂,所以设计规范允许将基础底板的弯曲挠度和裂缝控制在一定范围内。可见,这种来自防水层上部混凝土体的变形是必然性的。

  其次,关注防水层下部的垫层及地基变形情况。桩基础工程受到扰动的桩间土无法夯打压实,在地下水的浸泡下容易虚软或下沉,在施工中难以避免。另外,桩基础发生不平衡沉降时,垫层是静止的,桩与基础底板是向下运动的。这种运动会迫使垫层被上下错动而拉裂,当下部土体虚软沉降时也随之下沉破裂。而且,基础挠曲变形也会压裂垫层。防水层上下两面紧贴着的垫层与保护层混凝土都是容易开裂破损的脆弱构造物,故防水层下部的混凝土垫层及其上面的保护层的破损同样不可避免。

  现行所有的防水材料都是放置或粘贴在垫层上,一旦垫层下沉破裂,依附其上、赖以存身的防水层也必然随之下沉,而且还要承受上面保护层下沉后的重量。防水材料及其搭接处无论有多么坚固,毕竟难以长期承受大范围混凝土沉降破损的重压以及地下水侵蚀,这也不容置疑。所以,传统防水材料如SBS改性沥青油毡之类的卷材、各种防水涂料等失效也是必然。基础底板即使为自防水混凝土,也因为挠曲裂缝而出现进水侵蚀钢筋混凝土等现象。这些见解在多年前早已被业界所普遍认可,且不说沥青材料的毒性污染。

  在此情况下,人们不断研究和关注新的防水材料。目前有一种防水卷材“CPS反应粘”卷材,据介绍能够与混凝土进行化学交联及物理卯榫协同粘接,“解决了世界混凝土密封防水的难题”,是“首次革命性突破”。于是,反应粘卷材很快得到了大面积推广,同时又迅速吸引了大批类似模仿品的出现。那么,这种材料真能解决世界混凝土密封防水的难题吗?

  假设如前文所述:工程桩出现差异沉降和建筑基础出现变形,混凝土垫层也随之变形破裂下沉,并且与建筑基础底板毫无连接的上边防水保护混凝土会随垫层下沉。此时反应粘卷材必然随之一起下沉。此时的考验是防水材料能否依靠自身的能力将上面保护层重量托住且不出现开裂破坏,甚至因粘连能力将下边垫层混凝土也一起拉结而悬挂在工程桩之间?时间一久,即使防水材料不会破裂却会沿工程桩身逐步下滑,形成大面积脱落。如此局面,它如何维持完整的防水局面?其搭接处粘接能力在地下水侵蚀中还能保持多长时间而不开裂?即使不会开裂渗漏,材料与工程桩之间的缝隙会不会出现渗漏?更严重的是,垫层破损后地下水将防水卷材长期侵蚀。在多种不利因素共同破坏之下,CPS反应粘还能够坚持并胜任吗?客观地说,反应粘卷材很难承担如此严重的不利局面。它并不能解决世界混凝土密封防水的难题,也并非革命性产品,尽管它比SBS类传统材料的防水适应性要好。据了解,CPS反应粘卷材技术专利被国家专利局评为中国专利优秀奖,还得到我国诸多部委很高的评价。如果这里对该材料性能的分析论证成立,那么这些评价是否值得商榷?如果问题确实存在,那么真正解决地下工程防水问题还要等多少年?

  因而,摆脱与下部混凝土垫层的联系,而是直接和上面的基础底板混凝土相结合,并以自身弹性伸长以适应混凝土挠曲和开裂变形的需要更为科学。这就如同给建筑物穿上不可脱落的“雨衣”,腰身弯曲并不妨碍其防水功能。只有这样,才能真正解决地下工程防水需要,“解决混凝土密封防水的世界性难题”。

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