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【杰青来了】东方雨虹张婵:地下工程防水设计应坚持“刚柔相济”的原则

张婵,上海东方雨虹防水技术有限责任公司总工程师,高级工程师,中国建筑学会建筑防水学术委员会常务委员。获得发明专利及实用新型专利30多项,参与上海世博文化公园、上海浦东博物馆、中共一大会址展览馆、港珠澳大桥珠海旅检口、中国馆、世博馆、虹桥枢纽、浦东机场、辰山植物园等多项国家重点项目防水设计方案的制订,参与《“工程防水”哲学思考》《建筑工程施工技术》《图说隧道隧道与地铁工程防水技术》《建筑防水创新与发展》等多本规范、图集、书籍的编写。

【编者按】地下工程一旦发生渗漏,只能采取排堵结合的方法维持正常运行,长期以来会导致建筑物不均匀沉降、钢筋锈蚀、混凝土内碱性环境失衡等,不仅影响地下工程的使用功能及耐久性,还存在安全问题。因此,从设计阶段就应重视地下工程防水。本期【杰青来了】邀请第三届工程建设行业杰出科技青年、上海东方雨虹防水技术有限责任公司总工张婵,与我们分享地下工程防水设计应遵循的原则。

张总您好!建筑防水工程一般包括哪些部位?其中地下工程常用的防水设防有哪些?请您简要介绍一下。

建筑防水设计主要按照部位划分,一般包括屋面、外墙、室内和地下室四大部分。而地下工程的防水尤为特殊,不同于屋面、外墙、室内,地下工程防水系统随着建筑地下工程的竣工将长期深埋在地下,为地下工程整个生命周期提供服务。因此,需要特别重视地下室工程的防水设防。

地下工程防水设防主要有三种形式:外部柔性防水设防(外防)、结构防水混凝土(自防)、内部增强防水设防(内防)

根据国家标准地下工程防水设计总的原则:“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理。”但对于不同工程,应根据埋置深度、水文地质情况、开挖方式以及受力情况等,采用全封闭或部分封闭的防排水设计方案,“刚柔相济”更是我们在进行设计选材时应遵循的指导思想。

为什么地下工程防水设计要坚持“刚柔相济”的原则?国外对地下工程中防水设防原则是什么?请您具体阐述一下。

目前地下工程主体结构材料主要为混凝土,普通混凝土是一种多孔性刚性材料,因此在地下工程防水技术规范中要求,±0.00以下所有迎水面的主体结构混凝土必须采用防水混凝土。虽然从材料性能上可以通过调整配合比、掺外加剂、限制骨料最大粒径等措施,使混凝土组成最密实、孔隙率最小的结构,但是由于混凝土本身是准脆性材料,具备较强的抗压性能,在拉力大于混凝土本身应力的作用下就会出现开裂。据相关文献记载,当混凝土裂缝宽度在0.2~0.3mm时,虽然不会影响结构承载力,但防水能力值得探讨。从物理概念上说,水分子的直径约为0.3nm(0.3×10-6mm),可穿过任何肉眼可见的裂缝,所以从理论上讲,防水混凝土是不允许有裂缝的,一旦出现裂缝,就会出现渗漏水。而结构外部柔性防水层,除了为建筑物空间提供有效的功能防水外,还防止结构主体受地下水以及土壤有害物质的侵蚀,很大程度提高了结构混凝土的使用寿命。

德国、日本等防水标准同样也是坚持“刚柔相济”的原则,重视外部柔性防水材料的选择。德国防水规范的规定(DIN 18195)选材汇总表中显示,其主要外防水材料选择沥青类、高分子类卷材,沥青涂料及玛蹄脂等柔性防水材料。日本《JWMA建筑防水教材》中主流防水做法是覆盖建筑物表面形成整张不透水性皮膜的“膜防水”。

地下工程中常用的外防水材料该如何选择?您有哪些建议?

防水材料的选择要根据地下工程中各部位的特点而定,最直接有效的设计选材原则是坚持“刚柔相济”,外部柔性防水为主体结构直接提供服务,尽可能让防水层与主体结构形成一体,减少防水层与主体结构间的窜水空间。

地下室底板混凝土在防水层施工后浇筑,可以选用HDPE预铺反粘防水卷材,让防水卷材与混凝土结构浇粘成一体。

地下室侧墙需要选择材料本身具有抗流挂性,以及抵抗后期回填土施工时的抗滑移性,比如BH2高粘抗滑移的沥青防水涂料+自粘沥青防水卷材复合系统。地下室顶板更多地要考虑大面积材料施工,可选择非固化沥青涂料+沥青防水卷材复合体系,涂料可修补基层裂缝缺陷,与卷材优异的抗拉性能互补。

除了遵循现行国家标准《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)外,还可以参考东方雨虹主编的参考图集《建筑防水系统构造(一)》(20CJ40-1)。另外,给大家推荐一本由我和陈春荣高工一起主编的新书《“工程防水”哲学思考》。这本书主要是通过17个案例,来诠释建筑防水要从工程本身出发,从工程需求出发,将设计、选材、施工、管理有机结合,实现防水工程与结构同寿命的长远目标。

今日责编:王涵

转自:施工技术-公众号

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