魏金祥
(潍坊宏源防水工程有限公司,山东 寿光 262700)
摘要：防水施工后的成品保护在地下侧墙防水工程中有着重要的作用，为了降低地下侧墙渗漏风险、保证工程质量，防水层施工完毕后，应根据实际情况选择合适的防水保护措施，并严格按照设计及施工规范要求进行回填压实。本文对地下侧墙的渗漏机理进行了分析，并比较了两种常见的防水保护措施，建议优选刚柔并济的保护方案，以使地下侧墙防水工程质量更好地得到保障。
关键词：地下防水工程，侧墙防水，渗溺机理分析，成品保护
建筑渗漏是工程项目的顽疾，而地下防水工程因其不可挖掘的特殊性，通常只能采取注浆等手段进行堵漏，这需要花费大量的人力、物力、财力。地下工程渗漏案例中，地下侧墙渗漏占比很大，往往是因为防水层遭到破坏。防水层施工完毕后的成品保护是决定防水成功与否的关键因素之一，尤其是地下侧墙防水层，因其施工时裸露时间长，施工后建筑坑壁野蛮回填等问题而容易遭到破坏。本文从实际工程项目出发，分析了地下侧墙防水层回填保护过程中的破坏机理和地下侧墙防水层遭受破坏后产生渗漏的机理，并提出防止侧墙防水层下滑和提高成品保护效果的方案，为解决地下侧墙防水层的渗漏问题提供参考。
1、工程概况
山东省淄博市沂源某住宅项目的建筑高度为60 m，主楼为剪力墙结构，有两层地下室，深度为-7 m。该项目由于建筑所处位置临河，对防水等级要求较高。项目采用一级设防，设计采用传统（3+4） mm弹性体改性沥青防水卷材两道设防，防水施工后验收合格并经历几次暴雨未见渗漏，但是地下侧墙外肥槽回填完毕、停止降水后，施工缝位置处产生了线状渗漏。
2、渗漏原因分析
2.1 主体结构防水混凝土缺陷
添加外加剂的自防水混凝土存在结构缺陷，由于振捣不实（图1）或后期地基等因素产生的不均匀沉降（图2），均会导致自防水混凝土产生贯通裂缝。
图1 施工缺陷 图2 沉降引起的结构裂缝
2.2 外包柔性防水层破坏
防水层在外回填土施工完毕后会受到土体沉降及结构沉降的影响。由于卷材防水层搭接、抗拉强度及自身伸长率不足等原因，防水层可能会被下拉破坏，从而产生新的破损点。防水卷材层与结构层之间很难做到100%满粘，水流会通过防水层破损点之后沿卷材与结构侧墙的囊腔进入结构侧墙有缺陷的部位，例如施工缝、变形缝和结构振捣不密实的部位。渗漏路径示意见图3。
图3 渗漏路径示意
3、防水层受力分析
3.1 地下侧墙防水层受力分析
地下侧墙防水层受力示意见图4。
图4 地下侧墙防水层受力示意
土体回填完毕后（图4左），地下侧墙防水层受回填土体压缩沉降而产生向下的摩擦力（F）, 作用在卷材上的摩擦力在卷材与结构层之间形成剪切力（N2）。因防水卷材无法与基层满粘，存在空鼓区位（图4右）。
以本工程实际地下侧墙为例计算，地下室整体高度为7 m，参照JGJ 94—2008《建筑桩基技术规范》桩侧负摩阻力计算模型。本工程回填土为黏性土，未充分进行人工压实，未达到人工压实系数要求。防水保护层为50 mm聚苯板。
3.2 卷材受力分析
单位面积内，卷材受到向下土压缩产生的摩擦力计算公式为：
单位面积内，卷材受到向上的剪切力计算公式为：
式（1）、式（2）中，为负摩阻系数，γm为土的重度，△Zn为土层厚度（取单层土中点处），Ａ0为满粘有效区，δ为卷材与基层粘合剪切强度，κ为卷材与基层粘合影响系数（0≤κ≤1，受基面条件、温度、施工水平等影响）。
通常情况下，改性沥青防水卷材热熔满粘法施工与基面的粘合性良好，剪切强度较大，不易发生整体下滑。但当受高温影响或长时间曝晒后，改性沥青防水卷材容易发生性状改变，防水卷材与基层粘合剪切强度会急剧减少，如果机械固定不牢固，就会发生整体下滑。
当满足F＜N2时，卷材不会整体下滑，但在特定情况下，卷材被图4右所示顶部区域固定，中间部分大面积空鼓也会造成卷材被摩擦力（F）下拉，当为极限状态（κ=0）时，N2=0，此时卷材搭接部位所受拉力N1=F（N1=n×b）。其中，n为弹性体改性沥青防水卷材搭接边剪切状态下的粘合性；b为搭接宽度。
弹性体改性沥青防水卷材搭接边剪切状态下的粘合性指标（n）按TB/T 2965—2018《铁路桥梁混凝土桥面防水层》标准试验得出，试验数据见表1。
表1 弹性体改性沥青防水卷材搭接边剪切状态下的粘合性
取单位面积1 m2作为受力分析对象，可以得出：
因此，n=γm△Zn /b=0.3×18×3.5×103/1 000=18.9 N/mm＞12.5 N/mm（搭接边破坏）。其中，
取值0.3（按规范中黏性土考虑）；γm取土重度值18 kN/m3；△Zn取土层厚度中点处3.5 m。
综上，防水卷材受外界温度、基面条件、施工水平等因素影响无法与基层满粘，存在虚接、空鼓囊腔部位，如外回填土不按规范要求分步压实回填，在土层压缩下沉过程中，可能导致向下的摩擦力超过卷材搭接部位所能承受的剪切粘合拉力限值而发生破坏（图5）。
图5 防水卷材被拉裂实景
4、侧墙防水渗漏预防治理探讨
4.1 防水层保护措施
应重视防水层施工质量，尤其针对热熔满粘法施工，立面施工时应重点把控满粘的质量及效果，避免因工程进度要求赶工期而出现大面积点粘、虚粘等情况。
防水材料的质量与防水施工过程管理是决定防水成败的关键，往往受到足够的重视，而防水施工后的成品保护却容易被忽视。施工现场由于多工序的穿插施工，更容易造成防水层的破坏，因此要解决后期渗漏的问题，重视防水层施工完毕后的成品保护。侧墙防水层施工完毕后通常有如下两种保护措施：
1）柔性保护
通常采用50 mm厚聚苯板铺贴于防水层外部再进行土回填，此方案成本低、施工速度快，但聚苯板本身没有足够的刚度，与防水层粘贴后也是相当于柔性连接，仅仅起到回填防止磕破的作用，并不能避免回填土整体下沉后造成的拖拽。现场施工时，由于外围土体回填不规范造成防水层破坏的情况见图6。此方案应注意回填的分层压实，使压实系数达到设计要求。
图6 聚苯板保护层下防水层被破坏的情况
2）柔性保护加刚性保护
刚性砖墙与聚苯板同时使用的方案符合防水层的保护机理，砖墙能够避免防水层因受到土体沉降产生的下拽作用，而内部的聚苯板保护层能够起到砖墙与防水层之间过渡的保护作用（图7），在实际应用中保护效果较佳。
图7 刚性保护与软质保护相结合
4.2 防水层保护注意事项
要保证地下侧墙的防水层质量，除了保护防水层不被破坏外，还应注意以下几点：
1）做好重要节点的防水构造设计。防水施工过程中要加强关键节点的处理措施，有设计依据可循的应遵照设计进行，如没有设计依据可循的应经设计院及专家论证后方可进行。
2）优化地下室侧墙用防水材料的选材设计，例如，近几年非固化橡胶沥青防水涂料因其独特的自愈性能被广泛应用于防水工程，但因其不固化的特点，应用于侧墙与防水卷材形成复合防水层时，会成为膏状润滑层，加剧地下侧墙防水层的下滑，在防水设计时应尽量避免此类设计，可采用经工程验证效果较佳的高粘抗滑改性沥青防水涂料予以替代。
高粘抗滑改性沥青防水涂料是一款由高品质乳化沥青和高分子改性剂通过核壳粒子、自交联和纳米改性等技术制备而成的单组分水性防水涂料，该材料粘结强度高、抗滑移、操作简便，可同多种防水卷材复合使用。以宏源公司开发的高粘抗滑改性沥青防水涂料为例，该材料的典型性能指标见表2。
表2 宏源高粘抗滑改性沥青防水涂料性能指标
3）在深基坑地下室的防水工程中，如地下室高度过高，应采取分段施工分段回填的保护措施，如分段施工有问题，应在侧墙每隔3~5 m增加固定条，并且应做好固定部位的防水节点处理，防止固定部位成为新的漏点。
5、结语
改性沥青防水卷材热熔法施工应重视满粘的效果及质量。防水成品保护在地下室侧墙防水工程中有着重要作用，施工现场应根据实际情况选择恰当的防水保护措施，并严格按照设计及施工规范要求进行回填压实，避免野蛮回填。防水保护层应优选刚柔并济的保护方案。只有如此，才能避免地下侧墙防水层产生二次破坏和渗漏，保证工程质量。
基金项目：2022年第一批山东省技术创新项目计划（山东省工业和信息化厅批复），项目编号202250007016。
作者简介：魏金祥，男，1987年生，硕士研究生，工程师，一级建造师，潍坊宏源防水工程有限公司应用技术副总监。
原文刊载于《中国建筑防水》2022年第8期。
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