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      行业知识
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      地下防水技术标准及规范—《地下工程防水技术规范》 GB 50108-2008

      为使地下工程防水的设计和施工符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求,有必要通过一些规范来保证地下工程防水符合设计标准。

      地下防水技术标准及规范—《地下工程防水技术规范》 GB 50108-2008

      3.1 一般规定

      3.1.1地下工程应进行防水设计,并应做到定级准确、方案可靠、施工简便、耐久适用、经济合理。

      地下工程种类繁多,其重要性和使用要求各有不同,有的工程对防水有特殊要求,有的工程在少量渗水情况下并不影响使用,在同一工程中其主要部位要求不渗水,但次要部位可允许有少量渗水。为避免过分要求高指标或片面降低防水标准,造成工程造价高或维修使用困难,因此地下工程防水应做到定级准确、方案可靠、经济合理。

      3.1.2地下工程防水方案应根据工程规划、结构设计、材料选择、结构耐久性和施工工艺等确定。

      地下工程的耐久性很大程度上取决于结构施工过程中的质量控制、质量保证以及使用过程中的维修与管理,为此建设部出版了《混凝土结构耐久性设计与施工指南》。该指南根据耐久性要求将结构设计使用年限分为100年、50年、30年三个等级,地下工程的设计寿命一般超过50年,因此本条增加了“应根据结构耐久性”做好防水方案的规定。

      3.1.3地下工程的防水设计,应根据地表水、地下水、毛细管水等的作用,以及由于人为因素引起的附近水文地质改变的影响确定。单建式的地下工程,宜采用全封闭、部分封闭的防排水设计;附建式的全地下或半地下工程的防水设防高度,应高出室外地坪高程500mm以上。

      地下工程不仅受地下水、上层滞水、毛细管水等作用,也受地表水的作用,同时随着人们对水资源保护意识的加强,合理开发利用水资源的人为活动将会引起水文地质条件的改变,也会对地下工程造成影响,因此地下工程不能单纯以地下最高水位来确定工程防水标高。对单建式地下工程应采用全封闭、部分封闭的防排水设计(全封闭、部分封闭系指防水层的封闭程度)。对附建式的全地下或半地下工程的设防高度,应高出室外地坪高程500mm以上,确保地下工程的正常使用。

      3.1.4地下工程迎水面主体结构应采用防水混凝土,并应根据防水等级的要求采取其他防水措施。

      防水混凝土自防水结构作为工程主体的防水措施已普遍为地下工程界所接受,根据各地的意见,修编时将原规范中的“地下工程的钢筋混凝土结构应采用防水混凝土浇筑”改为“地下工程迎水面主体结构应采用防水混凝土浇筑”,其意思是地下工程除直接与地下水接触的围护结构采用防水混凝土浇筑外,内部隔墙可以不采用防水混凝土,如民用建筑地下室,其内隔墙可以不采用防水混凝土。

      3.1.5地下工程的变形缝(诱导缝)、施工缝、后浇带、穿墙管(盒)、预埋件、预留通道接头、桩头等细部构造,应加强防水措施。

      3.1.6地下工程的排水管沟、地漏、出入口、窗井、风井等,应采取防倒灌措施;寒冷及严寒地区的排水沟应采取防冻措施。

      3.1.7地下工程的防水设计,应根据工程的特点和需要搜集下列资料:

      1最高地下水位的高程、出现的年代,近几年的实际水位高程和随季节变化情况;
      2地下水类型、补给来源、水质、流量、流向、压力;
      3工程地质构造,包括岩层走向、倾角、节理及裂隙,含水地层的特性、分布情况和渗透系数,溶洞及陷穴,填土区、湿陷性土和膨胀土层等情况;
      4历年气温变化情况、降水量、地层冻结深度;
      5区域地形、地貌、天然水流、水库、废弃坑井以及地表水、洪水和给水排水系统资料;
      6工程所在区域的地震烈度、地热,含瓦斯等有害物质的资料;
      7施工技术水平和材料来源。

      3.1.8地下工程防水设计,应包括下列内容:

      1防水等级和设防要求;
      2防水混凝土的抗渗等级和其他技术指标、质量保证措施;
      3其他防水层选用的材料及其技术指标、质量保证措施;
      4工程细部构造的防水措施,选用的材料及其技术指标、质量保证措施;
      5工程的防排水系统、地面挡水、截水系统及工程各种洞口的防倒灌措施。

      3.2 防水等级

      3.2.1地下工程的防水等级应分为四级,各等级防水标准应符合表3.2.1的规定。

      3.2.2地下工程不同防水等级的使用范围,应根据工程的重要性和使用中对防水的要求按表3.2.2选定。

      原规范规定的防水等级划分为四级,经过五年来的使用,从防水工程界的反映来看基本上是符合实际、切实可行的。因此这次修编仍保留原防水等级的划分,但对二级防水等级标准进行了局部修改,理由如下:
      1二级防水等级标准是按湿渍来反映的,这是它合理的一面。与“工业与民用建筑……任意100m2防水面积的湿渍不超过2处,单个湿渍的最大面积不大于0.1m2”的规定是匹配的。理由是“任意100m2”是指包括建筑中渗水最集中区,因此与整个建筑总湿面积为总防水面积的1/1000绝不应对等,更何况以上的表述还意味着任意100m2防水面积的湿渍还小于建筑总湿面积的平均值。理论上讲,“任意lOOm2防水面积上的湿渍比例”应是“建筑总湿面积酌比例的”2倍。
      2关于隧道渗漏水量的比较和检测,国内外早已达成的共识是:规定单位面积的渗水量(或包括单位时间),如;渗水量L/(m2d)、湿渍面积×湿渍数/100m2,这样就撇开了工程断面和长度,可比性强,也比较客观。
      3隧道工程还要求“平均渗水量不大于0.05L/(m2d),任意100m2防水面积上的渗水量不大于0.15L/(m2d)”,基本是合理的。“整体”与“任意”的关系,与其他地下工程一样分别为2~4倍,考虑到隧道的总内表面积通常较大,故定为3倍。
      4考虑到国外的有关隧道等级标准(包括二级)都与渗水量挂钩[L/(m2.d)],目前国内设计上,防水等级为二级的隧道工程,尤其是圆形隧道或房屋建筑的地下建筑的渗水量的提法有所差别,即隧道工程已按国际惯例提出L/(m2d)的指标,包括整体与局部,其倍数关系,应与湿迹一致,因此,这次修编时增补了这方面的内容。
      在进行防水设计时,可根据表中规定的适用范围,结合工程的实际情况合理确定工程的防水等级。如办公用房属人员长期停留场所,档案库、文物库属少量湿迹会使物品变质、失效的贮物场所,配电间、地下铁道车站顶部属少量湿迹会严重影响设备正常运转和危及工程安全运营的场所或部位,指挥工程属极重要的战备工程,故都应定为一级;而一般生产车间属人员经常活动的场所,地下车库属有少量湿迹不会使物品变质、失效的场所,电气化隧道、地铁隧道、城市公路隧道、公路隧道侧墙属有少量湿迹基本不影响设备正常运转和工程安全运营的场所或部位,人员掩蔽工程属重要的战备工程,故应定为二级;城市地下公共管线沟属人员临时活动场所,战备交通隧道和疏散干道属一般战备工程,可定为三级。
      对于一个工程(特别是大型工程),因工程内部各部分的用途不同,其防水等级可以有所差别,设计时可根据表中适用范围的原则分别予以确定。但设计时要防止防水等级低的部位的渗漏水影响防水等级高的部位的情况。

      3.3 防水设防要求

      3.3.1地下工程的防水设防要求,应根据使用功能、使用年限、水文地质、结构形式、环境条件、施工方法及材料性能等因素确定。

      1明挖法地下工程的防水设防要求应按表3.3.1—1选用;

      2暗挖法地下工程的防水设防要求应按表3.3.1—2选用。

      地下工程的防水可分为两部分,一是结构主体防水,二是细部构造特别是施工缝、变形缝、诱导缝、后浇带的防水。目前结构主体采用防水混凝土结构自防水其防水效果尚好,而细部构造,特别是施工缝、变形缝的渗漏水现象较多。针对目前存在的这种情况,明挖法施工时不同防水等级的地下工程防水方案分为四部分内容,即主体、施工缝、后浇带、变形缝(诱导缝)。对于结构主体,目前普遍应用的是防水混凝土自防水结构,当工程的防水等级为一级时,应再增设两道其他防水层,当工程的防水等级为二级时,可视工程所处的水文地质条件、环境条件、工程设计使用年限等不同情况,应再增设一道其他防水层。之所以做这样的规定,除了确保工程的防水要求外,还考虑到下面的因素:即混凝土材料过去人们一直认为是永久性材料,但通过长期实践,人们逐渐认识到混凝土在地下工程中会受地下水侵蚀,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比较严重,而防水混凝土又不是绝对不透水的材料,据测定抗渗等级为P8的防水混凝土的渗透系数为(5—8)×10-10cm/s。所以地下水对地下工程的混凝土结构、钢筋的侵蚀破坏已是一个不容忽视的问题。防水等级为一、二级的工程,多是一些比较重要、投资较大、要求使用年限长的工程,为确保这些工程的使用寿命,单靠防水混凝土来抵抗地下水的侵蚀其效果是有限的,而防水混凝土和其他防水层结合使用则可较好地解决这一矛盾。对于施工缝、后浇带、变形缝,应根据不同防水等级选用不同的防水措施,防水等级越高,拟采用的措施越多,一方面是为了解决目前缝隙渗漏率高的状况,另一方面是由于缝的工程量相对于结构主体来说要小得多,采用多种措施也能做到精心施工,容易保证工程质量。暗挖法与明挖法不同处是工程内垂直施工缝多,其防水做法与水平施工缝有所区别。
      这次修编在表3.3.1—1主体结构防水措施中增加了膨润土防水材料,施工缝防水措施中增加了预埋注浆管和水泥基渗透结晶型防水材料。之所以这样修改,是因为近年来膨润土防水材料在地下工程尤其是城市地铁、房建地下室防水中的应用实例越来越多,如北京地铁、南京地铁、成都地铁、上海金茂大厦等,取得了较好的防水效果和实践经验,并制定了行业标准《钠基膨润土防水毯》JG/T193。预埋注浆管也是近年来处理施工缝漏水的新增措施。施工缝在使用过程中如果发生渗漏水,可通过预埋注浆管直接注浆。从应用实例来看,效果比较理想,因此增补了这方面的内容。水泥基渗透结晶型防水材料在施工缝中的应用也比较多,普遍反映防水效果较好。但值得注意的是二级及以上防水工程中单独采用水泥基渗透结晶型防水涂料防水要慎重对待。
      调研过程中,设计、施工单位普遍反映遇水膨胀止水条在新建工程变形缝使用时,防水效果不明显,因此在变形缝防水措施中取消了“遇水膨胀止水条”,保留了原有的其他防水措施。
      调研过程中,专家和施工单位反映,防水砂浆不能单独用于防水等级为一至二级的地下工程的主体防水,因为防水砂浆是刚性防水材料,一旦结构发生变形,砂浆防水层将随结构开裂而开裂,从而失去防水作用,因此应在主体结构防水措施中将防水砂浆删除。考虑到国内在地下工程防水中,基本上采用聚合物防水砂浆和掺外加剂、掺合料的防水砂浆,与普通砂浆相比,防水性能有较大提高,因此将“防水砂浆”这一措施保留。2006年11月,建设部科技发展促进中心向全国推行了“FS101、FS102刚性防水技术”项目,这项成果是在掺FS101防水混凝土主体结构的基础上抹掺FS102的防水砂浆,近几年在北方地区多项地下工程防水中应用,取得了较好的防水效果。但在选用这项技术时要根据工程地质情况、工期要求综合考虑。
      暗挖法地下工程主体结构包括复合式衬砌(叠合式)、离壁式(分离式)衬砌、贴壁式(复合式)衬砌、喷射混凝土衬砌和衬套等几种形式。原规范表3.3.1—2主体防水一栏中,是按衬砌结构形式来考虑防水措施的,容易产生误解,这次修编主体结构防水措施是按防水材料选用,一是与表3.3.1—1协调,二是便于操作,使设计者对防水措施一目了然。
      在选用两表进行地下工程防水设计时,应符合“防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的原则,两种以上防水措施的复合使用,要根据结构特点、材料性能、施工可操作性进行有选择性的复合使用,达到有效互补、增强防水的目的。
      此条只讲了明挖法和暗挖法施工的地下工程的不同防水等级的防水措施,采用其他施工方法施工的地下工程不同防水等级的防水措施拟结合其施工特点放在本规范第8章各节内叙述。
      需要指出的是,由于我国南北地区环境条件差异较大,对干旱少雨和土壤渗透性较好的地区,在进行地下工程防水设计和防水材料选择时,可根据实际情况酌情考虑。

      3.3.2处于侵蚀性介质中的工程,应采用耐侵蚀的防水混凝土、防水砂浆、防水卷材或防水涂料等防水材料。

      3.3.3处于冻融侵蚀环境中的地下工程,其混凝土抗冻融循环不得少于300次。

      3.3.4结构刚度较差或受振动作用的工程,宜采用延伸率较大的卷材、涂料等柔性防水材料。

      当地下工程长宽比较大时,工程结构的横向刚度较大,纵向刚度较小,如不适当加大结构的纵向刚度则结构容易开裂形成渗漏水通道。另外,由于工程较长,混凝土干燥收缩、温度变化收缩导致混凝土开裂的可能性也大大增加,因此设计时对以上两个方面要特别重视。当基坑支护结构(如地下连续墙)与各结构的内衬墙共同受力时,设计时应采取措施控制两者的不均匀沉降,以减少不均匀沉降对结构的不利影响;在结构设计时还可通过适当增加内衬墙的厚度、底板纵向梁的刚度来提高整个地下工程纵向刚度;对于防止干缩、温度引起混凝土开裂等问题,在设计时可采用合理设置诱导缝;后浇带、适当增加纵向构造钢筋等措施来解决。在防水材料选择时,要根据计算的结构变形量选用延伸率大的卷材、涂料等柔性防水材料。

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