地下工程在竣工后很快出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,已是盡人皆知的嚴(yán)重工程問題。從國(guó)家新聞報(bào)道和相關(guān)文章及宣傳資料中可以看出,這類問題已占到所建工程六至八成。另據(jù)稱,德國(guó)和日本的同類問題約占33~35%?梢姷叵鹿こ谭浪瞧毡樾詥栴},在工程設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量大幅提高的情況下,地下工程防水問題仍是目前影響工程使用和工程壽命的重要因素。
過去,人們一直認(rèn)為混凝土應(yīng)當(dāng)為“永久性材料”。但是,通過實(shí)踐人們逐漸認(rèn)識(shí)到,混凝土在地下工程中會(huì)受到地下水侵蝕,其耐久性會(huì)受到影響,F(xiàn)在我國(guó)地下水特別是淺層地下水受污染嚴(yán)重,對(duì)混凝土、鋼筋的侵蝕不容忽視。那么,地下工程防水失效的根源究竟何在?如果不能徹底弄清楚這個(gè)問題,防水材料的設(shè)計(jì)制造以及工程設(shè)計(jì)與施工就無法保證防水問題的有效解決。從2004年開始發(fā)現(xiàn)、研究和爭(zhēng)論至今,這個(gè)問題還沒有真正解決。
此前媒體文章《首都機(jī)場(chǎng)T3A地下室局部滲漏治理》稱,工程隨著交工就出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,捷運(yùn)通道部位1米左右厚度的基礎(chǔ)底板滲漏積水1~3厘米,滲漏點(diǎn)約占該工程后澆帶部位的5%;該部外墻面滲漏點(diǎn)約占施工縫部位的10%。此工程不可謂不重要、資金不可謂不足,其設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量更不容置疑。而如此嚴(yán)重的防水失效問題,始終聚焦著人們急切而憂慮的目光。人們要問,一米厚的自防水混凝土基礎(chǔ)底板和下部再加上防水層,為什么不能有效承擔(dān)防水使命?
眾所周知,地下建筑防水材料處于混凝土墊層與保護(hù)層之間,上面是混凝土基礎(chǔ),由上下兩面混凝土緊密夾護(hù)。如果此處的混凝土是穩(wěn)定不變和牢不可破的,那么夾在其中的防水材料無論什么材料、無論能否粘接,都絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)材料破損以及防水失效的問題。其所以失效,首先就是因?yàn)榉浪牧铣霈F(xiàn)了破損、開裂或者脫落。而防水材料出現(xiàn)破壞的惟一原因就是防水材料賴以存身的工程環(huán)境即上下混凝土體出現(xiàn)了變形、開裂和破損,直接導(dǎo)致了滲漏。那么,混凝土基礎(chǔ)和混凝土墊層會(huì)不會(huì)出現(xiàn)此類變形和破壞?進(jìn)一步說,此混凝土體存在多大的變形破壞概率?這應(yīng)是分析研究防水失效問題的關(guān)鍵切入點(diǎn)。
首先,分析防水層上部的建筑基礎(chǔ)變形情況。建筑物地基基礎(chǔ)的變形是必然的。其變形量是經(jīng)過計(jì)算控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)的。表現(xiàn)在:平面布局較為規(guī)整的建筑物,大多呈鍋底型沉降變形;有高低差異的建筑物,其高低連接處容易出現(xiàn)不平衡沉降差。如果是天然地基、建筑物為長(zhǎng)條形布置,會(huì)在中部出現(xiàn)橫向不規(guī)則變形;人工地基如樁基工程,又會(huì)因群樁的持力差異、建筑物重量布置特征以及地基變形等因素影響而出現(xiàn)不同的沉降差異現(xiàn)象。以上這些沉降現(xiàn)象已經(jīng)在建筑物沉降觀測(cè)中得到證實(shí)和肯定。工程竣工后的沉降觀測(cè)記錄表明,高層建筑的沉降量多在10~25毫米。不平衡沉降必然導(dǎo)致基礎(chǔ)底板出現(xiàn)彎曲甚至開裂,所以設(shè)計(jì)規(guī)范允許將基礎(chǔ)底板的彎曲撓度和裂縫控制在一定范圍內(nèi)?梢姡@種來自防水層上部混凝土體的變形是必然性的。
其次,關(guān)注防水層下部的墊層及地基變形情況。樁基礎(chǔ)工程受到擾動(dòng)的樁間土無法夯打壓實(shí),在地下水的浸泡下容易虛軟或下沉,在施工中難以避免。另外,樁基礎(chǔ)發(fā)生不平衡沉降時(shí),墊層是靜止的,樁與基礎(chǔ)底板是向下運(yùn)動(dòng)的。這種運(yùn)動(dòng)會(huì)迫使墊層被上下錯(cuò)動(dòng)而拉裂,當(dāng)下部土體虛軟沉降時(shí)也隨之下沉破裂。而且,基礎(chǔ)撓曲變形也會(huì)壓裂墊層。防水層上下兩面緊貼著的墊層與保護(hù)層混凝土都是容易開裂破損的脆弱構(gòu)造物,故防水層下部的混凝土墊層及其上面的保護(hù)層的破損同樣不可避免。
現(xiàn)行所有的防水材料都是放置或粘貼在墊層上,一旦墊層下沉破裂,依附其上、賴以存身的防水層也必然隨之下沉,而且還要承受上面保護(hù)層下沉后的重量。防水材料及其搭接處無論有多么堅(jiān)固,畢竟難以長(zhǎng)期承受大范圍混凝土沉降破損的重壓以及地下水侵蝕,這也不容置疑。所以,傳統(tǒng)防水材料如SBS改性瀝青油氈之類的卷材、各種防水涂料等失效也是必然。基礎(chǔ)底板即使為自防水混凝土,也因?yàn)閾锨芽p而出現(xiàn)進(jìn)水侵蝕鋼筋混凝土等現(xiàn)象。這些見解在多年前早已被業(yè)界所普遍認(rèn)可,且不說瀝青材料的毒性污染。
在此情況下,人們不斷研究和關(guān)注新的防水材料。目前有一種防水卷材“CPS反應(yīng)粘”卷材,據(jù)介紹能夠與混凝土進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)及物理卯榫協(xié)同粘接,“解決了世界混凝土密封防水的難題”,是“首次革命性突破”。于是,反應(yīng)粘卷材很快得到了大面積推廣,同時(shí)又迅速吸引了大批類似模仿品的出現(xiàn)。那么,這種材料真能解決世界混凝土密封防水的難題嗎?
假設(shè)如前文所述:工程樁出現(xiàn)差異沉降和建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)變形,混凝土墊層也隨之變形破裂下沉,并且與建筑基礎(chǔ)底板毫無連接的上邊防水保護(hù)混凝土?xí)S墊層下沉。此時(shí)反應(yīng)粘卷材必然隨之一起下沉。此時(shí)的考驗(yàn)是防水材料能否依靠自身的能力將上面保護(hù)層重量托住且不出現(xiàn)開裂破壞,甚至因粘連能力將下邊墊層混凝土也一起拉結(jié)而懸掛在工程樁之間?時(shí)間一久,即使防水材料不會(huì)破裂卻會(huì)沿工程樁身逐步下滑,形成大面積脫落。如此局面,它如何維持完整的防水局面?其搭接處粘接能力在地下水侵蝕中還能保持多長(zhǎng)時(shí)間而不開裂?即使不會(huì)開裂滲漏,材料與工程樁之間的縫隙會(huì)不會(huì)出現(xiàn)滲漏?更嚴(yán)重的是,墊層破損后地下水將防水卷材長(zhǎng)期侵蝕。在多種不利因素共同破壞之下,CPS反應(yīng)粘還能夠堅(jiān)持并勝任嗎?客觀地說,反應(yīng)粘卷材很難承擔(dān)如此嚴(yán)重的不利局面。它并不能解決世界混凝土密封防水的難題,也并非革命性產(chǎn)品,盡管它比SBS類傳統(tǒng)材料的防水適應(yīng)性要好。據(jù)了解,CPS反應(yīng)粘卷材技術(shù)專利被國(guó)家專利局評(píng)為中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng),還得到我國(guó)諸多部委很高的評(píng)價(jià)。如果這里對(duì)該材料性能的分析論證成立,那么這些評(píng)價(jià)是否值得商榷?如果問題確實(shí)存在,那么真正解決地下工程防水問題還要等多少年?
因而,擺脫與下部混凝土墊層的聯(lián)系,而是直接和上面的基礎(chǔ)底板混凝土相結(jié)合,并以自身彈性伸長(zhǎng)以適應(yīng)混凝土撓曲和開裂變形的需要更為科學(xué)。這就如同給建筑物穿上不可脫落的“雨衣”,腰身彎曲并不妨礙其防水功能。只有這樣,才能真正解決地下工程防水需要,“解決混凝土密封防水的世界性難題”。
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