城市地下工程防水新技術(shù)
【摘 要】本文從原理、施工做法和經(jīng)濟(jì)性分析等角度介紹了化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土、后澆帶超前止水技術(shù)、取消上翻導(dǎo)墻、塔吊基礎(chǔ)處理等四種地下工程防水新技術(shù)。新技術(shù)的推廣有助于提高地下防水工程的施工技術(shù)水平，保證工程防水質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土；HCSA膨脹劑；超前止水技術(shù)；上翻導(dǎo)墻；地下防水工程
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化水平的提高和城市人口的增加，人類因居住和從事各種活動(dòng)而爭(zhēng)占土地的矛盾日趨激化。從宏觀上看，人口的增加和生活需求的增長(zhǎng)與土地等自然條件的日益惡化和資源的逐漸枯竭引起的人類生存空間問(wèn)題，應(yīng)該說(shuō)已達(dá)到了危機(jī)程度[1] 。在這種情況下，地下空間資源的開(kāi)發(fā)與綜合利用，城市地下工程的建設(shè)與應(yīng)用，不僅有效緩解了當(dāng)前存在的各種城市矛盾，而且為進(jìn)一步建設(shè)現(xiàn)代化城市開(kāi)辟了廣闊的前景。城市地下工程長(zhǎng)期與地下水接觸，防水是地下工程建設(shè)和使用首先要解決的問(wèn)題。防水的好壞直接決定著城市地下工程的成敗。各種防水新技術(shù)、新工藝和新產(chǎn)品不斷推出，新技術(shù)的推廣和應(yīng)用有效推動(dòng)城市地下工程防水的革新，提高了整體技術(shù)水平。本文簡(jiǎn)要介紹了化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土、后澆帶超前止水技術(shù)、取消上翻導(dǎo)墻、塔吊基礎(chǔ)處理等4種地下工程防水技術(shù)。
1 化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土
建筑防水就是為防止水對(duì)建筑物某些部位的滲透而從建筑材料上和構(gòu)造上所采取的措施。依據(jù)所采用的防水材料和防水做法，建筑防水可分為剛性防水和柔性防水。剛性防水技術(shù)[2]是指以水泥、砂石為原料并摻入少量外加劑或高分子聚合物材料，起到抗裂防滲，達(dá)到防水的作用。隨著中國(guó)工程建設(shè)發(fā)展的需要，剛性防水的重要性越來(lái)越受到重視。
近20多年來(lái)，摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土是我國(guó)剛性防水技術(shù)的主要形式。膨脹劑依靠自身的化學(xué)反應(yīng)或與水泥其他成分反應(yīng)，在鋼筋和鄰位混凝土的約束下，在混凝土硬化過(guò)程中產(chǎn)生一定的限制膨脹，儲(chǔ)存一定的預(yù)壓應(yīng)力，從而補(bǔ)償混凝土硬化過(guò)程中的收縮（如干燥收縮和冷縮），提高混凝土的抗裂防滲性能。目前，補(bǔ)償收縮混凝土已廣泛應(yīng)用于我國(guó)高層建筑和商業(yè)廣場(chǎng)地下室、地鐵和隧道、水工建筑、海工、軍工、核電、水利和人防等不同工程領(lǐng)域。
無(wú)數(shù)的地下工程防水實(shí)踐證明，無(wú)裂縫、無(wú)漏振缺陷的混凝土才是地下工程防水的唯一保障?；瘜W(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土[3] （Chemically prestressed concrete，CPC）是中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院趙順增教授所率科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)多年研究和工程實(shí)踐開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)地下工程混凝土結(jié)構(gòu)防水新技術(shù)。它主要是以高性能的化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)為核心，采用性能優(yōu)良的混凝土膨脹劑，將摻加膨脹劑混凝土的應(yīng)用范圍從目前的補(bǔ)償收縮延伸到預(yù)應(yīng)力領(lǐng)域，使工程不產(chǎn)生收縮裂縫，實(shí)現(xiàn)工程中的無(wú)裂縫混凝土。與現(xiàn)有的機(jī)械預(yù)應(yīng)力技術(shù)相比，化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土顯然具有顯著的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將為建筑設(shè)計(jì)和施工帶來(lái)革命性變革。
CPC化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土可以產(chǎn)生1.0MPa的化學(xué)預(yù)應(yīng)力，確?；炷猎谑褂闷陂g不會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫漏水?；瘜W(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土配制的核心材料是中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院開(kāi)發(fā)的HCSA-R水化熱抑制型混凝土膨脹劑，該膨脹劑不僅具有優(yōu)良的膨脹性能，而且配制的混凝土密實(shí)保水，不易產(chǎn)生漏振缺陷，最大程度減少混凝土出現(xiàn)施工瑕疵。按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB23439-2009《混凝土膨脹劑》檢測(cè)，HCSA-R性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
此外，摻加HCSA-R可以顯著降低混凝土的溫升值，當(dāng)水泥用量為310kg/m3時(shí)，3天齡期混凝土最高溫度可以降低5℃，這對(duì)減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫至關(guān)重要，從而徹底解決混凝土開(kāi)裂的技術(shù)難題。
剛性防水與柔性防水經(jīng)濟(jì)性分析如下：
傳統(tǒng)雙層SBS柔性外防水施工成本（元/m2）是單層SBS為40元，雙層80元，找平層20元，保護(hù)層24元，合計(jì)124元。
化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土自防水施工成本（元/m2），摻加的HCSA-R價(jià)格為4.5元/kg，每立方米混凝土約使用45kg。城市地下工程底板按400mm計(jì)，外墻按300mm計(jì)，頂板按250mm計(jì)，則自防水平均施工成本為4.5×45/3＝67.5元/m2。
化學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自防水與傳統(tǒng)雙層SBS外防水施工技術(shù)相比，節(jié)約直接費(fèi)用約20%~40%，節(jié)約工期（10~15）天。因此，密實(shí)無(wú)裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)是地下工程防水的基石。摒棄多層設(shè)防的傳統(tǒng)防水思想，把“做了?