地下防水，这篇文章讲清楚了

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地下建筑工程的渗漏水问题，一直以来都是工程界的痛点、难点所在。从工程角度出发看防水工程施工质量控制，一直被如下几个因素所困扰：
1)工程一次完成质量要求高：绝大部分地下工程，都会进行填埋处理，要长期承受地下水的浸泡。地下工程的结构、防水工程都是一次性工程，返修、翻新的成本很高，因此一次完成标准高。
2)工况复杂，作业条件差：地下工程一般都是开挖施工，施工场地有限，作业面狭小。施工过程要面临地表水倒灌、地下高水位浸蚀的困扰。
3)细部节点多，控制难度大：地下工程的底坑部位、桩头节点、后浇带、施工缝、穿墙套管、穿墙螺杆、预留洞口、底板侧墙转角、侧墙顶板转角、塔吊基础和底板交接处等等细部，几乎每一处节点都是一个薄弱点，处理不当，渗漏隐患无穷。
4)交叉施工，成品保护难：无论是烈日暴晒、风吹雨打、积水浸泡的“天灾” ，还是人员行走、材料堆放、钢筋拖拽、高温焊渣的“人祸” ，都让防水施工在一种近似“边做边修”的状态下进行。
除上述诸多工程难点外，防水材料选型和防水构造设计也是至关重要的一个前置环节。当前建筑防水构造设计，往往都是对现有规范或图集的搬运和拷贝。翻看地产公司的工程手册，也大抵是对上述内容的整理或集成。这就使得构造节点合规性有余，实效性却未必佳。
结合过往的工程实践，笔者分别就地下室底板、墙板、顶板各部位的几种典型的防水设计构造，谈谈在工程施工中遇到的问题及处理意见，与各位同行商榷。

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底板
1.卷材防水的尬尴
以SBS改性沥青防水卷材为代表的高聚物改性沥青防水卷材，在相当长的一段时间里，牢牢占据着工程防水市场的七成以上份额。即便近些年出现许多新的防水材料，高聚物改性沥青防水卷材保守地说，还是要占据防水材料市场的半壁江山。
虽然高聚物改性沥青防水卷材材料本身具备优越的防水性能，又具备一定的价格优势，但对于用在地下室底板部位来说，却有着一个无法回避的缺欠存在，那就是卷材附着的基层问题。
根据防水施工规范要求，防水卷材的结构基层平面要做到“平整、坚实” ，无明水、无起砂、无起皮、无水泥浮浆。这个标准对于底板下的垫层来说，就比较难做到了。
毕竟设置垫层的主要作用，就是“隔离层” 。目的就是让底板钢筋绑扎不至于在基坑泥土里进行。所以对工程上对垫层的施工质量要求并不高，达不到防水卷材基层所需的“平整、坚实”标准。
而且在工程实际施工过程中，地下工程出正负零填后一般会停止降水，地下基础逐渐又恢复到湿润甚至饱和状态。这时曾因前期降水失水导致孔隙变大的地基土，很容易又因吸水而产生沉降。
地基土沉降会连带垫层一起产生变形，强度较低素砼垫层很容易就会开裂。此时满粘在垫层上的防水层，也会随着垫层的开裂而承受非常大的局部拉伸，使防水层处于较高应力状态。
受到“零延伸断裂”现象的影响，此时防水层就会开裂，地下水在压力作用下会进入到防水层和结构底板之间，从而导致防水失效。
防水卷材粘贴在基础垫层上，防水层与底板结构本体实际是分离的状态，防水层一旦破坏，渗透进入的地下水就会在防水层与底板间“窜流” 。这种情况下很难精准找到渗漏点，维修非常困难。
SBS高聚物改性沥青防水卷材遇到的问题，可以推演到采用类似铺贴工艺的卷材类防水材料。即防水层不能实现与底板混凝土结构表面形成紧密结合，就达到不“窜水”防渗漏的目的。
2.底板的预铺反粘工艺
高分子自粘性胶膜防水卷材采用“预铺反粘”施工工艺，可以使底板浇筑过程中呈液态的混凝土在凝结硬化过程中，与高分子卷材表面的自粘胶膜粘结为一体，形成互锁结构，从而达到防水目的。
该工艺将防水卷材真正粘贴在底板结构的主体上，就像是结构主体的“皮肤” 。防水层与结构层粘结牢固，消除了“窜水”隐患。即便局部出现渗漏水现象，也比较容易溯源为维修带来方便。
但预铺反粘工艺也并非完美无缺，起码在笔者使用这种铺贴工艺的项目反馈情况看，一个明显的弱点就是施工进度较慢。卷材预铺在垫层上的过程中，由于是空铺，在裁剪、拼接等环节显然没有热熔铺贴来得直接。
比如在底板有承台、地梁、桩头等构件的情况下，底板的基面就会非常复杂。在阴阳角、桩头等部位需要精心裁剪和铺贴，否则很容易留下隐患。
特别是在立面部位，预铺防水卷材与基面的固定方式、卷材长边和短边的搭接、节点部位配套辅助材料等等方面， “预铺反粘”工艺都还有待完善。
为了确保“预铺反粘”达到预期目的，在实施预铺作业过程中还要注意以下几点：
(1)关注防水卷材成品保护。卷材预铺后的底板钢筋施工中，钢筋拖拽、绑扎，以及焊接作业时的高温焊渣等对防水层破坏要引起重视。因为有些破坏一旦发生，就很难再进行修补。
(2)避免冬季低温施工。防水卷材在冬季室外低温情况下，胶黏层和混凝土粘贴能力会大幅下降。
(3)卷材预铺完成至混凝土浇筑完成这段时间，短则7～10天，长则半月以上。这段时间卷材的粘结面是裸露的。粘结面受到阳光中紫外线照射、臭氧老化等作用，会使其粘结能力下降。
(4)防水卷材暴露过程中，遇到下雨和刮风天气也很普遍。雨水和灰尘对卷材与混凝土粘结性能也会造成一定影响。
再有笔者也曾看到一些工程选用改性沥青类自粘胶膜防水卷材，这类卷材普遍存在短期内暴露就会丧失其粘性的问题，甚至无法实现预铺反粘的目的，要谨慎选用。
3.水泥基渗透结晶型防水涂料
从防水作用角度看，地下室底板防水来的防水层做在“迎水面”部位最为合理。
但正如前文分析，无论是在基础垫层上直接铺贴还是采用预铺反粘工艺，都存在这样或那样的弊端。于是许多工程开始尝试在地下室底板的“背水面”进行防水层的施工，这其中比较有代表性的一个做法就是涂刷一层水泥基渗透结晶型防水涂料。
水泥基渗透结晶型防水涂料，是由普通硅酸盐水泥为基料和“活性化学物质”组成的灰色粉末材料。
这里的“活性化学物质” ，具体一点说，就是无机或有机两大类防水剂。前者成分多为氯化钙、氯化铁、硅酸钠（或钾）、氧化硅粉（硅粉、硅灰）等；后者则主要有脂肪酸盐、高分子乳液、纳米级高分子粉末及聚硅酸酯（或盐）等。
水泥基渗透结晶型防水涂料的防水机理是：在水的毛细作用下，涂料中的活性化学物质渗透到混凝土中，与游离的硅酸根离子反应形成钙矾石的晶体，填充混凝土细小裂缝。从而使混凝土更加密实，提高混凝土自防水能力，达到防水设计要求。

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▲水泥基渗透结晶型防水涂料防水示意图/图源网络
笔者在工程中第一次大面积使用水泥基渗透结晶型防水涂料，还是2007年在南京夫子庙商圈附近的一个深基坑综合商业体项目上。
当时该项目选择在地下室底板“背水面”做一道防水层有其特殊情况——需要尽快完成地下室底板封底，以策基坑安全。否则在底板“迎水面”进行防水层施工，都会增加基坑底板封底的时间。
那个项目并不是在底板“背水面”刷上一道水泥基渗透结晶型防水涂料了事，还在底板建筑找平层中使用塑料排水板并设置导流盲沟，以此来确保地下四层停车库的使用环境。
记得当时工程会议讨论此事时，总工H总特别强调，水泥基渗透结晶防水涂料其自身是具备渗透结晶功能的，但如果只是依赖于渗透结晶去进行渗漏水的预防则是远远不够的。
他认为水泥基渗透结晶防水涂层具有长期防水功能的前提是，混凝土结构不再发生连续变形和开裂。而这个预设与实际工况存在较大差异，所以不能将该防水涂料作为单独一道防水层使用。
水泥基渗透结晶防水涂料的说明中，描述该材料的作用范围是混凝土表层孔深约5mm～50mm 。但这一说法也遇到许多防水工程专家质疑，他们认为实际作用深度大约在 0.4～1.0mm之间【1】。
笔者查阅相关技术资料时看到，渗透结晶型防水涂料在国外工程的应用实例，大多数是用于旧工程渗漏的修补。所以对于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，这也是地下工程防水技术规范中给出的建议。
4.重视底板自防水能力
谈到地下室底板的自防水能力，不能不说这是工程上的一个遗憾。因为常规地下室底板的厚度，已经具备结构自防水能力。但因为工程施工中现场准备、原材料配合比控制、混凝土浇筑振捣、成品养护等环节的粗放式管理，使得我们很少有项目敢于尝试才采用底板结构自防水的做法。
上海建工房产洪建华先生曾撰文提出，当地下室结构底板厚度抗渗系数K≥2时，可采用单一的防水混凝土结构底板自防水设计。洪建华先生在多个项目中予以实践（K=1.8），均取得比较理想的防水效果【2】。
此处底板厚度抗渗系数K=防水混凝土的设计厚度/规范的最小厚度。
根据《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）规定， “防水混凝土结构厚度不应小于250mm” 。所以理论上防水混凝土的设计厚度为500mm即具备独立使用结构自防水能力。
底板防水混凝土厚度增加，地下水在混凝土中渗透的距离就增大，阻水截面随之加大。当混凝土内阻力大于外部水压力时，地下水就只能渗透到混凝土中一定的位置而停下来，这个道理不难理解。
当然，采用底板结构自防水作为独立防水设置，并非底板厚度满足要求即可。
底板结构具备自独立自防水能力的根本所在，是要形成稳定、密实的结构。这除了对混凝土原料来配合比有着特殊要求外，还要求现场施工作业水平达到比较高的标准。
比如混凝土垫层和局部砖胎膜部位施工。为了实现底板结构自防水，这些部位表面要做到平整光洁，这样才有利于模内混凝土成型表面密实光滑，减少混凝土表面出现过多的毛细孔。
这些部位表面平整光洁，还可以增加其憎水性，从而提高了模内混凝土的保水性，有利于水泥的充分水化形成水泥凝胶，不断地填充原来水泥浆絮凝结构的毛细管通道中。这样毛细管通道逐渐被堵塞形成不通连的毛细孔，提高了防水混凝土的密实度和抗渗能力。
再比如混凝土浇筑振捣环节。记得笔者最初参加工作时，在混凝土浇筑过程中，公司自有的泥工班组，混凝土振捣工都是固定人手。振捣手有着丰富的浇筑振捣经验，他对于混凝土振捣的间距和时间控制，都会严格遵守作业要求，这对于底板混凝土形成密实结构非常关键。
这个要求对于现在以劳务外包为主的施工生产模式，实现是非常有难度的。

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墙板
总体来说，地下室墙板的防水构造设计和施工没有地下室底板那么复杂，规范或图集中的一些构造做法也相对比较容易实现，墙板部位有如下两点总结与各位同仁分享：
1.推荐选用涂膜类防水材料，慎用卷材类。
这个主要目的是利于施工操作，尤其对于多层地下结构的工程来说。
防水卷材自重比较大，不容易与墙板粘贴牢固。很容易发生坠落。记得在上海杨浦某地下三层项目施工中，外墙防水选用4㎜厚改性沥青防水卷材，自重很大，防水作业工人站在脚手架上，防水卷材几乎拎不动，很不方便施工作业。
工程中也曾遇到这种情况，设计方出于对结构基层质量以及防水层厚度控制考虑，拒绝选用防水涂膜类产品，坚持采用卷材料类的防水材料。那无胎基改性沥青防水卷材可以作为一个备选项。
2.非固化橡胶沥青防水涂料。
根据《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008）防水设防要求，一级防水除了结构自防水外，还应做两道防水层。
对于这一规定，笔者在实际施工中都会与设计单位协商，不必教条于“两道”这项规定，应该敢于尝试使用一道防水层替代。对于防水工程，并非防水层设置的越多防水效果就越好，这里还涉及施工作业难度问题。
比如采用两道防水层，就涉及“叠合防水”概念。目前工程上使用比较多的“叠合防水”选型主要有这样三种：①改性沥青防水涂料+改性沥青防水卷材；②改性沥青防水涂料+高分子防水卷材；③高分子防水涂料+改性沥青防水卷材。
这三种组合方式，暂且不谈各层防水材料间相容性问题，单就是施工工艺实现都颇有难度。
对于地下墙体防水构造来说，不同于平面防水部位（如底板、顶板），可以通过设置不同基层、隔离层加以调剂，这些构造层次在竖向的墙面上就比较难实现。
近些年， “非固化橡胶沥青防水涂料+防水卷材”的做法得到大力推广，这种组合似乎为“叠合”防水找到一个比较完美的解决之道，尤其对于地下室外墙防水来说。
非固化橡胶沥青防水涂料和基层完全满粘，内应力极强，具有自愈性、永不固化的特性。与防水卷材复合使用，可以将防水涂料与防水卷材的优势发挥到极致，真正达成“皮肤式”防水层状态。

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▲非固化橡胶沥青防水涂料/图片来自网络
对于这种新型防水材料，笔者也有两个疑问。
疑问之一就是，目前在工程上接触到使用频次比较多的非固化橡胶沥青防水涂料，大部分还是热熔型施工的。施工温度较高，会散发出难闻的气味。这种涂料是否真的达到非固化橡胶沥青防水涂料的标准存疑。
再有一个疑问是，有些非固化防水涂料的蠕变性较大，在与外侧聚乙烯丙纶防水卷材叠合使用时，容易引起外侧卷材出现皱折和翘边现象。
蠕变性较大的防水涂料在立面施工时，还比较容易出现涂料下垂从而带动卷材滑移的现象。所以叠合防水在立面施工需要应采取必要的固定和防滑移措施。
非固化橡胶沥青防水涂料作为一种新型防水材料，材料耐用性仍然还需要时间去验证。

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顶板
地下室顶板防水层的设计与施工，与屋面工程中防水层设置有许多相似之处。
某种程度上说，地下室顶板就是一种特殊的“屋面” 。但因为要考虑地下室顶板上绿化种植要求，二者既相似又有所区别。所以在构造做法施工工艺选择上，有值得商榷的地方。
1.取消顶板找平层原浆收光是否可行？
最初地下室顶板，在构造设计上是设有找平层的。最根本目的是找平基层，为接下来的防水层提供一个平整、坚实的基层，保证后期防水层与基层粘结可靠、不窜水。
但在多年的工程实践过程中发现， 1：2.5水泥砂浆找平层，相较于结构混凝土强度较低，厚度又小。找平层施工前的基层湿润，施工后的保湿养护都很难做到位。所以这道找平层空鼓、开裂出现“两层皮”的现象很普遍。
这样的找平层，不仅没有起到应有的作用，反倒还会在防水层的下部形成窜水层，后期渗漏水风险很大。
所以近些年来在优化防水构造设计时，通常会将该找平层取消，取而代之的是要求进行“原浆收光” 。
这个要求说起来容易做起来难。地下室顶板通常面积比较大，混凝土浇筑过程中，商品混凝土的早期强度来得很快，作业班组能保证在初凝前基本抹平已经实属不易，很难做到防水卷材基层所需的“平整、光洁”的收压标准。
前文已经说过，防水卷材基层对于防水层的铺贴质量至关重要，所以对于基层处理，笔者建议应该向市政工程学习，对原有基层进行抛丸处理。

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▲抛丸前后对比/图源网络
通过抛丸处理，将地下室顶板表面松散的浮浆、浮尘、垃圾清除，露出坚实、粗糙的表面。在上面涂刷基层处理剂后，再进行下一步防水层的施工。
2.耐根刺穿防水卷材
根据《种植屋面工程技术规程》JGJl55-2007的相关要求，耐根刺穿防水材料必须通过耐根刺穿试验，其性能必须包括优异的防水性能和耐根刺穿性能两方面。
防水卷材耐根刺穿原理主要包括化学阻根和物理阻根。
其中化学阻根是通过在防水材料中添加化学阻根剂，在不影响植物正常生长的前提下，阻止植物根系向防水材料内部生长或改变根系的生长方向；物理阻根则是通过防水材料本身具有的致密性和高强度、高耐腐蚀性来抵御植物根系的穿刺。
笔者在工程中接触到的耐根刺穿防水卷材品类主要有四种：①改性沥青防水卷材；②聚氯乙烯（PVC）卷材；③热塑性聚烯烃（TPO）卷材；④聚乙烯丙纶复合防水材料．
这其中第一种改性沥青防水卷材应用最为普遍，通常是选用4㎜厚耐根刺穿SBS改性沥青防水卷材。有资料表明，采用复合铜胎基或铜箔胎基改性沥青防水卷材阻根效果较好，在国际上的应用也最为广泛。
其他三种高分子防水卷材：热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材，聚氯乙烯（PVC）防水卷材，聚乙烯丙纶（（PE-PP））防水卷材，在抗老化和抗腐蚀、抗植物根茎穿透性方面都有着不俗的表现。
在《建材工业鼓励推广应用的技术和产品目录（2018-2019）》中，高分子防水卷材是鼓励推广应用的产品，认定其阻根效果真实可靠、耐久。且一道防水层就可以达到一级防水设防要求。
当然TPO、PVC防水卷材的施工要采用热焊接法搭接，这对施工人员的作业水平有一定的要求。
相对来说聚乙烯丙纶防水卷材的施工就比较容易操作，和聚合物水泥防水粘结材料配合，采用冷粘法施工。但观察下来这个工艺似乎并不可靠，搭接处就是粘合搭接，是个薄弱点，有改进的必要。
3.地库是否需要建筑找坡
地下车库顶板防水构造设计中，往往会设置建筑找坡层，多为轻集料混凝土找坡，坡度为0.3% 。
虽然0.3%的坡度并不算大，如果细究排水效果，这个坡度是明显偏低的。对于车库顶板来说，由于面积较大，实现0.3%的找坡并非易事，需要分区分坡排水。
然而车库顶板排水设置众多分水线，施工难度非常大，坡度也难以控制。而且轻集料混凝土强度较低，极易开裂，最终不但起不到排水作用，反倒是更易局部积水。
《种植屋面工程技术规程》（JGJ155-2013）中规定，顶板面积较大放坡困难时，应分区设置水落口、盲沟、渗排管等内排水及雨水收集系统。所以笔者认为应该取消建筑找坡层。
从实际应用中看，车库顶板部位基本都是景观绿化种植区，至少有1米厚度覆土。无论车库顶板标高是位于地下水位以下或以上，土壤内水分达到饱和甚至流动的概率相都相当低。所以车库顶板上部设置排水板、盲沟、渗排管相结合的排水措施更为合理。

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▲顶板局部排水盲沟做法【3】
当然长久来看，随着时间的推移，盲沟内的砂石空隙，必然会逐步被细小的粘粒土填充而堵塞，排水效果就会大打折扣。所以这种做法也不是万全之策，算作权宜之计。
4.要做结构找坡吗？
在工程群中，有群友提出，既然车库顶板的建筑找坡存在种种弊端，那采用结构找坡如何？
关于这个话题，推荐大家去看吴本国等人的《大型地下车库顶板结构找坡需考虑多种因素》一文，对这个有着比较详尽的剖析与论证。
这里直接提取结论与各位同仁共飨：
①大型地下车库结构顶板是否找坡，不是影响车库顶板覆土排水效果的关键因素；
②在绝大多数情况下，大型地下车库结构顶板不需要采用结构找坡；
③特定的地形条件下，采用车库顶板结构找坡，更多是为达到经济性和方便性的目的【4】。
5.两道改性沥青防水卷材，是“4+3”还是“3+4”？
曾见过地库顶板防水设计采用两道改性沥青防水卷材的做法。且两道卷材厚度并不一致，通常是“3+4”的组合。
根据《种植屋面用耐根穿刺防水卷材》（GB/T35468-2017）中要求， SBS耐根穿刺防水卷材厚度最小为4mm 。而且为了达到“耐根刺穿”效果，在车都顶板构造上， 4㎜改性沥青防水卷材应在上， 3㎜卷材在下。
这种构造层次，笔者认为有个前提，那就是在施工第二道防水层（4㎜厚防水层）不能采用热熔工艺。
否则下层3㎜改性沥青卷材通过热熔法施工与基层结合，再通过热熔法与上层防水卷材结合，卷材“有效防水厚度”就小于2㎜，不符合规范要求。这种情况下只能做“4+4”才合理。
这个道理同样适用住宅屋面防水构造，采用热熔法施工时，两道卷材上下顺序应该是“4+3” 。
但这一点似乎看法并不一致，在图纸设计说明中“4+3”或“3+4”都比较常见。下面这个截图也有一定的代表性，这位“规范组成员”就认为是“3+4”比较合理。

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▲某规范组成员关于施工顺序的解答/图源网络
上面截图中说“同一种材料的叠层做法是错误的” ，这个观点笔者比较认同，虽然在相关防水图集中有这种构造做法。
在20世纪90年代，这样将两种相同防水材料在同一工程部位上使用被称为“复合防水” 。而后也是经过一段时间的工程运用，从发现这种采用统一防水材料的做法是不科学也是不合理的。

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结语
对于地下防水工程的探讨，其实并不能局限于上述三个部位设计与工艺的探究。在设计与工艺之外，仍有许多关键因素决定成败。
当前在遴选专业分包队伍时， “最低价中标”的标准成为不二之选。从建设单位到总包，再从总包到分包、分包到材料商和劳务，过度追求利润最大化并层层向下传导，最终结果就是“劣币驱逐良币” 。这个结果也可以反映出我们的监管环节是不到位或者是缺位的。
工程上常用“三分材料，七分工艺”来形容防水施工。
这个说法并不夸张，毕竟以手工作业为主的防水施工，非常依赖于专业分包队伍的管理素质和操作水平。让人略感遗憾的是，我们已经把防水作业的上岗资格证书取消。
在这方面，我们应该眼光向外，学习一下在工程管理、施工操作等方面已达先进水平的国家，比如德国。学习他们以行业协会为主导，将防水作业作为特殊工种来进行培训、考核并加以规范的运行模式。
工程参建各方，只有打破自身站位局限，不再把工作重心都放在如何规避、下移责任，才能系统性地寻求解决地下防水工程痛点、难点之道。
参考资料：
1.叶琳昌·地下防水工程渗漏原因新认识[J]中国建筑防水·2005（2）P09.
2.洪建华·大型居住社区地下室主体结构底板混凝土自防水工程设计与施工研究[J]混凝土世界·2014（3）P80.
3.林宏伟·地下车库种植顶板构造层次优化探讨[J]中国建筑防水·2019(1)P32
4.吴本国等·大型地下车库顶板结构找坡需考虑多种因素[J]建筑工人·2019（10）P7-10.
来源：工程一姐，本文已获作者授权，对此表示感谢。

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