地下室防水问题初探

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摘要: 随着城市建设的高速发展，大量带有地下室的高层建筑物、地下车库、下沉式广场以及地铁、地下商场等地下建筑物对地下空间的利用不断向深度方向发展。由地下水作用力所造成的建筑物出现工程事故屡屡出现，使得地下室防水层安全施工问题显得日益突出。

关键词: 防水层排水动水压稳定性鼓胀

Abstract: With the rapid development of urban construction, a large number of high-rise buildings with basement, underground garage, underground square, subway, underground shopping malls and other underground buildings make increasingly full use of underground space. The engineering accidents caused by underground water pressure occur frequently, making the issue ofconstruction for basement waterproofing layer security is urgent.

Key words: waterproofing layer; drainage; dynamic pressure; stability; bulging

中图分类号： U216.41+4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

一．当前现状及成因分析

近十几年来，随着高层建筑在国内大量的兴建，地基基础的勘察、评价和设计问题显得日益突出。对于高层建筑的地基承载力和沉降性状方面的问题，已经引起国内专家和学者的高度重视，并取得了大量的研究成果，同时相应规范也作了较明确的规定。但是对于由于地下水问题带来的若干新的课题，在工程实践中，工程师们或是采用传统的保守方法进行评价和设计，或是还没有意识到问题的重要性，使设计和施工存在诸多隐患。随着建筑结构的发展，地下水对地下室和防水层结构设计、施工的影响日显突出。地下水浮力或水压力要优先于地基反力作用在结构上，给结构设计、施工带来了不容忽视的影响。

在我国的许多城市或地区，经常发生施工阶段地下室防水层鼓胀、隆起等不利于基础工程正常施工的事故。出现这样的工程事故对整个工程质量的影响也是越来越突出，其根本原因是工程勘察对地质情况判断失误、评价简单、建议不妥、设计疏忽、施工措施不当造成的。我们通过调查、收集、分析得出大多数是因高地下水位饱和土在荷载作用下，固结排水或引起的动水压导致的工程事故。

在地下水位较高的地区开挖基坑时，坑内外通常存在着水头差，地下水将在坑内外水头差的作用下发生渗流。地下水的渗流引起的坑内外的孔隙压力和有效应力发生改变，不仅影响作用在围护结构上的水压力、土压力及侧压力计算，还影响基坑周围地表沉降和坑底的回弹变形，甚至引起管涌和流砂。根据大量基坑底板失稳和变形破坏实例分析，可以看出因渗流力引发的基础事故占很大比例，因此，在基坑稳定和变形分析、计算中必须高度重视地下水及其地下水的渗流作用。基坑工程的地下水渗流包括稳定渗流和非稳定渗流。在软土地区进行基础施工时，由于土体的渗透系数很小，开挖后需要很长时间才能达到稳定渗流；而在砂上等土体渗透性较大的地区施工时，在开挖结束后即可近似认为达到稳定渗流状态。

影响地下室防水层施工质量的因素很多,其中在施工过程中出现防水层鼓胀主要和地下水的埋藏条件和动态情况、场区的环境条件及气候条件有关。因为地下水广泛存在于地基土中,土中含水量的高低,不仅会影响到土的物理、力学性质,而且会给基础底板产生作用力，导致防水层鼓胀，对整个建筑防水功能影响是不利的。地下水压力包括静水压力和动水压力,静水压力存在于土颗粒的孔隙水中,对土产生浮托力；动水压力由地下水的水力梯度使地下水在运动过程中施加于岩土体上的力,亦称渗透压力。地下水对地基基础的影响主要由这两种力形成。故对于地下水情况比较复杂的工程，要在基础设计上重点考虑地下水的影响，在施工过程中做好对地下水的监控工作。

二．处理方法初探及意义

随着高层、超高层建筑和地下建筑的不断增多，基坑向大深度、大面积方向发展已成为必然趋势。为了保证基坑稳定与施工的顺利进行，防止与地下水有关的土体失稳，不仅要考虑支护措施的可靠性与经济性，同时还必须保证降水效果及其引发的渗透破坏。深入研究渗透变形规律，正确分析渗流对降水效果及基坑稳定性的影响机理，将其应用于实际工程中，改进现行基坑降水设计方法，既能节约工程成本，又可将相关理论加以完善，因此具有重要的经济意义和学术价值。

地下室防水层的施工质量对提高建筑物使用功能、改善人居环境有着极其重要的作用，高层建筑地下室防水工程质量控制，重点应放在工程前期阶段，只有做好事前预控、事中监控，才能从根本上控制地下室防水工程的质量。

国内关于施工阶段地下室底板因地下水作用而破坏进行全面系统的研究并不多，特别是通过结构设计合理确定地下水位比较困难。当前，关于施工阶段地下水控制和地下室底板稳定性验算的问题十分尖锐，主要原因是有关的设计规范规程中未提出明确的设计标准，只是提出了可参照勘探实际水位、近年最高水位以及历史最高水位确定地下水控制和地下室底板稳定性的取值原则，但在其应用上仍存在许多实际问题。而且孔隙水压力采用传统方法计算的结果与实际情况也有一定差异，同样引起很多的争议。许多工程项目一旦出现地下室底板变形、鼓胀等事故，多采用增加自重法（包括顶板压载，基板加载及边墙加载），排水减压法，以及利用土层与地下结构之间的摩擦力，利用废弃的临时挡土设施和延伸基板法等措施的实例目前还比较多。说明我国在针对施工阶段地下水引起的防水层破坏应急处理措施及规范方面的研究显然还远远不够，仍有许多需要完善的地方，由此可以看出针对施工阶段防水层鼓胀的研究具有重要的意义。

目前在我国大部分地区,地下工程多是根据建设地点的气象、水文地质、工程地质、所处环境、结构类型、施工方法、使用要求等各方面因素综合考虑的。在地下工程施工时，也注意不使地下室底板受到地下水的侵蚀作用；注意各种外力和内力可能给地下室底板带来的不利影响；尽量不使防水层产生鼓胀和其他问题而导致渗漏水。

基坑工程的地下水渗流包括稳定渗流和非稳定渗流。当地下水流动的基本要素的大小和方向不随时间而变化时称为地下水的稳定渗流；而当这些基本要素的任一个或全部都随时间而变化时则称为地下水的非稳定渗流。在软士地区开挖基坑时，由于土体的渗透系数很小，开挖结束后需要很长时间才能达到稳定渗流；而在砂性土等土体渗透性较大的地区开挖基坑时，在开挖结束后即可近似认为达到稳定渗流状态。 压力和土压力变化，对上层滞水、一般自由渗透、有承压水、基坑内排水与基坑外降水以及有超静孔压等情况的基坑支护结构上的水土压力进行计算分析，结果表明:水土压力大小及分布与静水时明显不同，且考虑渗流影响时较宜于用库仑土压力理论；基坑外人工降水与基坑内排水相比，更有利于基坑的稳定。地下水渗流对基坑稳定及周围环境产生很大影响，尽管己经做了很多的研究工作，然而由于渗流场的复杂性，对基坑工程中的地下水渗流研究尤其是地下水的非稳定渗流研究，当前的工作还远远不够。

由于高层建筑基础宽度较大，基础受压层深度数倍甚至于数十倍于过去的一般建筑。在此受压深度内，地下水、渗流场及由此引起的孔隙水压力场的分布形态十分复杂，建筑基础影响范围内存在二到四层的地下水，如不引入地下水动力学和非饱和渗流的概念，有关问题便无法搞清楚，且将会影响地基沉降、承载力和稳定性等几乎所有的地基分析评价结果的正确性，尤其考虑施工荷载因素时，地下水的作用是最难确定的，目前常用的是各种简化方法，这些方法往往仅仅考虑了水压力呈线性分布部分的作用而忽略了水压力的实际分布形态，这在某些情况下是允许的，但是在基坑工程中，大多采取降水措施，渗流作用随着基坑开挖深度的增大而增大，甚至成为影响基坑稳定的主要因素。这时，如果仍然盲目套用已有的简化公式，必将得出错误的计算结果。用错误的结果去指导工程实践是很危险的，这也是基坑失稳事故屡屡发生的主要原因之一。

另外，防水层的破坏不仅仅与地下水有关，从大量工程实践中得知,地下防水工程在地下水作用与温差变形、材料收缩以及其他因素作用下,防水层出现鼓胀的现象多有发生,并且多数是在充分考虑基坑降水的前提下出现的工程事故。施工阶段防水层一旦出现鼓胀,渗漏水就难以避免,给工程后续施工带来极大不便,其应急与维修费用将是昂贵的。因此，在设计、施工中要特别加强对地下水的控制，尤其是工程规模大的深基坑，必须控制地下水来改善施工作业条件。及时降低基础施工阶段基坑内外水头高度差，减小地下水对基础的作用力，有效的防止基地出现流砂、基底涌砂、防水层鼓胀及破坏等现象的发生，以保证基础施工的顺利进行。

参考文献

[1] 钱家欢，殷宗泽。土工原理与计算（第2版）[M]，北京：中国水利水电出版社,1996

[2] 刘建军。裴桂红我国渗流力学发展现状及展望武汉工业学院学报，2002（:）s99

[3] 孔祥言。高等渗流力学「M合肥:中国科学技术大学出版社，1999

[4] 高福华。深基坑工程渗流与变形分析，河海大学硕士学位论文。

[5] 张在明。地下水与建筑基础工程「M北京:中国建筑工业出版社20018