5.地下結構防水:做出正確選擇
為地下結構選擇合適的防水系統,是確保其長期耐久性和使用性能的關鍵。核心考量因素包括結構預期使用壽命、靜水壓力等級和排水系統配置。此外,還必須評估其他因素,如地下水位波動、土壤滲透性以及是否存在腐蝕性化學物質或污染物等。這些因素共同構成了選擇防水解決方案的基礎,確保所選方案能適配項目面臨的特定挑戰。鑒于這些因素的復雜性和多變性,遵循既定指南和標準至關重要——它們提供了一個統一的框架,確保所選產品符合嚴格的性能標準,終大限度地降低防水失效風險,保障結構免受水分滲透的侵害,維持其完整性并延長使用壽命。
為有效落實這些考量因素,在規劃和設計階段盡早融入防水策略至關重要。根據英國標準BS 8102第3部分規定,無論采用何種類型的防水系統,都必須在規劃和設計的初階段就考慮防水相關策略,以有效降低水分侵入風險,確保地下結構的長期使用性能。
BS 8102標準中強調的另一個關鍵方面是可修復性,該標準設計流程圖對此進行了重點說明。該流程圖中的一個核心決策點是系統可修復性是否得到充分保障;若滿足要求,則必須進行相應的修改設計。對于地下防水系統而言,這一點尤為重要,因為這些系統一旦安裝完成就難以觸及,其維護和修復將極為困難。確保在初始設計階段就將可修復性納入考量因素,不僅有助于提升結構長期耐久性,還能大程度減少未來維護難題和潛在失效風險。
BS 8102標準還包含一份詳細表格,對不同類型(A型、B型和C型)的防水系統進行了分類,并根據不同地下水位對應的風險因素,闡明了適用的防水方法。該表格總結了每種風險等級下適配的防水方案,為選擇能有效抵御潛在水分侵入的系統提供了寶貴指南,確保所選系統根據現場具體條件提供有效保護。
然而,盡管該表格表明三種類型的防水系統均可用于不同水位和風險場景,但不應將其視為終解決方案。該表格主要強調了每種系統的潛在適用性,但并未涵蓋設計可靠防水策略所需的詳細因素。要做出有效選擇,必須充分考慮每種類型的優缺點,認識到同一類別中不同產品之間的性能差異,并根據項目的獨特條件和限制定制終解決方案。因此,在這一階段,有必要深入探究每種防水方法的具體細節,以做出全面知情的決策。可靠的規范指南和標準仍是指導這一過程并確保所選解決方案達到預期性能要求的寶貴資源。
為地下結構選擇防水系統時,必須關注 A 型和 B 型系統的施工應用層面——這兩類系統對項目進度和終性能有著顯著影響。A 型防水系統是直接涂刷或鋪設在現有混凝土表面的屏障式防護層,其施工通常需要額外時間,并且需要由熟練掌握產品正確使用方法的專業團隊和施工人員進行操作。施工團隊的專業水平至關重要,因為安裝工藝及施工過程中可能出現的操作不一致,是影響產品性能的主要因素之一。值得注意的是,如美國材料與試驗協會標準ASTM D7832所強調,由于安裝條件存在差異,防水膜的實驗室測試結果與其實際應用性能之間難以建立精確關聯。
由于土壤中的化學物質、設計方案、材料特性及施工工藝存在差異,因此無法建立防水膜的實驗室測試結果與安裝后的性能指標之間的精確關聯。
—— 美國材料與試驗協會標準 ASTM D7832
當審視導致建筑工程缺陷的主要因素時,規范施工的重要性更加凸顯。BS 8102 標準指出,理想的防水系統應無缺陷;但在實際應用中,多種因素可能導致缺陷產生,其中施工工藝不佳和產品使用不當被該標準列為主要誘因。相比之下,B 型防水系統通常直接融入混凝土配合比中,對施工工藝的依賴性更低,能減少人為失誤的可能性。這種方式簡化了施工流程,有望縮短項目工期并提升整體性能,無需額外進行表面處理工序。
美國材料與試驗協會標準ASTM D7832指出,另一個關鍵考慮因素是地下防水系統需在結構的整個使用壽命內保持完整性。然而,傳統防水膜系統存在固有局限性——隨著時間推移,其性能會因老化而發生變化,因此往往難以完全滿足這一要求,尤其是在設計使用壽命較長的現代建筑中更為凸顯。因此,市場對更先進、更具韌性的防水解決方案的需求日益增長,這類方案要能滿足長期耐久性和使用性能的要求。
防水膜應在建筑使用壽命內,在持續或間歇性潮濕環境中保持防水完整性,且需能承受持續或間歇性靜水壓力。同時,防水膜應具備抵御有害化學物質侵蝕及植物根系穿刺的能力。
鑒于 A 型系統存在老化、長期使用后效果可能下降等局限性,以及復雜設計中對防水方案的靈活性和可靠性要求不斷提高,B 型防水系統已成為一種可靠的替代方案。盡管 B 型系統已問世半個多世紀,但在部分市場的應用仍相對較新。如前所述,這類整體式防水系統能改善混凝土自身性能,使其轉變為防水屏障。當設計師評估項目需求并決定采用B型整體防水解決方案時,需特別考慮以下具體因素。
美國混凝土學會標準ACI 212第15章指出,選擇合適的減滲外加劑(PRA)時,關鍵之一在于要認識到減滲外加劑涵蓋范圍廣泛,不同產品的性能和效果存在顯著差異。因此,并非所有減滲外加劑都能達到相同的防水效果。必須仔細評估每款產品,選擇符合結構獨特需求和使用環境的減滲外加劑,而非假設同一類別下所有產品性能都一致。具體而言,ACI 212標準第節將減滲外加劑分為五大類。
其中,結晶型產品被認為是適用于承受靜水壓力結構的有效選擇之一,屬于靜水條件用減滲外加劑(PRAH)類別。然而,值得注意的是,并非所有標注 “結晶型” 的產品都必然符合有效PRAH的標準。ACI 212標準第15章為 PRAH 設定了明確標準,包括需證明能將混凝土滲透性降低50%以上,且具備自修復能力。因此,必須進行全面評估,確保所選產品符合這些性能基準,能有效承受靜水壓力,重要的是,要有在承受靜水壓力的項目中成功應用的可靠記錄。
地下防水系統基礎 | 提升耐久性與可持續性 凱頓國際(三)