地下工程防水预留后的技术分析

摘要：对分期建设的地下工程通过工程案例分析，提出基坑支护、主体结构、防水衔接三系统之整合设计方案，并针对内撑支护、预留运行、二期直接对拼的设计，从系统整合的角度，提出防水解决途径。

关键词：地下工程;内撑支护;分期建设;预留运行;防水设计

1问题

地下工程分期建设、预留后接，给防水系统的设计带来很多困难。其中，最棘手的恐怕是一、二期之间设置了带有混凝土内支撑的基坑支护结构，该结构对各系统、各阶段都有重大影响，特别是防水。

防水，比较理想的设计是：一期预留运行期间的临时外墙(即两期之间的分隔墙)之防水，施作于支护表面，外防外贴，并在与底板外防水连接处设计预留构造。二期去除支护(临时外墙)后，该预留构造应可与二期外防水进行搭接密封。预留构造的设计较复杂，容另文讨论。本文重点在支护与主体设计的整合优化，以便为外防水预留构造设计提供较好的实施条件。

2案例

2.1技术背景

一直以来，支护与主体完全分开设计，已不适应重大工程项目的实际需要。虽然顶层设计要求工程总承包或设计总承包，但喊口号多、落实少，久而久之，令大多参与建设的部门和人员，误以为基坑支护之于结构主体不相干;进而，防水与结构不相干。结果是：支护，只提供一个坑;结构克服了支护带来的障碍后，只作了一个不带盖的盒子;一期运行防水、二期后接防水，回填、维修，全程无人顾及，只能走一步算一步，整个工程缺少专业的统一指挥。

2.2工程实例

图1为某工程地下室总平面图。其中，右图为一期设计，两期均负三层半。地下总面积，不计底层(GF层)，约18.27万m2。

图2为两期边界支护平面示意。其中，右上为设计实例，考虑支护为主;左下为优化方案，简化了支护与结构主体的关系，从而为防水构造提供了方便操作的条件。

图3为支护与结构主体之剖面。其中，右两图为设计实例，左两图分别为协调设计方案及优化设计方案。

分别简述如下：

1)如图1所示，一期先行支护大范围还包括与老楼的连通道，该通道之二层中部尚需与车行坡道连接(突起部分)。二期支护时，则包括另一个连通道，该通道与二期的连通节点，可参阅图3之[1-1]剖面、[2-2]剖面及其相关的讨论。两通道与老楼的接口，较为复杂，据说若干年前老楼建设时是考虑了将来连通的。2)图3之[1-1]剖面，系建筑设计对二期边界外隔墙主体的表达。拼接后，该墙上开若干门洞，使两期达至连通。[2-2]剖面系两期边界处之一期的支护设计，连带表达了隔墙，即一期临时外墙的结构主体。该处混凝土咬合桩与结构主体间的沟槽(俗称肥槽)宽度，图示为1200～2000mm，最窄处只有300mm，令外防水施作困难，只能内防替代;内外防交替，自己骗自己，还不如干脆取消，改为内排系统，熬到二期凿除。

这种窄缝沟槽，如果用于永久性外墙，要想完成拆撑后的清理、支模、外防水、清理回填，均需认真。实际上，许多建筑垃圾，清不出来，或不回填;设计泡沫混凝土填筑，因增加造价而不用，最终造成大规模有害空腔，长期危害邻建、市政、道桥，后果严重。

3)需补充说明的是：本案例，两期非交界处之永久外墙的支护剖面，因未涉及预留后接，故未引用，仅作如下简述。该剖面与剖面[2-2]相似，只是沟槽较宽，多在2000mm以上。其中大多数是从底板外翻边之边缘算起，至混凝土咬合桩，为1500mm。其目的不仅是留有永久外墙主体柔性外防水的操作空间，而且考虑了与底板外墙形成连续搭接密封所需要的操作空间，设计很正规，施工也方便。但考虑到整体工程量，总长约达1270m的沟槽，若正规回填素土，分层夯实，浇筑换撑梁或板带，令工期与成本都需要付出，特别是巨大空间的放弃则是永远无法收回的资源。这也是笔者企图协调与优化该设计的主要动力。

2.3协调设计方案。

协调支护设计与主体设计的主要目的就是使二者紧靠，不设沟槽。如图3之左二图。

1)混凝土内撑梁

混凝土冠梁，应精确放线施工，使梁内侧与混凝土主体外侧重合;只要认真，不难做到。支撑梁支模时，需先将梁处之护壁(本案例为咬合桩)修平，并在该处钉挂预铺卷材，上下各宽出梁高200mm。下侧宽出的200mm，水平折回于梁底，并加设300mm宽聚乙烯丙纶隔离后，浇筑混凝土，令其只与梁侧反粘。

实际上，该梁上部之咬合桩表面，也应一并修平，使其水平投影线与主体外侧重合。这样做不仅便于施工防水层，也令将来两期之间的隔墙比较平整。

2)底板侧墙

底板设计的预铺卷材，在侧墙(即一期外墙)处上翻于止水修平的护壁上，超过200mm宽，作为保护。待施作于支护的侧壁防水层(推荐喷涂速凝橡胶沥青涂料)完成，将200mm宽预铺卷材展平钉于护壁之上，浇筑侧壁混凝土。

3)内撑梁浇筑孔

支撑梁顶设置浇筑孔，如图3，Φ250～300mm，@800mm。

4)侧墙(即一期外墙)防水

以负3层为例，侧墙施工前，在止水修平的支护上施作防水层，本方案推荐喷涂速凝橡胶沥青涂料。然后，将已经反粘于支撑梁侧的预铺卷材之上下各宽出的200mm，展平钉铺于已经施作了防水涂层的支护上，随后支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土侧墙至支撑梁顶。

达到强度后，拆除支撑梁。其中，支撑腰梁只切割除去多余部分，如图3之[1-1]、[2-2]节点所示，然后再施工负3层侧墙之上半部分，至负2层楼板面。

该设计的好处是支撑腰梁可只破拆1/3，或者只拆至梁外侧，使其未拆除之2/3成为侧墙之一部分。

梁上侧内模的支撑，也较简单方便。

5)临时外墙若为永久隔墙(只开门洞连通两期空间)，其一期外露部分，只需修平、凿毛、喷浆，不必粉平;二期部分，则可采用轻钢龙骨石膏板包覆，不必清净粉刷。

6)降排水

协调设计可能令传统的底板下边缘设置排水沟不方便。解决的办法是采用深井降水代替坑底排水，如图3的[3-3]剖面之右图。若地质条件不适合深井排水，也可采用其他基坑降水办法。

2.4优化整合方案

支护防水。在协调设计方案的基础上，支护、结构、防水应进一步整合优化。

1)基坑降水

降排水必须正规、可靠。支护完成后，应该基本上没有渗漏水。不应大规模引排。明水(雨水、施工用水)有很多简单便捷的方法排除。如此，护壁也可研究采用宽幅格构骨架之连续墙，并采用防水接头。如图2之左下图所示。

2)钢结构内支撑

钢结构支撑系统应由大型专业公司研发、制造、施工，实行工程承租形式。该系统如机械搭建一样，灵活多变，能适应各种规模，各种形状的基坑支护。其关键技术在于设置在支撑腰梁与护壁之间的垫块。该垫块可以用硬橡胶与特种薄钢板组装而成，一般设置在与支撑点对应处，如图2之左下图所示。装卸只需顶紧、松弛，护壁上没有锚件。

3)预铺防水卷材，斜撑内模

不设任何穿透锚件的钢内撑腰梁，为预铺卷材提供了良好的铺设条件。需要解决的问题，是主体内模板的支撑。许多工程，论证后决定：预铺、斜撑。临支模，变卦为锚拉，导致渗漏，却无须承责。下次照旧，没有进步。为此，笔者再次建议组建专注斜撑的专业模板公司，实行工程租赁，实现设计、制作、安装一体化。目前推广，可能还有困难;困难再大，也比临阵变卦造成资源大浪费好。

4)全刚自防水混凝土

全刚自防水混凝土内衬墙，更适合永久性外墙。实际上，预铺反粘，也适合永久外墙，用于两期之间，则有点可惜。

仅从经济上考虑，单纯支护、单纯主体，也不如互补合理。实际上，主体紧靠支护，至少土体侧压可共担一部分。如是，主体外墙厚度可适当减小。不太厚的外墙，更适合采用内掺水泥基渗透结晶防水剂或纯天然活性硅质掺和料的混凝土;节点更简，施工更快，造价更低。因全刚自防，会有取消内外防水之意，为降低风险，注意选用有大量实际案例支持的、信誉良好的专业公司参与设计，并全程主导施工。鉴于目前的管理水平较低，为慎重起见，建议在水位高、埋深深的地下室，加设1.6m净高的蓄洪池，增加防水保险度，且为城市内涝作出贡献。

3结语

深基坑工程，无论是施工总承包还是设计总承包，均当积极为用户着想。现行支护、主体、防水拆分设计的模式，投入多、质量差，虽然有人买单，但浪费的是社会资源，理应改进。