津湾广场9号楼位于天津市和平区, 毗邻海河, 属软土地区;基坑深度24.6m, 地下室防水等级为I级, 防水方式采用结构自防水与建筑防水相结合。地下水位常年在-2.000～-4.000m, 地下室抗浮设防水位为大沽高程-3.500m, 相对地表高度-7.500m;基础形式为桩筏基础, 塔楼底板厚4m, 围护结构为92幅1.2m厚地下连续墙, 底板及墙体混凝土强度等级均为C40P10。

地下工程防水设计和施工应遵循“防、排、截、堵相结合, 刚柔并济, 因地制宜, 综合治理”的原则。在此理念基础上对超高层地下室防水提出“疏导排水, 层层设防”的施工技术。

津湾广场9号楼项目基坑深度较大, 地下水位较高, 地下室底板及墙体所受到的水头压力较大。面对常年持续高水位的地下状态, 采用了有别于一般防水方式的PVC双层中空排水板防水体系:对地下室底板做防水处理并找坡, 利用地漏排水管连接集水井排除渗水;对墙体以及墙体与底板交接节点、地下连续墙与地下通道坡道墙节点等利用排水空腔引流渗透水。集水井对底板、墙体等渗流水收集, 再通过泵机进行抽排。

地下连续墙施工过程中, 混凝土浇筑时的夹渣、空腔以及十字钢板接头不可避免地降低地下连续墙抗渗性能, 由于地下连续墙外侧无法设置防水层, 常规的防水做法往往是在接头处设置穿孔钢板, 增加渗水途径, 并在地下连续墙室内一侧进行防水处理, 喷涂水泥基防水材料、JS高分子防水涂料等, 同时设计导排系统。面对基坑较深、水头压力较大时, 混凝土自防水及涂料面层往往存在渗水现象, 长期防水依靠衬墙与地下连续墙之间的空腔蓄水, 通过集水坑外排, 导致地下墙面潮湿, 局部渗水, 效果较差。

本工程地下室的墙体由地下连续墙、排水空腔和混凝土衬墙组成, 以单层地下连续墙作为工程墙体, 地下连续墙混凝土强度及抗渗等级为C40P10。地下连续墙与衬墙之间的排水空腔设置PVC排水板, PVC排水板上设自粘性防水卷材, 地下连续墙渗漏水经由PVC排水板空隙排入集水沟, 排水板渗漏水由防水卷材封堵, 有效隔离地下连续墙渗漏水;衬墙表面建筑防水采用水泥基渗透结晶型防水涂料内防1道, 施工聚合物水泥防水砂浆1道, 以达到防潮目的。另外在衬墙下部设有集水盒, 排水中腔的水顺着缺口流入其中, 有效避免了水的渗透, 增加了墙体防水年限, 如图1, 2所示。

地下室底板防水等级为一级, 即不允许渗水, 结构表面无湿渍。地下室底板采用防水混凝土, 混凝土强度等级C40, 抗渗等级P10。设防为3道做法, 即3mm+3mm厚热熔型改性沥青防水卷材和20mm厚1∶2水泥砂浆保护层;上部为4m厚C40P10混凝土自防水层, 混凝土面层上依次设PVC排水板、170mm厚轻质混凝土、100mm厚细石混凝土并向地漏找坡。

底板防水依靠防水卷材、混凝土底板自防水与PVC排水板排水层3部分组成。考虑到项目地处软土地区, 超深基坑水头压力大, 在一般的防水设计基础上增加了排水层。依靠排水板导流渗水, 大大降低了雨季等地下水位上涨水头压力变化下的底板整体渗漏机率, 如图3, 4所示。

底板与地下连续墙交接处设有集水盒, 将墙体中腔中经排水板流下的水和底板排水板中导流的水汇集, 排入设置的排水明沟, 流向集水井经抽水泵排入市政管网。

底板与地下连续墙衔接处按05J2-A14/2喷涂水泥基渗透结晶型防水涂料 (500mm宽聚合物水泥防水涂料) 。有效弥补接口处混凝土产生的缝隙, 增加混凝土自防水能力。底板与墙体结构层交接处设遇水膨胀止水条, 进一步避免连接处发生渗水。底板与地下连续墙防水节点如图5所示。

津湾广场9号楼与相邻8号楼通过地下连廊相连接, 9号楼施工完毕 (即沉降趋于稳定后) 施工地下连廊, 这就导致了地下连续墙与连廊墙体所承受的上部荷载相差悬殊, 进而导致了两处墙体沉降不同, 墙体连接处不可避免裂缝产生, 常规的防水做法无法长期解决交界面渗漏问题。因此本工程地下连廊与地下连续墙交接面设置两防一排防水措施, 首先9号楼地下连续墙施工过程中, 在墙体交接处设H型钢 (做止水钢板用) , 施工地下连廊时剔出H型钢, 表面清理, 连廊墙体钢筋与H型钢连接方式为焊接, 并设止水钢板;第2道防水为连廊外墙卷材防水, 交界面处包裹H型钢;第3处为内衬墙排水, 设于地下连续墙内衬墙在交界面转角处与连廊墙体交接, 因衬墙后做, 连廊施工时做甩茬, 衬墙与连廊墙体混凝土交接处使用聚氨酯封堵, 当连廊与主楼发生不均匀沉降时, 衬墙排水功能不受影响。新旧混凝土交界面防水节点如图6所示。

桩头节点周围采用水泥基渗透结晶型防水涂料上覆盖聚合物水泥防水砂浆, 再连接底板的防水构造。桩头甩出钢筋处设有遇水膨胀止水条, 对桩头钢筋处缝隙进行防水, 如图7所示。

地下室底板后浇带采用早强、补偿收缩混凝土浇筑, 其强度等级高于两侧混凝土一级。收缩后浇带为降低底板混凝土收缩, 后浇带封闭时间为60d。高层主楼与裙房之间的沉降后浇带封闭时间为高层主楼施工完成并且沉降速率趋向平稳后1个月。底板后浇带防水如图8所示。

地下格构柱与底板交接位置采用双面角钢焊接, 各边满焊, 满焊后的角钢充当止水钢板用, 确保交接位置处防水要求。

当前国内大部分建筑地下结构防水仍然以传统的防水卷材构造配合混凝土自防水作为主要防水手段, 对建筑材料造成一定浪费而且不利于建筑长久防水。借鉴本项目的防水施工经验可以总结出, 注重防水之中的排水构造或可成为日后工作重点。其设计原理是根据地质勘探中的各地层渗透系数及地下水位, 推导出地下水渗透流量, 并选用合适的排水系统, 通过底板提供的反压力进行导流排入集水井。地下室防水构造中以基础底部、地基上部设置的排水系统为主, 更深入地体现了以排水为主、防水为辅的防水理念, 有效降低了地下水对基础底板、地下连续墙的水头压力, 能够适当降低结构造价, 并拥有良好的防水性能, 如图9所示。

地下室防水施工属于隐蔽工程, 而且一旦出现防水失效, 其造成的结果往往不可弥补。如果没有对渗流水进行一定的疏导引排, 以防水卷材20年左右的使用年限, 往往导致防水系统难堪重负, 而PVC中空排水板耐老化年限一般为50～70年, 排水 板与底板、地下连续墙混凝土自防水以及卷材防水相辅相成, 能够充分满足防水要求。本工程采用双层PVC中空排水板防水体系, 利用PVC排水板凹凸不平的结构构造, 在衬墙与地下连续墙之间设置排水空腔, 空腔内的PVC排水板将渗水引出底板及墙体, 大大增加了建筑防水使用年限, 同时衬墙室内表面水泥基渗透结晶型防水涂料及聚合物水泥防水砂浆的使用进一步达到防潮目的。

本文通过对津湾广场9号楼地下室防水设计的阐述, 提出了“防排结合”的双层PVC中空排水板防水体系, 对于解决软土地区超深基坑地下防水提供重要的参考依据。相比传统的单一“防水设防”防水体系, 此防水体系加强了地下室防水能力, 可增加建筑防水年限。从一定程度上降低了日后地下水渗漏等维修机率, 经济潜力巨大。