一种大型地下车库变形缝渗漏综合治理技术

作者：张毅     

1工程概况

  本案例地下室属于上海市某住宅小区一期地下车库，分6个区，总建筑面积为8 959. 9m2。建筑耐久年限为50年，耐火等级一级，防水等级一级。

  地下室设计标高±0. 000，相当于绝对标高4. 700m。1，2，3区室内地坪设计标高-4.600m，顶板面结构设计标高-1.250m。4，5，6区地坪设计标高-4.300m，顶板面结构设计标高-0.950m。1，2，3区与4，5，6区间存在高差，索混凝土找坡。地下室底板厚450mm，下部为桩基础。地下水埋深0. 5m。

  本案例修复的地下室变形缝为一期1，2，3区与4，5，6区，一期通往二期通道口的变形缝，原变形缝防水采用中埋式止水带，缝内依次填充聚乙烯泡沫板和沥青麻丝。变形缝处渗漏情况非常严重，有大面积积水，局部有涌水现象。现场检测发现变形缝曾出现过渗漏，当时采用“堵漏灵”缝内止水并钻孔注浆，此方法虽能止漏，但没有解决根本问题，造成变形缝渗漏久治不愈。

2渗漏原因

  本案例中地下室变形缝有多处渗漏，局部出现涌水，渗漏情况严重。确定治理方案时，不能简单采用堵漏的方法，需要因地制宜，根据变形缝的位置、功能和构造等对渗漏原因进行深入分析。

  一期1，2，3区与4，5，6区底板的变形缝长17m，宽40mm。现场检测发现变形缝一侧因底板抗浮桩抵抗力不足，底板不均匀上浮，导致中埋式止水带变形过大失效。原变形缝修复仅仅达到止漏的目的，未解决底板上浮问题，导致变形缝常治常漏。

  一期至二期通道宽7. 8m，高2.5m，顶板上部覆土1. 5m。二期通道施工时间较一期晚，通道下仅为填土。现场勘察发现通道顶板和侧壁变形缝宽达100mm，变形缝两侧顶板高差100mm，顶部止水带被拉裂。通道一周变形缝均出现不同程度的渗漏，底板局部泥浆上冒。分析认为通道底部填土固结，导致通道发生不均匀沉降和滑移，中埋止水带被拉裂，防水失效。

3  治理方案

  地下工程中变形缝渗漏很常见，原因复杂多样。地下工程渗漏治理的设计和施工应遵循“以堵为主，堵排结合，因地制宜，多道设防，综合治理”原则。对于变形缝的渗漏治理，常规做法是先止水，后在变形缝背水面安装止水带。本工程地下室变形缝渗漏原因复杂，为有效治理渗漏问题，需要解决地下室底板上浮、宽变形缝的处理和变形缝新防水等问题。

3.1  地下室上浮治理

  上海属于特殊的软土地区，．地下水位较高，地下室不均匀上浮时有发生，上浮导致变形缝变形过大，变形缝防水失效，引发渗漏。治理一期地下室变形缝渗漏，需先采取措施阻止其进一步上浮，待其稳定后再进行渗漏修复。修复通道口处变形缝前，需要确定通道口是否变形稳定，防水设计选取的止水带必须保证足够的变形能力。

  为有效提高地下室抗浮能力，选取在原抗拔桩基础上增设抗拔桩的方案。本案例地下室原设计抗拔桩采用250mm×250mm预制混凝土方桩，桩长9m，单桩抗拔承载力设计值为110kN，桩尖进入第④层淤泥质黏土。抗拔桩均匀对称布置在柱的四周。根据现场检测情况，在原抗拔桩的基础上，采取“自上而下”压密注浆法在其上浮底板一侧增设2排共10根钢管注浆桩，桩长9m，单桩承载力设计值为110kN。单桩承载力由专业单位根据专利技术保

证，条件许可时建议选1～2根做验证性试验。图1a中虚线圆圈为新增抗拔桩的位置，图1b所示为抗拔桩剖面。

3.2渗漏治理

3. 2.1  新防水工艺

  地下工程变形缝新防水材料、工艺众多，各有特色。为有效治理本案例地下室变形缝渗漏，选取和对比了几种渗漏治理的新防水工艺的优缺点。

  1)粘固密封止水带  粘固密封止水带能从根本上改善止水效果，将“压迫”止水转变为“密封”止水，对治理地下室变形缝渗漏有较好效果。该止水带依靠新型橡胶弹性体和专用高强耐水黏合剂形成粘固密封止水，可室内施工，分为U形止水带（外贴内做）和M形止水带（内置内做）2类，不支持宽缝设计。U形止水带适合20~30mm和30~50mm，M形止水带适合50~70mm。该法对黏结剂的黏结性能要求很高，施工时要求变形缝的基面干净平整，施工难度高，程序繁琐，需要附加盖板保护；不适合宽变形缝的渗漏治理。

  2)粘贴式卷材止水带  粘贴式卷材止水带是一种能与变形缝两侧直接可靠黏结的高性能卷材止水带。相对于传统的防水方案，它具有变形能力大、耐疲劳、耐腐蚀，可适应复杂变形缝，施工维护简便等优点。该法防水效果好，实践证明可以采用在背水面骑缝铺设粘贴式卷材止水带治理地下室渗漏，但对环境要求高，基层必须有足够的强度和平整度。止水带粘贴在混凝土表面，需要布置金属盖板进行保护，粘贴面积大时，质量难保证。该法多用于新建工程，不太适合水头压力较大的地下工程的渗漏治理。

  3)“飞马度”密封系统  该系统是一种从德国引进的物理防水系统。它由众多均匀密布的空腔结构组成，为外部光滑的弹性体，圆形截面。该系统依靠机械挤压进入变形缝，受压后空腔内的空气产生抗力使变形缝密封，不需额外的黏结剂。施工不受天气限制，可以带水作业，防渗见效快，质量可保证，维护简便。但无法抵抗> 25 %的缝隙扩张变形，对变形缝宽度有限制，一般适合30mm左右的变形缝。

  4)充气膨胀密实法  充气膨胀式止水条采用优质氯丁橡胶制成，采用特制的环氧树脂作为黏结剂，通过充气挤压的方式确保止水条与变形缝紧密黏结。施工过程简便，接头形式多样灵活。能够满足较大变形建筑的防水要求，使用周期长，环境适应能力强，可长期抵抗较大水头压力。充气膨胀止水条有W型和FW型两种，W型橡胶条满足±50%的位移，FW型满足±35%的位移。其适用于变形较大、接头多样、带有水压的变形缝的防水堵漏。

  5)注浆加固法  对于渗漏严重的变形缝，当不能及时有效地止水时，可采取在变形缝两边钻孔进行压密注浆。压密注浆具有施工方便、快速堵漏、施工环境要求低等优点，不仅可以加固变形缝外侧的土体，减小汽车振动对通道下土体的影响，还能快速有效地阻断外侧的渗水路径，阻止水进入变形缝。

  经过对比各新防水工艺的优缺点，考虑到本案例变形缝渗漏情况严重，原因复杂，后期变形缝变形要求高，选取了先在变形缝两侧进行压密注浆快速止水，后进行变形缝的缩缝修复，再采用充气膨胀止水条的多道防水施工综合治理方案。

3.2.2“自上而下”压密注浆

  本案例引入了“自上而下”压密注浆工艺，该法是一种新的施工工艺，即钢管注浆由上而下进行，随着注浆深度的增加不断增设注浆管，直至达到预定的注浆深度。相比于工程中常见的“自下而上”注浆法，“自上而下”压密注浆法能有效避免地下室顶板因注浆压力过大隆起。该法具有施工简便、效果显著、注浆后土体密实程度高等优点。

  为了阻止地下水涌出和通道的不均匀沉降，加固通道下方土体，减小后期汽车运行对土体的影响，首先进行的是压密注浆。注浆位置采用梅花形布置，可确保注浆质量，提高止水效果。根据要求注浆管注浆深度为2m，分2排布置，注浆孔间距1. 5m。基础底板上共9个注浆孔，侧壁水平注浆孔共4个，斜向注浆孔8个，共计21个注浆孔，如图2~3所示。现场施工中，可根据实际注浆效果适当增加注浆孔进行补注。

3.2.3注浆止水

  变形缝注浆止水方法的选取需要充分考虑到变形缝的形态、类别和位置。常用的注浆止水工艺包括钻孔注浆、埋管注浆。钻孔注浆对于顶部变形缝渗漏处理有优势，施工前需要判断注浆孔的位置是否合理。埋管注浆适用于底部变形缝渗漏治理，可应用于整条变形缝或者局部处理。

  考虑本案例变形缝渗漏情况比较严重，底板变形缝情况尤甚，仅采用单一的方法难以快速有效地止水，需先在变形缝两侧钻孔压密注浆至变形缝内不再涌水，然后根据实际情况在变形缝内埋管注浆进一步止漏，为后续防水施工提供良好的工作环境。

3.2.4宽缝修复

  由于二期通道的滑移，通道口处变形缝的宽度达到100mm，且通道口两侧顶板出现100mm高差。不同防水系统对变形缝的宽度有不同要求，进行新防水的施工前，需要对变形缝进行缩缝处理，使变形缝的宽度满足防水施工的要求。

  本案例统一将变形缝修复至原设计宽度40mm，在原有混凝土的基础上新浇筑混凝土进行修补。为确保新浇筑混凝土与原混凝土间黏结可靠及界面防水，需要植筋及安放遇水膨胀止水条，设计节点如图4所示。将原混凝土凿毛、植筋、清理干净其表面，安放遇水膨胀止水条，然后支模浇筑微膨胀性细骨料混凝土并进行养护。达到设计强度后拆模，准备下一步防水施工。

3.2.5变形缝新防水

  本案例变形缝渗漏原因复杂，变形缝变形较大。新防水的施工必须在确保变形缝两侧结构变形稳定后进行。为确保变形缝后期的变形能力及现场的施工条件，需要一种施工方便、变形能力强、耐久性好的止水条作为新的防水措施。综合比较了上述几种防水方法，本工程采用W型充气膨胀止水条。新防水措施施工前需要确保变形缝干净、无水。膨胀式止水条做法如图5所示。

4  施工工艺

4.1抗拔桩施工

  1)材料参数1m3 D型浆液含32.5级复合硅酸盐水泥667kg，袋装粉煤灰333kg，水灰比0.5，28d强度≥20MPa。

  2)施工要求钻孔注浆前，应先确定底板钢筋的位置。钢管注浆桩长9m，分9个注浆段，第1个注浆点距底板迎水面1. 0m。D型浆液注浆量0.15 m3／m，最后1.0m注入0.45 m3，每根桩总注浆量1. 65m3。为保证注浆质量，施工时需控制注浆速度及注浆压力，每段注浆时间6~ 10min。注浆时间随深度递增，注浆压力≤1. 5MPa。

  3)施工顺序  参照图1，从外到内对称钻孔，“自上而下”压密注浆至设计深度，然后锚固注浆管。锚杆端部与底板面钢筋焊接3ɸ14，双面5d(d焊接筋直径)，单面10d。注浆管锚固后，清理施工孔，做好抗拔桩节点防水，浇筑微膨胀细骨料混凝土封孔。抗拔桩节点做法如图6所示，其中L形短钢筋为焊接钢筋，均匀布置在钢管一周。

4.2压密注浆

  1)材料参数  本案例采用以粉煤灰为主的水泥、粉煤灰双液注浆，水泥与粉煤灰的比例为2：8，水灰比0.5，外加剂为32。Be的水玻璃，掺人量3%；水泥为32.5级复合硅酸盐水泥，粉煤灰为袋装粉煤灰。

  2)施工要求  钻孔注浆前，应先确定钢筋的位置。“自上而下”压密注浆，每孔深度为2. 0m，3个注浆点。每注浆点注浆量为0.15 m3。注浆压力控制在0.3~1. 5MPa。

  3)施工顺序  先进行二期通道口注浆，间隔1孔注浆，再内插加密，侧壁斜孔先施工500斜孔，再施工300斜孔。注浆完成后封孔养护，达到设计要求后，清理现场。

  压密注浆后，当变形缝内仍有少量渗水时，可采取在变形缝内埋管注浆，确保变形缝内新防水施工时干燥无水。

4.3宽缝修复

  宽缝修复的要求及步骤如下。

  1)宽缝的处理应在止水完成后进行。

  2)按图4所示，对原有混凝土表面进行凿毛，并清理干净，使其无尘、无水。

  3)混凝土凿毛后，在新旧混凝土接合部安放遇水膨胀止水条。

  4)按照设计要求将需要植入的钢筋焊接到原有钢筋上，支模浇筑混凝土，养护至设计强度。植筋采用ɸ12@ 200，箍筋ɸ4@ 250，架立筋采用咖6，端部与两侧原有钢筋焊接搭接。

  施工中，要注意新浇筑混凝土（或填充料）的振捣，新旧混凝土结合部位的处理，止水带安放的平整度。

4.4阿拉丁安装

  膨胀式止水带阿拉丁施工方便，主要施工步骤如下。

  1)将修复后的变形缝清理干净，必要时要对变形缝表面的孔洞进行修复。

  2)制作止水条，并充气检验，看是否漏气。若漏气，修复至不漏气。

  3)将环氧树脂黏结剂涂抹在止水条两侧的齿形区域，涂抹应饱满、连续。

  4)采用夹具将橡胶止水条仔细放在变形缝内，注意必须放置在缝壁两侧涂胶的范围内，同时要求橡胶止水条低于变形缝混凝土顶部约30mm。

  5)待橡胶止水条准确放入变形缝内后，通过气泵和进气管对其进行充气，然后塞住充气管保持气压（气压为0. 10~0.15 M Pa）约24h。

  6)将橡胶止水条上部和变形缝外部混凝土擦干净，待橡胶止水条保压期过后打开气阀排气。

  7)在止水条上部的变形缝内按设计要求填充保护材料，并清理现场。

5结语

  地下室渗漏现状频发，原因多样复杂，修复设计需因地制宜，结合建筑整体的变形情况、原防水节点构造、变形缝所处位置等方面深入分析。

  经过对本案例地下室变形缝渗漏的综合治理，多道设防，有效解决了渗漏问题，至今未出现渗漏。

合理采用“自上而下”压密注浆、缩缝技术、膨胀止水法等新型工艺的综合治理方法能有效快速修复地下结构变形缝渗漏。

6[摘要]地下结构上浮、变形缝渗漏等问题在地下工程中时有发生。地下室底板不均匀上浮、坡道滑移等原因会造成变形缝两侧出现高差、变形缝宽度变大、止水带断裂，导致变形缝处渗漏，在治理过程中存在很大困难。结合某大型地下室变形缝渗漏治理，引进新型变形缝堵漏技术，同时对变形缝宽度进行缩缝修复，采用“自上而下”钢管注浆桩抗浮锚杆控制上浮，取得了比较好的治理效果。