章伟晨地下工程的防水应以结构自防水为核心
地下工程的防水应以结构自防水为核心
—读《通用规范》报批稿有感
章伟晨
(中国硅酸盐学会防水材料专业委员会)
一、《通用规范》中的逻辑问题:
《建筑与市政工程防水通用规范(报批稿)》(以下简称《通用规范》)4.2.1规定如下:
按照此规定,无论是几级防水,都必须做一道柔性的外设防水层(防水卷材或涂料)。为什么会做这样的规定呢?条文说明(送审稿)当中是这样解释的:
这里的一小段文字,实际上讲了两方面的问题:
(1)技术层面:“混凝土接缝‘变形’适应性差”。从字面上理解,混凝土接缝即新老混凝土的交界处的施工缝、诱导缝等这些容易出现渗漏问题的关键节点。实际上,在各级防水规范中,都有专门的节点做法。在本规范中的表“4.2.4明挖法地下工程结构接缝的防水构造”也对施工缝、变形缝、后浇带、诱导缝的构造做出了专门的规定(具体做法是否合理不是本文讨论的内容)。主体结构的防水构造+专项节点的防水构造,构成了完整的防水体系。表4.2.1标题为“主体结构的防水做法”,而以专项节点为原因,否定刚性防水作为单独的主体结构的防水构造,在逻辑上是讲不通的。(其实对于本规范中所谓刚性防水和柔性防水的分类,笔者认为也是有待商榷的,在此为了理解方便,仍然沿用这种说法。)
(2)、市场层面:“市政工程的大体量极少采用单道刚性防水的实际情况”这个理由就更说不通。实际上,恰恰是因为传统的不合理的规范规定,才导致大体量的市政工程很少采用单道刚性防水的实际情况。而将这种不合理的现状,作为排斥刚性防水的原因,同样在逻辑上是讲不通的。事实上,以水泥基渗透结晶型防水材料为例,在国内外都有众多的成功案例,其中很多都是大体量的重点项目或地标性建筑,刚性防水在实际工程上的防水效果是毋庸置疑的。
《通用规范》作为国家最高级别的全文强制性规范,无论是限制一种材料还是推广一种材料,限制一种做法还是推广一种做法,都应该是及其严肃的事情,应有充足的理论依据和实践依据。而这短短的几十个字的解释说明,其逻辑明显无法支撑这个极其关键的条文规定,如果实施,除了能够增加卷材和涂料的市场规模之外,看不出来和提升防水工程质量之间有什么必然的联系,难免让人产生排斥竞争,涉嫌垄断的疑问。
二、结构自防水是达到“终身防水”的总目标最为切实可行的路径
《通用规范》中对各类防水工程的工作年限做了明确要求,其中地下工程要求防水年限不应低于结构年限,这和国家对于提升建设工程质量的要求以及消费者的期望是一致的。但是,在具体做法中的规定却无法支持这一目标,似乎提高防水工程的质量和耐久性只能依靠所谓“道数”的增加。笔者认为,无论从技术逻辑还是工程实践经验来看,都无法支撑这二者之间的联系。
地下工程的渗漏屡见不鲜,出现了渗漏就需要维修。在众多的渗漏维修项目中,基本上都是对结构进行处理,极少看到对外设防水层进行处理的。如果说顶板和侧墙,在不考虑成本和工期的情况,还存在对外设防水层进行处理(挖开重做)的可能性,而底板一旦浇筑完成,外设防水层根本无法进行二次处理。因此,在工程实践中,对地下工程的外设防水层进行二次处理的项目,实在是凤毛麟角。现在工程领域由于渗漏问题太多,形成了一种普遍的认知即“渗漏是正常的,只要修好了就没问题”。这种认知当然是错误的,但本质上代表着一种逻辑,即渗漏问题最终是可以通过对结构的处理来解决的。
这种现象说明,结构本身的防水能力(结构自防水)才是解决渗漏问题的终极方案,也是提升防水工程质量,从而达到“终身防水”的总目标最为切实可行的路径。因此,地下工程的防水应以结构自防水为核心,而不是本末倒置,将希望寄托于外设防水层。
三、《通用规范》对于结构自防水的重视度不够
防水混凝土不防水,这是目前普遍存在的现实问题。以工程上用量最大的P6和P8混凝土为例,目前的地下基础基本都会设计使用P6或者P8的防水混凝土,但有多少工程的埋深超过60米或者80米的?对于最为常见的地下二层或三层的民用建筑,最大埋深一般在10-20米之间,因此无论静止水位多高,是否有外设防水层,从理论上说,P6的混凝土都应足以应付环境水压,那为什么还有那么多的渗漏问题?归根结底还是实际浇筑的混凝土结构的自防水出了问题,试验室里十几公分试块的抗渗压力,和现场浇筑的大体量混凝土的防水效果并非一个概念。如前文所述,结构自防水是防水系统的终极解决方案,然《通用规范》对防水混凝土的相关规定和表述在整个规范中所占篇幅太少,比重太小,给人“为写而写”的印象,所规定的技术指标仅仅局限于强度、厚度、抗渗等级等常规性指标,流于形式,对工程实践没有什么指导意义,无法解决目前的“防水混凝土不防水的问题”。以下是《通用规范》中关于地下工程防水混凝土的主要表述内容:
可以看出,《通用规范》整体的构架是“重外防,轻自防”。对于本应是地下工程防水系统最核心的混凝土自防水篇幅少得可怜,且没有新意,基本都是摘抄自其它的相关规范。将提升防水质量的希望寄托于多穿几道“雨衣”,这已经被国内外多年的工程实践证明是行不通的。而《通用规范》作为即将出台的的防水行业顶级规范,依然沿用这种思路,将会严重阻碍整个中国防水行业的发展进步。
四、单独使用结构自防水(刚性防水)能实现一级防水的效果吗?
首先说结论:是的,单独使用结构自防水可以实现一级防水的效果。有太多的工程案例可以证明,这是毋庸置疑的。
所谓的“一级防水”,无论从学术上如何定义,其核心其实就是四个字“不渗不漏”。防水行业是个实践为王的行业,国内单独使用自防水的成功案例很多,国际上更多。近些年,随着自防水技术的发展,由于其在造价、工期、适用性、耐久性等方面的优势,越来越多的工程项目开始在局部或全部使用自防水技术。以某国际知名的渗透结晶材料品牌为例,自年至今,在全球疫情大流行的环境下,其销量不但没有下滑,反而取得了将近翻倍的增长。
当我们讨论结构自防水的时候,要注意,这里所讨论的结构自防水是指的主体结构,如前文所述,主体结构的防水构造+专项节点的防水构造,构成了完整的防水体系。从事防水行业的都听说过“刚柔结合”这四个字,但对于如何理解这四个字,在学术领域则存在着很大的争议。一种观点认为,在刚性防水的外面,必须要再做一道柔性材料(比如卷材),把整个结构给包起来,这叫“刚柔结合”。另一种观点认为,主体结构使用刚性防水,在必须使用柔性材料的节点比如变形缝伸缩缝等部位,使用柔性材料处理,这也叫“刚柔结合”。笔者认为,对于主体结构来说,如果刚性防水已经可以实现主体结构不渗不漏的效果,为什么还要用柔性材料全部包起来呢?抛开其它因素不谈,单纯从材料使用效率上说,这难道不是一种浪费吗?
五、结构自防水的核心要素
提高混凝土(结构)自防水能力的核心点在于对混凝土裂缝的控制和修复。混凝土由于它的原料成分、施工工艺等原因,存在裂缝是自然的,先天性的,没有裂缝的混凝土是不存在的。因此,只有解决好了裂缝问题,混凝土才能够真正的起到防水的作用。反过来说,解决不好裂缝的问题,再高的抗渗等级也达不到防水的效果,这是“防水混凝土不防水”的真正原因。试验室里试块的抗渗压力,和现场浇筑的大体量混凝土的防水效果不是一个概念。
如何解决混凝土的裂缝问题,从总体上说,可分为“裂缝控制+裂缝自愈”两个方面。裂缝控制是指通过混凝土的配比设计、构造物的结构设计、现场施工管控等环节,尽可能地减少裂缝的产生,特别是结构性贯穿性裂缝,使其真正符合结构验收的标准。裂缝自愈是指,通过使用对于混凝土裂缝的自我修复具有明显效果的材料(如渗透结晶材料),持续提高混凝土的裂缝自愈能力,从而达到混凝土防水并提高耐久性的目的。
众多的工程实践证明,只要做好裂缝控制+裂缝自愈这两个方面,结构自防水是完全可以实现“不渗不漏”的效果,即一级防水的效果。对于裂缝控制,国内工程界已经有很多的规范标准和专业研究,而对于裂缝自愈还未引起足够的重视。笔者了解到,现在已经开始有相关的规程增加了“裂缝修复效果评价指标”等内容,这是一个非常好的开始,对于《通用规范》具有重要的参考价值。笔者认为,那些已被证明对于混凝土裂缝的自我修复具有明显效果的材料(如渗透结晶材料),应该大力推广使用,应将其作为一个标准配置加入防水体系设计中,以提高混凝土的自防水性能,这将极大地有助于从根本上解决结构的防水问题。
六、给《通用规范》的建议:
可能有人要问,按照本文的观点,是否应该在规范中明确“单独使用结构自防水,即可满足一级防水的要求”?错!笔者认为,任何关于具体防水做法的强制性规定,都不应出现在本规范当中。
《建筑与市政工程防水通用规范》作为国家最高等级的强制性规范,曾经有人说过,这是防水行业的最高规范,相当于防水界的“宪法”,是防水行业的顶层设计。而现在的报批稿的内容,给人的感觉更像是一份强制性的材料做法表,和《通用规范》应有的地位大相径庭,这也是这本规范争议如此之大的最核心原因。
笔者认为,作为整个防水行业的顶层设计,《通用规范》只需规定三方面的内容即可:
1、目标:即各类防水工程应达到什么样的效果;
2、管理:即防水工程的过程管控机制;
3、定责:即出现了问题如何界定责任。
至于说各类工程应该采用什么样的材料和工艺,根本不应是《通用规范》应该规定的内容。“政府的归政府,市场的归市场”,实践是检验真理的唯一标准。
现在的各种规范,对于防水工程的做法都做了明确的规定,表面上看是为了提高工程质量,实际上则成为了渗漏问题的挡箭牌。出现了任何问题,只要一句“符合规范”即可无责。“规范越来越多,规定越来越细,渗漏越来越严重”,这是目前国内防水行业的真实写照。逻辑学上有个概念,叫做内涵和外延成反比,即内涵越小,外延越大,反之亦然。作为防水行业顶层设计的《通用规范》,应从根本上改变规范的设计思路,缩小内涵,扩大外延,鼓励创新,勇于突破,贯彻“以目标为导向,用结果倒逼过程”的思路,充分发挥设计单位,材料生产单位和施工单位的主动性和责任心。“不管黑猫白猫,能抓耗子就是好猫”,只有这样才有可能从根本上扭转整个防水行业的被动局面,使防水行业进入良性循环。否则,按照现在报批稿的内容实施,整个防水行业只会沿着原有的轨迹越陷越深。
很多人可能会说,冰冻三尺非一日之寒,指望一本规范就能扭转局面,那是不现实的。但笔者想说的是,顶层设计是核心,无论对于企业、行业乃至一个国家都是如此。顶层设计理顺了,才能够看到希望,看到路径,才能真正实现“标准强国”。
随想:
新中国成立以来,特别是进入新世纪这二十多年,我们国家在各个领域都取得了巨大的进步,我们的高铁世界领先,特高压输电世界领先,建成了空间站,飞船登上了月球,航母下水,大飞机上天等等,就连一直落后的汽车产业,也依靠电动汽车这一新的技术而领先世界了。可以这样说,在各个主要的技术领域,中国基本都处于世界第一,某些领域已经做到了世界第一,工程建设领域更是被全世界称为“基建狂魔”,这是值得全体国人为之自豪的。但是在防水行业,情况则完全不同,渗漏问题比比皆是,渗漏率数据惨不忍睹,而且多年以来几乎毫无改进。“规范越来越细,渗漏越来越多”,这种现状难道不应该反思一下原因吗?某些所谓的头部企业,更是应该明白一个道理:企业越大,越应该承担更多的社会责任,而不应只盯着股市上那些跳动的数字。只有将自身的发展融入整个行业乃至社会的进步当中,才能做到基业长青,否则只能是昙花一现。
#科技创新中伦理问题前瞻研究#
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文
章伟晨,中国硅酸盐学会防水材料专业委员会
编辑
向日葵
审核
绿茵
收稿日期
年10月6日
投稿地址
v62
cbcgdf.org-低碳工坊工作组(LCW),王老师
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