地下工程防水为什么比屋面防水要求更高

地下工程防水处理所以比屋面工程防水处理要求更高、更严格，是因为无论坡屋顶还是平屋顶，都是以排为主，雨水在屋面上停留的时间短，能通过有组织或无组织的排水方式，从落水管或檐口排入下水道，一般对防水层形成不了渗透压力。而地下工程则不然。由于受地形条件的限制，地下水很难降到地下工程底部标高以下。这样，地下工程将长期受到地下水有害作用的影响。地下水的有害作用表现在以下几个方面：

（1）毛细作用

用细玻璃管插入水中，则管内水面会高出管外水面，管的直径愈小，则管内外水位差越大，这就是毛细现象。这种现象是由液体表现张力引起的。

当物质内部存在连通孔隙时，水也会沿着这些孔隙上升。毛细管吸水现象在许多建筑材料中都可以看到。在有些材料中，毛细管水可以上升到数米之高；砖墙上的毛细管水，甚至可以达到一层楼的高度。不仅地下水能被有孔的建筑材料吸收产生毛细现象，潮湿土壤中的水分也能通过毛细作用上升，对建筑物或构筑物产生危害。因此，即使地下建筑物处于地下水位线以上，也会由于土壤的毛细作用而受地下水的危害。

毛细水上升高度h可用下式计算：

h = 2αρgr cosφ

式中 ᬬ——表面张力系数；

ρ——水的密度；

g ——重力加速度；

φ——液面润湿边界角；

r ——毛细管半径。

从上式可以看出，毛细管上升高度h反比于毛细管半径r，即毛细管越细，液面上升越高。

如果物质是憎水性的，水不能润湿管壁，这时cosφ是负的，因此h也是负的，即管内液面是下降而不是上升。沥青类防水材料就具有这种性质。

（２）渗透作用

地下水在土壤孔隙和岩石裂隙中流动，接触到地下工程衬砌结构后，就会沿着衬砌结构的孔隙流动而产生渗透作用。当地下工程埋深超过地下水位线时，由于水位差的存在，将产生渗透压；地下工程埋得愈深，地下水位愈高，渗透压也越大。

地下水对地下工程衬砌结构的渗透作用，可按达尔西线性渗透定律，采用下列公式计算：

Ｑ＝Ｋ•F h L

式中 Q——渗透量（cm3/s）；

K——渗透系数（cm/s）；

F——受水压面积（cm2）；

h——水头高度（cm）；

L——衬砌厚度（cm）；

渗透系数K与地下工程衬砌结构材料有关：一般混凝土的K值为0.0002~0.002cm/s；水泥水化充分，结构致密的防水混凝土的K值低于10-11cm/s，与天然致密岩石一样。

在大多数情况下，地下工程渗漏水是由于地下水的渗透作用引起的。

（3）侵蚀作用

地下水是一种相当复杂的溶液，常含有溶解的气体、矿物质和有机质等，其中已经发现的化学元素有60多种，常见的有氯（CΙ—）、硫酸（SQ4— —）、重碳酸（HCO3—）、碳酸（CO3— —），以及钠（Na+）、钾（K+）、钙（Ca++）、镁（Mg++）等碱金属和碱土金属离子。溶解的气体有氧、氮、碳酸气，偶而也有硫化氢、沼气等。这些溶解于水中的物质，使地下水具有各种特性。当酸、盐及有害气体的含量超过一定限度时，地下水就会侵蚀以至损坏地下工程的衬砌结构。一般如砖、不坚固的石料、不致密的混凝土或金属衬砌较容易受到侵蚀。

在屋面工程中，一般不易遇到以上三种有害作用。但地下工程则必须认真考虑这三种有害作用，采取有效措施，以防遭到地下水的淹没、侵蚀和损坏。通常设置单道防线是不行的，必须采取“综合处理，多道防线”。所谓综合处理，就是要从工程地质、结构、施工等几方面综合考虑，采取有效的处理措施，防止地下水的有害作用。所谓多道防线，不是指防水的层数愈多愈好，而是要把围岩（掘开式地下工程的回填土）防水处理、结构防水处理、地面排水措施等都看成防水的防线，认真做好，以减弱地下水对地下工程的危害。