1 软土地区地下工程防水的特点 软土地层一般由滨河相或滨海(湖)相沉积形成,其特点是含水量高、孔隙比大(通常 e>1.0)、强度低、土的灵敏度较高。长江三角洲地区是我国较为典型的软土地区,以上海为例,黄浦江西侧以滨河相沉积为主,而浦东主要为滨海相沉积层,其共同点是含淤泥质土,而这一层土也是地下工程开发、施工的主要地层。由于地下结构所处地层的特别性,其对应的工程防水有以下特点:①地下结构所处的地层为饱和土层,水源补给丰富,一旦出现渗漏点,对结构和使用产生的损害较大;②软土地层因易于变形总体沉降比较大,或因下卧层的差异,会发生相对较大的不均匀沉降,这些由于地层的原因将对结构产生不利的影响,从而诱发裂缝产生漏水;③结构在施工中的冷接头或施工缝和变形缝,这是结构的薄弱之处,最容易发生渗漏水;④因地层较弱,对结构提供的抗力有限,从而导致局部的弯拉应力加大促使裂缝产生漏水。 根据上述软土地下工程渗漏水的特点,通常有以下几种防水做法:①防水涂料,以无定型液态涂料的刷涂、刮涂、滚涂等方法在常温下涂敷在结构的内外侧,形成一定厚度的薄膜达到防水的目的;②防水卷材,分沥青、改性沥青和高分子材料三类,其特点是耐穿刺能力较差;③塑料防水板,以高分子材料为主;④膨润土毯,类似于卷材,对结构面的平整性要求不高;⑤渗透型结晶材料,以水泥基为主,可涂抹或抛洒;⑥密封材料,分不定型密封材料和定型密封材料。 不同的防水材料,有各自的适用性,迄今为止,我国对防水材料及其加工讨论得相对较多,但对防水机理及相关的指标,讨论得相对较少,但决定工程防水成败的,不是单一的指标,而是以防水机理为基础的综合指标。 2 防水机理讨论 地下工程防水机理的讨论是当前防水界的难点,但这恰恰是提高防水技术水平的关键所在。文献[1]在对橡胶密封材料水密性试验的基础上,采纳有限单元法,对密封材料的受力和止水作用进行较为细致的分析,文献[2]提出接触面应力止水的模型,如图 1 所示。 图 1 见第 8 页密封垫防水机理示意图 P0 为初始接触应力,P1 为在水压 Pw 作用下产生附加接触应力,则: P=P0+P1(1) 当 Pw>αP(2) 时发生渗漏,式(2)可以改写为: P>α(1+β)P0(3) 文献[3]又在上述工作的基础上,对 GINA 止水带的防水机理进行进一步的讨论。通过接触应力的分析,发现 GINA 止水带鼻尖的接触应力远较底部的接触应力大,渗漏水应发生在 GINA 的底部,GINA 的水...