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防水是个系统工程，涉及设计、施工、管理和维护等诸多方面。随着人类社会的进步和发展，人们生活水平不断提高，高楼大厦日益增多，地下空间的开发、利用也突飞猛进。然而纵观已建和在建的工程，渗漏问题一直困扰着人们的生活和工作，部分工程建成后几乎年年进行堵漏，耗资巨大并且影响使用。
总的来说，防水分建筑防水和结构防水，建筑防水是指附加在结构外围的外防水层，结构防水是指钢筋混凝土结构的本体防水。建筑防水以柔性材料为主，虽具有较好的弹塑性，但施工复杂，材料易老化，耐久性差；结构防水是以混凝土为主，施工简单，成本低，防水耐久性好，但密实性难控制，易收缩开裂。
结构防水是治本防水，建筑防水是治标防水，而目前流行一种倾向，防水设计和施工往往把希望寄托在外围卷材或涂料上而忽视治本方式。事实也是如此，浇筑混凝土马马虎虎，没有技术改进措施，一旦卷材或涂料老化破裂，就出现渗漏。要改变这种状况，必须建立防水技术的新概念：把结构自防水搞好，做到不裂不漏，这才是最重要的永久防线。对于特别重要的建筑，要搞“双保险”，在迎水面再做一层外防水，但从根本上说，还是应该把结构自防水放在首要位置，因为这才是治本的。
1、结构自防水的机理
所谓结构自防水，其核心就是要使浇筑成的结构混凝土达到设计强度，满足抗渗、抗侵蚀，结构致密且无有害裂缝。混凝土是多孔材料，如何提高它的抗渗性和抗裂性，最初仅仅通过石子的连续级配、提高水泥用量和砂率、加入有机硅或减水剂等，来减小混凝土的空隙和毛细孔隙，以提高混凝土的抗渗性。然而，工程实践表明，这些防水技术往往得不到令人满意的效果，这是由于人们忽视了混凝土的致命弱点—收缩。尽管混凝土很致密，但干缩和冷缩（温差收缩）会使结构产生裂缝[1]，从而破坏结构的整体防水功能。根据文献[1]、[4]表明，每100g水泥水化后的化学缩减值为7～9ml；每100g水泥浆体可蒸发水约6ml。若按每立方米混凝土水泥用量为350kg来测算，则形成孔缝体积为25—30L，蒸发水量达21L。这些毛细孔缝中的水产生毛细压力，使混凝土产生“毛细收缩”，由此产生混凝土的干缩值为0.04%～0.06%，故易于干缩裂缝。水泥水化是个放热过程，水泥水化热为165—250J/g，对于大体积混凝土来说，其绝热温升达60℃～80℃，与环境温度出现温差效应。文献[2]指出，混凝土内外温差10℃产生的收缩值为0.01%，温差20℃—30℃产生的收缩值达0.02%～0.03%，当冷缩值大于混凝土的极限拉伸时，则引起结构开裂。如果施工不当，浇筑工艺及泌水未处理好，出现蜂窝狗洞，结构自防水也就无从谈起。因此结构自防水必须从混凝土补偿收缩、浇筑工艺、泌水处理、温度监测及混凝土保湿养护等多项技术来控制。
2、结构自防水的施工技术
某高层建筑，地上20层，地下一层，建筑总高度75.55m，建筑面积24000m2；地下室混凝土量2800m3，混凝土强度等级为C40，抗渗等级S8，结构自防水。结合该工程的施工实例，从5个方面来论述结构自防水的施工技术。
（1）选择好混凝土的外加剂
江苏省科研所研制的JM-Ⅲ外加剂，遇水膨胀析出凝胶，堵塞毛细孔渗入的水分，与水泥中的铝酸盐矿物在水化过程中形成大量的钙矾石（CaA·3CaS04·32H20）为膨胀源，这种膨胀源的结晶是稳定的水化物，填充于毛细孔隙中，使大孔变小孔，总孔隙率减小，从而增加混凝土的密实性，即补偿混凝土的收缩。其补偿收缩原理见图1。
补偿收缩混凝土在养护期间，可产生（2—4）×10-4限制膨胀率ε2，在空气中它也会产生收缩，根据混凝土的膨胀大小，最终变形值在±1×10-4。普通混凝土不具膨胀性能，在空气中产生的总收缩Sm一般为（4—6）×10-4，而混凝土的极限拉伸值εp为（1—2）×10-4，当Sm>εp时，混凝土结构就会开裂。而补偿收缩混凝土的抗裂条件是：ε2-Sm>εp或ε2+εp≥Sm。
（2）设计好混凝土的浇筑工艺
根据混凝土泵送时自然形成的流淌坡度，每条浇筑带前、中、后各布置3道振动器，第1道设置在混凝土卸料点，振捣手负责出管混凝土的振捣，使之顺利通过面筋流入底层；第2道设置在混凝土流淌坡面的中间部位，振捣手负责斜面混凝土的密实；第3道设置在坡脚及底层钢筋处，因底层钢筋间距较密，振捣手负责混凝土流入下层钢筋底部，确保下层钢筋混凝土的振捣密实（见图2）。振捣手振捣方向为：下层垂直于浇筑方向自下而上，上层振捣自上而下，严格控制振动棒的距离、插入深度、振捣时间，避免各浇筑带交接处的漏振。
（3）处理好混凝土的泌水
大面积混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮混凝土的坡面下流到坑底。由于混凝土垫层施工时，已预先在横向上做出2cm的坡度，使大部泌水倾垫层坡度通过两侧横板底部预留孔排出坑外，少量来不及排除的泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶
至基坑顶端，由顶端模板下部的预留孔排至坑外。当凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交咸一个集水坑，另外有意识地加强两侧模板处的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐步在中间缩小成水潭，用软抽泵及时排除。采用这种方法排除最后阶段的所有泌水（见图3）。
（4）加强混凝土的保温、保湿和养护
在混凝土初凝到表面能上人后，对其表面及时进行覆盖。由于气温较高和水泥水化热开始的共同作用，表面水分散发速度很快，为防止表面的干缩裂缝，对其表面在保温的同时进行保湿。混凝土已浇筑范围内铺设带有小孔的塑料循环水管，利用体内循环水对其进行表面喷水养护、保湿。在其上覆盖一层塑料布、2～3层麻袋、一层泡沫板，再覆盖一层塑料面进行保温。使温差控制在25℃以内，形成外蓄内散的综合养护方法。其保温、保湿材料厚度，可根据热交换原理按公式（1）[3]进行验算，既能节省材料，又能达到养护的最佳效果。
（5）实时温度监测
为了正确了解混凝土内部温度变化状况，可采用简易测温法[2]，即在混凝土中预埋钢管，用便携式电子温度计测温。钢管用中直径48脚手架管，底口焊铁板封死，上口高出混凝土面10cm，底口比测温点深5～10cm，管中灌水深度为10～15cm。根据监测结果，混凝土在第3天达到升温值，中心最高温度为72℃，内表最大温差为22℃，满足了温控要求（见图4）。
3、结束语
该工程地下室结构自防水的施工技术措施经有关方审批论证是可行的，施工质量经验收为优良。该工程交工3年，地下室未出现有害裂缝及渗漏现象。通过实践，对结构自防水可得出下列结论：
（1）选择好混凝土的外加剂，以补偿混凝土的收缩；
（2）设计好混凝土的浇筑工艺，增强混凝土的密实性；
（3）加强对混凝土的保湿、保温和养护，减小混凝土干缩裂缝；
（4）实時温度监测，减少混凝土温差裂缝；
（5）健全质量保证体系，强化施工管理，明确分工，责任到人，执行好岗位责任制。
参考文献：
[1]王铁梦，工程结构裂缝控制[M].北京.中国建筑工业出版社，1997
[2]赵志缙.高层建筑施工手册（第二册）.上海.同济大学出版社，1997
[3]江正荣.建筑施工计算手册.北京.中国建筑工业出版社，2001
[4]吴中伟.膨胀混凝土.北京.中国铁道出版社，1991
总的来说，防水分建筑防水和结构防水，建筑防水是指附加在结构外围的外防水层，结构防水是指钢筋混凝土结构的本体防水。建筑防水以柔性材料为主，虽具有较好的弹塑性，但施工复杂，材料易老化，耐久性差；结构防水是以混凝土为主，施工简单，成本低，防水耐久性好，但密实性难控制，易收缩开裂。
结构防水是治本防水，建筑防水是治标防水，而目前流行一种倾向，防水设计和施工往往把希望寄托在外围卷材或涂料上而忽视治本方式。事实也是如此，浇筑混凝土马马虎虎，没有技术改进措施，一旦卷材或涂料老化破裂，就出现渗漏。要改变这种状况，必须建立防水技术的新概念：把结构自防水搞好，做到不裂不漏，这才是最重要的永久防线。对于特别重要的建筑，要搞“双保险”，在迎水面再做一层外防水，但从根本上说，还是应该把结构自防水放在首要位置，因为这才是治本的。
1、结构自防水的机理
所谓结构自防水，其核心就是要使浇筑成的结构混凝土达到设计强度，满足抗渗、抗侵蚀，结构致密且无有害裂缝。混凝土是多孔材料，如何提高它的抗渗性和抗裂性，最初仅仅通过石子的连续级配、提高水泥用量和砂率、加入有机硅或减水剂等，来减小混凝土的空隙和毛细孔隙，以提高混凝土的抗渗性。然而，工程实践表明，这些防水技术往往得不到令人满意的效果，这是由于人们忽视了混凝土的致命弱点—收缩。尽管混凝土很致密，但干缩和冷缩（温差收缩）会使结构产生裂缝[1]，从而破坏结构的整体防水功能。根据文献[1]、[4]表明，每100g水泥水化后的化学缩减值为7～9ml；每100g水泥浆体可蒸发水约6ml。若按每立方米混凝土水泥用量为350kg来测算，则形成孔缝体积为25—30L，蒸发水量达21L。这些毛细孔缝中的水产生毛细压力，使混凝土产生“毛细收缩”，由此产生混凝土的干缩值为0.04%～0.06%，故易于干缩裂缝。水泥水化是个放热过程，水泥水化热为165—250J/g，对于大体积混凝土来说，其绝热温升达60℃～80℃，与环境温度出现温差效应。文献[2]指出，混凝土内外温差10℃产生的收缩值为0.01%，温差20℃—30℃产生的收缩值达0.02%～0.03%，当冷缩值大于混凝土的极限拉伸时，则引起结构开裂。如果施工不当，浇筑工艺及泌水未处理好，出现蜂窝狗洞，结构自防水也就无从谈起。因此结构自防水必须从混凝土补偿收缩、浇筑工艺、泌水处理、温度监测及混凝土保湿养护等多项技术来控制。
2、结构自防水的施工技术
某高层建筑，地上20层，地下一层，建筑总高度75.55m，建筑面积24000m2；地下室混凝土量2800m3，混凝土强度等级为C40，抗渗等级S8，结构自防水。结合该工程的施工实例，从5个方面来论述结构自防水的施工技术。
（1）选择好混凝土的外加剂
江苏省科研所研制的JM-Ⅲ外加剂，遇水膨胀析出凝胶，堵塞毛细孔渗入的水分，与水泥中的铝酸盐矿物在水化过程中形成大量的钙矾石（CaA·3CaS04·32H20）为膨胀源，这种膨胀源的结晶是稳定的水化物，填充于毛细孔隙中，使大孔变小孔，总孔隙率减小，从而增加混凝土的密实性，即补偿混凝土的收缩。其补偿收缩原理见图1。
补偿收缩混凝土在养护期间，可产生（2—4）×10-4限制膨胀率ε2，在空气中它也会产生收缩，根据混凝土的膨胀大小，最终变形值在±1×10-4。普通混凝土不具膨胀性能，在空气中产生的总收缩Sm一般为（4—6）×10-4，而混凝土的极限拉伸值εp为（1—2）×10-4，当Sm>εp时，混凝土结构就会开裂。而补偿收缩混凝土的抗裂条件是：ε2-Sm>εp或ε2+εp≥Sm。
（2）设计好混凝土的浇筑工艺
根据混凝土泵送时自然形成的流淌坡度，每条浇筑带前、中、后各布置3道振动器，第1道设置在混凝土卸料点，振捣手负责出管混凝土的振捣，使之顺利通过面筋流入底层；第2道设置在混凝土流淌坡面的中间部位，振捣手负责斜面混凝土的密实；第3道设置在坡脚及底层钢筋处，因底层钢筋间距较密，振捣手负责混凝土流入下层钢筋底部，确保下层钢筋混凝土的振捣密实（见图2）。振捣手振捣方向为：下层垂直于浇筑方向自下而上，上层振捣自上而下，严格控制振动棒的距离、插入深度、振捣时间，避免各浇筑带交接处的漏振。
（3）处理好混凝土的泌水
大面积混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮混凝土的坡面下流到坑底。由于混凝土垫层施工时，已预先在横向上做出2cm的坡度，使大部泌水倾垫层坡度通过两侧横板底部预留孔排出坑外，少量来不及排除的泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶
至基坑顶端，由顶端模板下部的预留孔排至坑外。当凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交咸一个集水坑，另外有意识地加强两侧模板处的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐步在中间缩小成水潭，用软抽泵及时排除。采用这种方法排除最后阶段的所有泌水（见图3）。
（4）加强混凝土的保温、保湿和养护
在混凝土初凝到表面能上人后，对其表面及时进行覆盖。由于气温较高和水泥水化热开始的共同作用，表面水分散发速度很快，为防止表面的干缩裂缝，对其表面在保温的同时进行保湿。混凝土已浇筑范围内铺设带有小孔的塑料循环水管，利用体内循环水对其进行表面喷水养护、保湿。在其上覆盖一层塑料布、2～3层麻袋、一层泡沫板，再覆盖一层塑料面进行保温。使温差控制在25℃以内，形成外蓄内散的综合养护方法。其保温、保湿材料厚度，可根据热交换原理按公式（1）[3]进行验算，既能节省材料，又能达到养护的最佳效果。
（5）实时温度监测
为了正确了解混凝土内部温度变化状况，可采用简易测温法[2]，即在混凝土中预埋钢管，用便携式电子温度计测温。钢管用中直径48脚手架管，底口焊铁板封死，上口高出混凝土面10cm，底口比测温点深5～10cm，管中灌水深度为10～15cm。根据监测结果，混凝土在第3天达到升温值，中心最高温度为72℃，内表最大温差为22℃，满足了温控要求（见图4）。
3、结束语
该工程地下室结构自防水的施工技术措施经有关方审批论证是可行的，施工质量经验收为优良。该工程交工3年，地下室未出现有害裂缝及渗漏现象。通过实践，对结构自防水可得出下列结论：
（1）选择好混凝土的外加剂，以补偿混凝土的收缩；
（2）设计好混凝土的浇筑工艺，增强混凝土的密实性；
（3）加强对混凝土的保湿、保温和养护，减小混凝土干缩裂缝；
（4）实時温度监测，减少混凝土温差裂缝；
（5）健全质量保证体系，强化施工管理，明确分工，责任到人，执行好岗位责任制。
参考文献：
[1]王铁梦，工程结构裂缝控制[M].北京.中国建筑工业出版社，1997
[2]赵志缙.高层建筑施工手册（第二册）.上海.同济大学出版社，1997
[3]江正荣.建筑施工计算手册.北京.中国建筑工业出版社，2001
[4]吴中伟.膨胀混凝土.北京.中国铁道出版社，1991