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刚性防水材料的防水层是通过在混凝土或水泥砂浆中加入膨胀剂、减水剂、防水剂等，使混凝土或水泥砂浆变得密实，阻止水分子渗透，以达到防水的目的。这种防水方法成本低、施工较为简单，当出现渗漏时，只需修补渗漏裂缝即可。

目前，地下防水工程的方案主要有以下几种：

1.采用防水混凝土结构。如通过调整配合比或掺入外加剂等方法来提高混凝土本身的密实度和抗渗性，使其具有一定的防水能力的整体式混凝土或钢筋混凝土结构。

2.在地下结构表面另加防水层。如抹水泥砂浆防水层或贴涂料防水层等。

3.采用防水加排水措施。排水方案通常可用盲沟排水、渗排水与内排法排水等方法把地下水排走，以达到防水的目的。

《地下防水工程质量验收规范》（GB50208—2011）根据防水工程的重要性、使用功能和建筑物类别的不同，按围护结构允许渗漏水的程度，将地下工程防水等级分为四级，各级标准应符合表8.16要求。

（二）刚性防水材料

在不受侵蚀和冻融作用的条件下，宜采用普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥；若选用矿渣硅酸盐水泥，则必须掺入高效减水剂。在受硫酸盐侵蚀性介质作用的条件下，可采用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥或抗硫酸盐硅酸盐水泥；在受冻融作用的条件下，应优先选用普通硅酸盐水泥，不宜采用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。不得使用过期或受潮结块的水泥。

外加剂主要是以吸附、分散、引气、催化，或与水泥的某种成分发生反应等的物理、化学作用，以改善混凝土内部组织结构，增加其密实性和抗渗性。应根据工程结构和施工工艺等对防水混凝土的具体要求，适宜地选用相应的外加剂。目前，外加剂主要有引气剂、减水剂、三乙醇胺早强剂、氯化铁防水剂、U型混凝土膨胀剂（UEA）等。目前，常用的引气剂有松香酸钠、松香热聚物等，常用于一般防水工程和寒冷地区对抗冻性、耐久性要求较高的防水工程中；常用的减水剂有亚甲基二萘磺酸钠（NNO）、聚次甲基萘磺酸钠（MF）、木质素磺酸钙、糖蜜等，常用于一般防水工程及对施工工艺有特殊要求的防水工程，如用于泵送混凝土及捣固困难的薄壁型防水结构；三乙醇胺早强剂常用于工期紧、需要早强的防水工程；氯化铁防水剂常用于人防工程、水池、地下室等；常用的膨胀剂有U型混凝土膨胀剂，常用于要求抗渗、防裂的地下工程，砂浆防水层，砂浆防潮层等。

（1）配筋。配置直径4～6mm、间距100～200mm的双向钢筋网片，可采用乙级冷拔低碳钢丝，性能符合标准要求。钢筋网片应在分格缝处断开，其保护层厚度不小于10mm。

（2）聚丙烯抗裂纤维。聚丙烯抗裂纤维为短切聚丙烯纤维，纤维直径0.48μm，长度10～19mm，抗拉强度276MPa，掺入细石混凝土中，抵抗混凝土的收缩应力，减少细石混凝土的开裂。掺量—般为每立方米细石混凝土中掺入0.7～1.2kg。

（三）防水混凝土结构的施工

防水混凝土结构是指由于本身的密实性而具有一定防水能力的整体式混凝土结构或钢筋混凝土结构。防水混凝土适用于防水等级为Ⅰ～Ⅳ级的地下整体式混凝土结构。

1.防水混凝土的种类

（1）普通防水混凝土

试验证明，当混凝土中的微细孔隙的孔径＞25nm，且与混凝土表面连通时，便会发生渗水，尤其是孔径＞1μm时，渗水会更加严重。（注：nm称为纳米，1nm＝1μm／1 000；μm称为微米，1μm＝1mm／1 000）。

普通防水混凝土是采用调整配合比、改善混凝土混合物品质，以达到防水效果的混凝土。影响普通防水混凝土抗渗性的主要因素有：水灰比、水泥用量、砂率、灰砂比、水泥品种、骨料粒径和养护条件等。详细介绍如下：

①水灰比：理论上，用水量在满足水化学反应的前提下（约为水泥用量的25%），水灰比越小，其强度和抗渗性也越好，但是为了保证施工质量，防水混凝土的最大水灰比应不超过0.6。

②水泥用量、砂率及灰砂比：抗渗性随水泥用量的增大而提高，当水泥用量不小于300kg／m3时，抗渗标号可达到W8，同时应采用较高的砂率，并与水泥用量相适应，在一定的水泥用量前提下，存在一个最优的灰砂比。

③水泥品种：应优先选用普通硅酸盐水泥，且强度等级应在32.5MPa以上。

④骨料粒径：可以采用普通混凝土对粗细骨料级配的要求，但粗骨料的粒径不宜过大或过小。

⑤养护条件：必须在水中或充分潮湿环境中养护达到28d，不宜采用蒸汽养护。

⑥材质要求：细骨料含泥量不大于3%，砂的平均粒径为0.4mm左右，应用中、粗砂，并有适量的细分料。粗骨料含泥量不大于1%，针、片状者含量不大于15%，粒级以5～30mm为宜，最大粒径不应超过40mm，水泥强度等级的选择如表8.17。

（2）外加剂防水混凝土

在普通混凝凝土拌和物中掺入少量改善混凝土抗渗性能的有机物、无机物和混合物，称为外加剂防水混凝土。常用的有机物外加剂有加气剂、减水剂、三乙醇胺早强防水剂等；常用的无机物外加剂有氯化铁防水剂等；常用的混合物外加剂有无机混合物系、有机混合物系和无机—有机物混合物系。

（3）膨胀水泥防水混凝土

膨胀水泥防水混凝土与膨胀混凝土基本相同，我国研制的UEA膨胀剂加入混凝土中产生膨胀而增大混凝土的抗渗性，也可划为膨胀水泥的范畴。用膨胀水泥配制的防水混凝土，其主要技术要求如表8.18。

试验表明，在相同标号和水泥用量的条件下，膨胀水泥防水混凝土的抗渗性（等级）远高于普通水泥防水混凝土，膨胀水泥防水混凝土如长期处于水中或湿度在90%以上的工作环境中，不仅可以充分发挥膨胀混凝土的膨胀性能，而且可持久保持不收缩、不渗水。

2.防水混凝土的施工

防水混凝土所有模板，除满足一般要求外，应特别注意模板拼缝严密不漏浆，构造应牢固稳定，固定模板的螺栓（或铁丝）不宜穿过防水混凝土结构。固定模板用的螺栓必须穿过混凝土结构时，可采用工具式螺栓、螺栓加焊止水环、预埋套管加焊止水环等做法。止水环尺寸及环数应符合设计规定。若设计无规定，则止水环应为10cm×10cm的方形止水环，且至少有一环。

①工具式螺栓做法：用工具式螺栓将防水螺栓固定并拉紧，以压紧固定模板。拆模时待工具式螺栓取下，再以嵌缝材料及聚合物水泥砂浆将螺栓凹槽封堵严密，如图8.15所示。

1—模板；2—结构混凝土；3—止水环；4—工具式螺栓；5—固定模板用螺栓；6—嵌缝材料；7—聚合物水泥砂浆

②螺栓加焊止水环做法：在对拉螺栓中部加焊止水环，止水环与螺栓必须满焊严密。拆模后应沿混凝土结构边缘将螺栓割断。此法将消耗所用螺栓，如图8.16所示。

③预埋套管加焊止水环做法：套管采用钢管，长度等于墙厚（或其长度加上两端垫木的厚度之和等于墙厚），兼具撑头作用，以保持模板之间的设计尺寸。止水环在套管上满焊严密。支模时在预埋套管中穿入对拉螺栓拉紧固定模板。拆模后将螺栓抽出，套管内以膨胀水泥砂浆封堵密实。套管两端有垫木的，拆模时连同垫木一并拆除，除密实封堵套管外，还应将两端垫木留下的凹坑用同样方法封实，如图8.17。此法可用于抗渗要求一般的结构。

1—围护结构；2—模板；3—小龙骨；4—大龙骨；5—螺栓；6—止水环

1—防水结构；2—模板；3—小龙骨；4—大龙骨；5—螺栓；6—垫木；7—止水环；8—预埋套管

做好钢筋绑扎前的除污、除锈工作。绑扎钢筋时应按设计规定留足保护层，且迎水面钢筋保护层厚度不应小于50mm；应以相同配合比的细石混凝土或水泥砂浆制成垫块，将钢筋垫起以保证保护后厚度。严禁以垫铁或钢筋头垫钢筋，或将钢筋用铁钉及钢丝直接固定在模板上。钢筋应绑扎牢固，避免因碰撞、振动使绑扣松散、钢筋移位，造成露筋。钢筋及绑扎钢丝均不得接触模板。采用铁马凳架设钢筋时，在不便取掉铁马凳的情况下，应在铁马凳上加焊止水环。在钢筋密集的情况下，更要注意绑扎或焊接质量，并用自密实高性能混凝土浇筑。

（3）混凝土搅拌

选定配合比时，其试配要求的抗渗水压应较其设计值提高0.2 MPa，并准确计算及称量每种用料，投入混凝土搅拌机。外加剂的掺入方法应遵从所选外加剂的使用要求。

防水混凝土必须采用机械搅拌。搅拌时间不应小于120s。掺外加剂时，应根据外加剂的技术要求确定搅拌时间。

（4）混凝土的运输

混凝土在运输过程中应采取措施防止混凝土拌和物产生离析，以及坍落度和含气量的损失，同时要防止漏浆。

防水混凝土拌和物在常温下应在0.5h以内运至现场；运送距离较远或气温较高时，可掺入缓凝型减水剂，缓凝时间宜为6～8h。

防水混凝土拌和物在运输后若出现离析，则必须进行二次搅拌。当坍落度损失后不能满足施工要求时，应加入原水灰比的水泥浆或二次掺加减水剂进行搅拌，严禁直接加水搅拌。

（5）混凝土的浇筑与振捣

在结构中若有密集管群，以及预埋件或钢筋稠密之处，不易使混凝土浇筑密实时，应选用免振捣的自密实高性能混凝土进行浇筑。

在浇筑大体积结构时，若有预埋大管径套管或面积较大的金属板时，其下部的倒三角形区域不易浇捣密实而形成空隙，造成漏水。为此，可在管底或金属板上预先留置浇筑振捣孔，以利浇捣和排气，浇筑后再将孔补焊严密。

混凝土浇筑应分层，每层厚度不宜超过30～40cm，相邻两层浇筑时间间隔不应超过2h，夏季要适当缩短。混凝土在浇筑地点须检查坍落度，每工作班至少检查两次。普通防水混凝土坍落度不宜大于50mm。

防水混凝土必须采用高频机械振捣，振捣时间宜为10～30s，以混凝土泛浆和不冒气泡为准。要依次振捣密实，应避免漏振、欠振和超振。掺加引气剂或引气型减水剂时，应采用高频插入式振捣器振捣密实。

（6）混凝土的养护

防水混凝土的养护对其抗渗性能影响巨大，特别是早期湿润养护更为重要，一般在混凝土进入终凝（浇筑后4～6h）则应覆盖，浇水湿润养护不少于14d。防水混凝土不宜用电热法养护和蒸汽养护。

由于防水混凝土要求较严，因此不宜过早拆模。拆模时混凝土的强度必须超过设计强度等级的70%，混凝土表面温度与环境温度之差不得超过15℃，以防止混凝土表面产生裂缝。拆模时应注意勿使模板和防水混凝土结构受损。

（8）防水混凝土结构的保护

地下工程的结构部分拆模后，经检查合格，应及时回填。回填前应将基坑清理干净，无杂物且无积水，回填土应分层夯实。地下工程周围800mm以内宜用灰土、黏土或粉质黏土回填；回填土中不得含有石块、碎砖、灰渣、有机杂物以及冻土。回填施工应均匀对称进行。回填后地面建筑周围应做不小于800mm宽的散水，其坡度宜为5%，以防地面水侵入地下。

完工后的自防水结构，严禁再在其上打洞。若结构表面有蜂窝麻面，应及时修补。修补时应先用水冲洗干净，涂刷一道水灰比为0.4的水泥浆，再用水灰比为0.5的1∶2.5的水泥砂浆填实抹平。

（四）水泥砂浆抹面防水层的施工

水泥砂浆抹面防水层可分为多层刚性防水层（或称普通水泥砂浆防水层）和掺外加剂的水泥砂浆防水层（氯化铁防水剂、铅粉膨胀剂、减水剂等）两种，其构造做法如图8.18所示。

防水层做法分为外抹面防水（迎水面）和内抹面防水（背水面），防水层的施工程序一般为先抹顶板，再抹墙面，最后抹地面。

基层处理十分重要，是保证防水层与基层表面结合牢固、不空鼓和密实不透水的关键。基层处理包括清理、浇水、刷洗、补平等工序，使基层表面保持潮湿、清洁、平整、坚实、粗糙。

（1）混凝土基层的处理

①新建混凝土工程处理：拆除模板后，立即用钢丝刷将混凝土表面刷毛，并在抹面前浇水冲刷干净。

②旧混凝土工程处理：补做防水层时需用钻子、剁斧、钢丝刷将表面凿毛，清理平整后再冲水，用棕刷刷洗干净。

③混凝土基层表面凹凸不平、蜂窝孔洞的处理。超过1cm的棱角及凹凸不平处应剔成慢坡形，并浇水清洗干净，用素灰和水泥砂浆分层找平（图8.19）。混凝土表面的蜂窝孔洞，应先将松散不牢的石子除掉，浇水冲洗干净，用素灰和水泥砂浆交替抹至与基层面相平，见图8.20。混凝土表面的蜂窝麻面不深，石子黏结较牢固，只需用水冲洗干净后，用素灰打底，水泥砂浆压实找平（图8.21）。

④混凝土结构的施工缝要沿缝剔成八字形凹槽，用水冲洗后，用素灰打底，水泥砂浆压实抹平，如图8.22所示。

（2）砖砌体基层的处理

对于新砌体，应将其表面残留的砂浆等污物清除干净，并浇水冲洗；对于旧砌体，要将其表面酥松表皮及砂浆等污物清理干净，至露出坚硬的砖面，并浇水冲洗。

对于石灰砂浆或混合砂浆砌的砖砌体，应将缝剔深1cm，缝内呈直角（图8.23）。

普通水泥砂浆防水层施工方法如下：

（1）混凝土顶板与墙面防水层操作。第一层：素灰层，厚2mm。先抹一道1mm厚素灰，用铁抹子往返用力刮抹，使素灰填实基层表面的孔隙。随即在已刮抹过素灰的基层表面再抹一道厚1mm的素灰找平层，抹完后，用湿毛刷在素灰层表面按顺序涂刷一遍。

第二层：水泥砂浆层，厚4～5mm。在素灰层初凝时抹第二层水泥砂浆层，要防止素灰层过软或过硬，过软将使素灰层破坏，过硬黏结不良。要使水泥砂浆层薄薄压入素灰层厚度的1／4左右，抹完后，在水泥砂浆初凝时用扫帚按顺序向一个方向扫出横向条纹。

第三层：素灰层，厚2mm。在第二层水泥砂浆凝固并具有一定强度（常温下间隔一昼夜）后，适当浇水湿润，方可进行第三层操作，其方法同第一层。

第四层：水泥砂浆层，厚4～5mm。按照第二层的操作方法将水泥砂浆抹在第三层上，抹后在水泥砂浆凝固前的水分蒸发过程中，分次用铁抹子压实，一般以抹压3～4次为宜，最后再压光。

第五层：在第四层水泥砂浆抹压两遍后，用毛刷均匀地将水泥浆刷在第四层表面，随第四层抹实压光。

（2）砖墙面和拱顶防水层的操作。第一层是刷水泥浆一道，厚度约为1mm，用毛刷往返涂刷均匀，涂刷后，可抹第二、三、四层等，其操作方法与混凝土基层防水相同。

（3）地面防水层的操作。地面防水层的操作与墙面、顶板操作不同的地方是素灰层（第一、三层）不采用刮抹的方法，而是把拌和好的素灰倒在地面上，用棕刷往返用力涂均匀；第二层和第四层是在素灰层初凝前后把拌和好的水泥砂浆层按厚度要求均匀铺在素灰层上，按墙面、顶板操作要求抹压，各层厚度也均与墙面、顶板防水层相同。地面防水层在施工时要防止践踏，应按由里向外的顺序进行（见图8.24）。

（4）特殊部位的施工。结构阴阳角处的防水层，均须抹成圆角，阴角直径5cm，阳角直径1cm。防水层的施工缝须留斜坡阶梯形槎，槎子的搭接要依照层次操作顺序层层搭接。留槎的位置一般留在地面上，也可留在墙面上，所留的槎子均须离阴阳角20cm以上（见图8.25）。