樁基一直困繞著地下室的防水。1990年筆者提出地下室底板與樁頭斷開，防水層水平地通過二者之間的作法設(shè)想，得到防水界同行和建筑師的歡迎，但結(jié)構(gòu)工程師提出疑異，不肯接受。10年來筆者多次在防水學(xué)術(shù)研討會(huì)上陳述這一防水設(shè)想，得到越來越多的人支持，反對(duì)的結(jié)構(gòu)工程師也開始緩解。從國(guó)外資料獲悉樁基斷開的作法己在推廣應(yīng)用，這就更加使筆者充滿信心，于是鼓起勇氣，繼續(xù)將這一課題完成，以期能在樁基工程上廣泛應(yīng)用，使地下室防水得到滿意地解決。這一研究雖經(jīng)數(shù)年觀察、采訪、請(qǐng)教，但研究依然不夠深入，論述觀點(diǎn)、閘述理由未必能切中要害，希望得到同行們和從事樁基工作的同志們熱誠(chéng)地支持、指導(dǎo)和指正。


1  地下室滲漏嚴(yán)重
    高層建筑在全國(guó)各城市中如雨后春筍，鱗次櫛比。地下室二三層乃至四五層亦屢見不鮮，大部分地下室皆在地下水位以下，這些地下室長(zhǎng)期浸泡在水里，若防水不當(dāng)，地下室就很容易滲水。近些年地下室滲漏率高達(dá)60%以上，有的城市地下室滲漏率達(dá)70%~80%。地下室滲漏，不僅污染環(huán)境，而且墻體底板內(nèi)的鋼筋銹蝕、膨脹，混凝上裂縫，鋼筋斷面縮小，承載力減小，易造成倒塌、崩潰、斷裂等破壞性事故。況目建造地下室的造價(jià)比地面建筑高，許多地下室內(nèi)滲水嚴(yán)重而無法使用，使設(shè)備生銹，電線短路，儲(chǔ)存貨物霉?fàn)�，造成巨大損失。因此地下室防滲治漏迫在眉睫。
2  剛性防水不可靠
    從防水機(jī)理講，鋼筋混凝土達(dá)到S12以上具有很好的防水效果，如在混凝上中摻入減水劑、膨脹劑、憎水劑等物質(zhì)，可提高混凝上的防水能力。然而由于種種原因使混凝土總是達(dá)不到防水要求，北方剛性防水的成功率低于南方，失敗的主要原因是混凝土不密實(shí)，而密實(shí)是防水的根本保證。混凝上不密實(shí)的原因如下：
    1)砂石級(jí)配不按規(guī)定。許多工程所用混凝土不是商品混凝土站供應(yīng)的，而在就地?cái)嚢琛Ｈ斯づ淞蠒r(shí)，砂、石、水泥不按設(shè)計(jì)規(guī)定，不用秤稱，憑感覺“差不多”，鐵鍬當(dāng)計(jì)量器，
所以混凝土強(qiáng)度難以保證。
    2)砂石含泥量高。按照規(guī)定，砂石必須以水清洗，石的含泥量為1%，砂的含泥量為2%。但實(shí)際并非如此，砂石不洗，甚至草根、樹葉、果皮也混入攪拌機(jī)，影響混凝上密實(shí)度。
    3)振搗不好。振搗時(shí)的疏忽致使漏振，石子之間的空隙因沒有水泥砂而出現(xiàn)蜂窩孔，振搗時(shí)間過長(zhǎng)使石子下沉、水泥漿上升，造成下部蜂窩孔。
    4)墻體配筋多。因多是高層建筑，地下室墻體配筋多，石子碰到縱橫交錯(cuò)的鋼筋，受到抑阻，水泥砂可以自由運(yùn)動(dòng)，此時(shí)石子下呈現(xiàn)微隙，成為滲水通道。
    5)養(yǎng)護(hù)不好。不及時(shí)澆水，或很難澆水，混凝土水化熱溫度很高，造成收縮裂縫。
    以上幾點(diǎn)在目前情況下是難以避免的，因此，為了保證不滲漏，應(yīng)在結(jié)構(gòu)墻和底板下增加一道柔性防水層。國(guó)外地下防水為了安全也是有一道柔性防水層的。我國(guó)防水政策中的剛?cè)峤Y(jié)合源于此因。
3  全封閉是關(guān)鍵
    地下室在水的包圍下，柔性防水層必須對(duì)地下室全封閉，一處封閉不嚴(yán)，就是滲水的隱患。無樁的地下室，很容易做到全封閉防水；而設(shè)了樁基，樁頭和地下室底板連接為一體，柔性防水層逢樁斷開，一棟建筑多達(dá)百根樁，防水層呈星羅棋布的洞眼，不能全封閉，柔性防水層形同虛設(shè)。樁身長(zhǎng)數(shù)米至數(shù)十米，插入土中，柔性防水層無法對(duì)樁身包裹，樁身浸水，沿樁而上，進(jìn)入底板。
    從全封閉的防水原則出發(fā)，最理想最完善的措施是樁頭與底板斷開，柔性防水層水平地通過底板下、樁頭上，形成對(duì)地下室全封閉。這一設(shè)想建筑師雙手贊同，而與結(jié)構(gòu)工程師意見相左：通常按樁基規(guī)范設(shè)計(jì)，承臺(tái)下多根樁，承臺(tái)上為板或墻。在地下室設(shè)樁，則不設(shè)承臺(tái)，底板作為承臺(tái)，如果樁頭與底板斷開，必須另設(shè)承臺(tái)，這一點(diǎn)結(jié)構(gòu)工程師不同意。另一點(diǎn)，有的建筑產(chǎn)生水平力，或是振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水平力，須要樁來承受。如果樁頭與底板斷開，水平力誰來承擔(dān)？這也是結(jié)構(gòu)工程疑異的地方。
    斷開與不斷開，各講各的道理,10年來爭(zhēng)論不休。還是從樁的功能意義分析一番為好。
4  樁的功能和意義
    樁是加固地基的構(gòu)件，是增強(qiáng)地基承載能力的措施，或者以樁身擠密周圍的土壤，或者通過樁身荷載力傳給樁下的持力層。樁不是基礎(chǔ)，樁屬于地基的一部分。為了改善軟土地基的承載能力，需更換大體積的地基土，而樁是省工簡(jiǎn)便的辦法，和換土地基具有同工異曲的意義。
    從受力狀態(tài)分，樁可分為（1）支承樁(樁尖頂在巖層上)，（2）摩擦樁(樁身和周圍土體摩擦)，（3）密擠樁(松軟多孔上被樁身擠密)，（4）擋土樁(防止滑坡，以樁阻擋)，（5）抗拔樁(防止建筑或構(gòu)筑物歪閃)。凡地下室的樁基本屬前3種，而前3種均無水平荷載，只承擔(dān)垂直荷載。樁頭和地下室底板共同工作狀態(tài)是接觸傳遞，底板將荷載垂直地傳遞給樁頭，沒有水平的相對(duì)位移，所以樁頭和底板斷開或不斷開，受力狀態(tài)不變。因此為了地下室的防水，要求底板與樁頭水平斷開，應(yīng)當(dāng)是可行的。
5  建筑抗震和樁
    地下室底板下的樁，只承受垂直荷載，不承受水平荷載，在這一前提條件下，可以斬釘截鐵地說，建筑不需要樁的嵌固來對(duì)抗地震時(shí)產(chǎn)生的水平力。下面分幾點(diǎn)說明。
5. 1  中國(guó)古代建筑并不嵌固
    中國(guó)古代建筑多為木結(jié)構(gòu)構(gòu)架，現(xiàn)在完好留存下來的有唐佛光寺大殿、宋應(yīng)縣釋伽塔、蘇州玄妙觀、薊縣獨(dú)樂寺大殿等。這些大殿皆很高大，特別是釋伽塔，明暗9層，高67 m,全身均為木構(gòu)。底層木樁高11 m，樁跟落在石礎(chǔ)上，石礎(chǔ)上表面平滑，不設(shè)槽臼或凸榫，樁跟底略呈弧形(球面)平擺浮擱(圖1)，如有水平力時(shí)，樁跟會(huì)往復(fù)滾動(dòng)，呈現(xiàn)舟顛現(xiàn)象，也可產(chǎn)生離隙或水平小位移，地震力從而消失殆盡。


    有人目擊，獨(dú)樂寺在唐山大地震時(shí)，強(qiáng)烈地大幅度晃動(dòng)，左歪時(shí)右面樁跟離開樁礎(chǔ)，然后還原，構(gòu)架沒有變形和損壞。如果樁與礎(chǔ)剛性連結(jié)，在劇烈晃動(dòng)時(shí)構(gòu)架變形甚至崩潰。北京故宮神武門上的城樓，在唐山大地震時(shí)，西北角一根柱位移5cm，未回原位，顯然它曾在短時(shí)間內(nèi)柱跟離升石礎(chǔ)，因組裝時(shí)內(nèi)應(yīng)力過大，借地震之機(jī)，得以舒適。
5. 2  地震水平力不需樁來制止
    從唐山地震潰毀的房屋看，不管深基礎(chǔ)還是淺基礎(chǔ)的建筑，皆從上部崩潰，說明越是高，晃動(dòng)越厲害，而不是水平位移而倒塌。地震水平波不是僅某一建筑水平位移，而是整個(gè)大地同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)。樁與礎(chǔ)連不連一樣，不會(huì)因?yàn)椴贿B接，水平運(yùn)動(dòng)上下不同步。震源深達(dá)數(shù)十公里，再長(zhǎng)的樁和震源深度比，也小巫見大巫。毛生于皮，皮敷于肉，肉動(dòng)毛不動(dòng)，未曾有也。
    建筑越高，晃動(dòng)越大，屋頂比底層晃動(dòng)大，振幅大小呈倒三角形，建筑如一根懸臂梁。水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，建筑物運(yùn)動(dòng)滯后于基礎(chǔ)，形成時(shí)間差，導(dǎo)致最上部首先破壞。基礎(chǔ)與地基連不連沒有關(guān)系。
    地震時(shí)產(chǎn)生的垂直波，使建筑物上下運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)形式對(duì)于磚混結(jié)構(gòu)危害很大，對(duì)于地基與基礎(chǔ)沒有影響。既便發(fā)生瞬時(shí)離隙，對(duì)建筑也沒影響。所以樁與基礎(chǔ)斷開是可行的，也是正常的。
5. 3  無樁的基礎(chǔ)與地基接觸而不連
    因?yàn)榈鼗�承載能力強(qiáng)，基礎(chǔ)座落在地基上，并不設(shè)樁。不設(shè)樁的基礎(chǔ)量大面廣，是主要的基礎(chǔ)形式。無樁的基礎(chǔ)，并不在地基上插鋼筋，基礎(chǔ)與地基只是接觸，并不相連，如果說地震水平力靠樁來承擔(dān)，那么無樁的基礎(chǔ)是怎樣承擔(dān)水平力的？再者關(guān)于抗拔力，有樁的建筑可以抗拔，無樁的建筑又如何抗拔？看來不考慮抗拔也行。由此可見，基礎(chǔ)(地下室底板)與樁頭建筑斷開是可行的，不影響建筑物的抗震。
5.4  基礎(chǔ)的平活性接觸
    建筑界防震工作者多年的觀察研究，認(rèn)為防震措施有兩點(diǎn)，一是建筑物本身的堅(jiān)固性；二是建筑物消解地震力。在此僅談?wù)労笳摺?br/>     地震時(shí)產(chǎn)生水平和垂直波，使大地上下或水平運(yùn)動(dòng)，這種力是強(qiáng)大的，建筑物只能隨波而行，決不能抗拒。但是，建筑物座落在大地上，其嵌固程度大小，可以影響建筑的破壞大小。嵌固越強(qiáng)，接受地震力越大，越需要建筑自身的堅(jiān)固來對(duì)抗。反之，大地嵌固建筑較弱，接受地震力減弱，從而減輕了建筑破壞力。譬如一只球放在地表面，地震時(shí)它可以自由滾動(dòng)，不會(huì)破壞。因?yàn)榍騼H和地面接觸，而不連接，球可以滾向任何方向，而不受阻擋和制約。為了消解地震對(duì)建筑的制約，力求建筑只和大地接觸而不連接，這一理論己被眾多人接受，并且進(jìn)行大量的試驗(yàn)，認(rèn)為是可行的、有效的、大有前景的。現(xiàn)列舉6種基礎(chǔ)活性接觸方式，供參考采用，同時(shí)證明基礎(chǔ)與地基斷開的可行性。
    1)基礎(chǔ)與地基之間設(shè)置橡膠墊，有一定彈性，可以大量消解地震力。建設(shè)部科技推廣協(xié)作網(wǎng)，將重點(diǎn)推廣多層房屋夾層橡膠墊隔震技術(shù)，要求每省落實(shí)隔震試驗(yàn)樓工程，凡是處于地震區(qū)域，各省市自治區(qū)在管轄區(qū)范圍內(nèi)，擇優(yōu)選擇一棟住宅樓進(jìn)行試驗(yàn)，為下一步大面積推廣作準(zhǔn)備。建設(shè)部這一指示足以證明基礎(chǔ)與地基斷開是科學(xué)的和可行的(圖2)。


    2)基礎(chǔ)與地基之間設(shè)置滾動(dòng)裝置。地震時(shí)，建筑可以自由地水平移動(dòng)，或者上下離隙，力求建筑頂部和基礎(chǔ)同步等幅往返(圖3)或者出現(xiàn)大地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而建筑卻相對(duì)靜止。滾動(dòng)裝置比橡膠墊更富自由度。


    3)基礎(chǔ)與地基之間設(shè)置彈簧裝置。在基礎(chǔ)與地基之間設(shè)置彈簧墊，地震時(shí)建筑可以垂直、顛波運(yùn)動(dòng)，從而減弱地震對(duì)建筑的破壞力。
    4)漂浮減震。地基做成大小槽，建筑物建在內(nèi)，竣工后注水，建筑受到很大的漂浮力，接近于浮起的程度。地震力大大減弱對(duì)建筑的沖擊。
    5)懸掛建筑。在地基上設(shè)計(jì)若干短墻或短柱，建筑基礎(chǔ)通過若干索鏈掛在短墻或短柱上。地震時(shí)建筑可自由晃動(dòng)。
    6)潤(rùn)滑隔離。混凝土地基表層壓實(shí)、抹光、平整。涂厚質(zhì)潤(rùn)滑油。基礎(chǔ)底表面亦要平整、光滑。發(fā)生地震時(shí)，建筑可以滑動(dòng)。
    上述6種防震措施，其核心意義是地基與基礎(chǔ)徹底斷開，僅僅是接觸，沒有任何牽制與制約。地震時(shí)建筑能夠很容易地滑動(dòng)、擺動(dòng)，或者上下彈動(dòng)、顛簸。基于這一意義，基礎(chǔ)和樁頭斷開，是合理的、可行的、有利于建筑的，不存在其他問題。
6  樁頭基礎(chǔ)斷開防水方案
    此方案的構(gòu)造層次如圖4所示。


1)樁頭設(shè)樁臺(tái)，樁臺(tái)尺寸及配筋由結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)，樁臺(tái)頂平面要平整；
2)樁臺(tái)與樁臺(tái)之間回填土應(yīng)夯實(shí)，最好用灰土(2: 8) ,深500 mm；
3)樁臺(tái)與樁臺(tái)之間，回填土上鋪筑C15混凝土墊層，抹平；
4)水泥砂漿找平層，20 mm厚，1: 2配比，壓光抹平，不起砂、不起皮，要有足夠養(yǎng)護(hù)時(shí)間；
5)鋪?zhàn)?a href='http://m.csstzw.cn' target='_blank' title='防水層'>防水層，宜用卷材，兩道柔性防水層最好；
6)鋪筑細(xì)石混凝土保護(hù)層，如防水層多于4 mm厚，可以在上直接鋪筑，否則須先鋪一道柔性保護(hù)層(如紙?zhí)�瀝青氈)，然后再鋪筑細(xì)石混凝土保護(hù)層；
7)基礎(chǔ)如果是地下室底板，應(yīng)摻入防水劑(減水劑、膨脹劑等)。