桩基一直困绕着地下室的防水。1990年笔者提出地下室底板与桩头断开，防水层水平地通过二者之间的作法设想，得到防水界同行和建筑师的欢迎，但结构工程师提出疑异，不肯接受。10年来笔者多次在防水学术研讨会上陈述这一防水设想，得到越来越多的人支持，反对的结构工程师也开始缓解。从国外资料获悉桩基断开的作法己在推广应用，这就更加使笔者充满信心，于是鼓起勇气，继续将这一课题完成，以期能在桩基工程上广泛应用，使地下室防水得到满意地解决。这一研究虽经数年观察、采访、请教，但研究依然不够深入，论述观点、闸述理由未必能切中要害，希望得到同行们和从事桩基工作的同志们热诚地支持、指导和指正。


1  地下室渗漏严重
    高层建筑在全国各城市中如雨后春笋，鳞次栉比。地下室二三层乃至四五层亦屡见不鲜，大部分地下室皆在地下水位以下，这些地下室长期浸泡在水里，若防水不当，地下室就很容易渗水。近些年地下室渗漏率高达60%以上，有的城市地下室渗漏率达70%~80%。地下室渗漏，不仅污染环境，而且墙体底板内的钢筋锈蚀、膨胀，混凝上裂缝，钢筋断面缩小，承载力减小，易造成倒塌、崩溃、断裂等破坏性事故。况目建造地下室的造价比地面建筑高，许多地下室内渗水严重而无法使用，使设备生锈，电线短路，储存货物霉烂，造成巨大损失。因此地下室防渗治漏迫在眉睫。
2  刚性防水不可靠
    从防水机理讲，钢筋混凝土达到S12以上具有很好的防水效果，如在混凝上中掺入减水剂、膨胀剂、憎水剂等物质，可提高混凝上的防水能力。然而由于种种原因使混凝土总是达不到防水要求，北方刚性防水的成功率低于南方，失败的主要原因是混凝土不密实，而密实是防水的根本保证。混凝上不密实的原因如下：
    1)砂石级配不按规定。许多工程所用混凝土不是商品混凝土站供应的，而在就地搅拌。人工配料时，砂、石、水泥不按设计规定，不用秤称，凭感觉“差不多”，铁锹当计量器，
所以混凝土强度难以保证。
    2)砂石含泥量高。按照规定，砂石必须以水清洗，石的含泥量为1%，砂的含泥量为2%。但实际并非如此，砂石不洗，甚至草根、树叶、果皮也混入搅拌机，影响混凝上密实度。
    3)振捣不好。振捣时的疏忽致使漏振，石子之间的空隙因没有水泥砂而出现蜂窝孔，振捣时间过长使石子下沉、水泥浆上升，造成下部蜂窝孔。
    4)墙体配筋多。因多是高层建筑，地下室墙体配筋多，石子碰到纵横交错的钢筋，受到抑阻，水泥砂可以自由运动，此时石子下呈现微隙，成为渗水通道。
    5)养护不好。不及时浇水，或很难浇水，混凝土水化热温度很高，造成收缩裂缝。
    以上几点在目前情况下是难以避免的，因此，为了保证不渗漏，应在结构墙和底板下增加一道柔性防水层。国外地下防水为了安全也是有一道柔性防水层的。我国防水政策中的刚柔结合源于此因。
3  全封闭是关键
    地下室在水的包围下，柔性防水层必须对地下室全封闭，一处封闭不严，就是渗水的隐患。无桩的地下室，很容易做到全封闭防水；而设了桩基，桩头和地下室底板连接为一体，柔性防水层逢桩断开，一栋建筑多达百根桩，防水层呈星罗棋布的洞眼，不能全封闭，柔性防水层形同虚设。桩身长数米至数十米，插入土中，柔性防水层无法对桩身包裹，桩身浸水，沿桩而上，进入底板。
    从全封闭的防水原则出发，最理想最完善的措施是桩头与底板断开，柔性防水层水平地通过底板下、桩头上，形成对地下室全封闭。这一设想建筑师双手赞同，而与结构工程师意见相左：通常按桩基规范设计，承台下多根桩，承台上为板或墙。在地下室设桩，则不设承台，底板作为承台，如果桩头与底板断开，必须另设承台，这一点结构工程师不同意。另一点，有的建筑产生水平力，或是振动时产生水平力，须要桩来承受。如果桩头与底板断开，水平力谁来承担？这也是结构工程疑异的地方。
    断开与不断开，各讲各的道理,10年来争论不休。还是从桩的功能意义分析一番为好。
4  桩的功能和意义
    桩是加固地基的构件，是增强地基承载能力的措施，或者以桩身挤密周围的土壤，或者通过桩身荷载力传给桩下的持力层。桩不是基础，桩属于地基的一部分。为了改善软土地基的承载能力，需更换大体积的地基土，而桩是省工简便的办法，和换土地基具有同工异曲的意义。
    从受力状态分，桩可分为（1）支承桩(桩尖顶在岩层上)，（2）摩擦桩(桩身和周围土体摩擦)，（3）密挤桩(松软多孔上被桩身挤密)，（4）挡土桩(防止滑坡，以桩阻挡)，（5）抗拔桩(防止建筑或构筑物歪闪)。凡地下室的桩基本属前3种，而前3种均无水平荷载，只承担垂直荷载。桩头和地下室底板共同工作状态是接触传递，底板将荷载垂直地传递给桩头，没有水平的相对位移，所以桩头和底板断开或不断开，受力状态不变。因此为了地下室的防水，要求底板与桩头水平断开，应当是可行的。
5  建筑抗震和桩
    地下室底板下的桩，只承受垂直荷载，不承受水平荷载，在这一前提条件下，可以斩钉截铁地说，建筑不需要桩的嵌固来对抗地震时产生的水平力。下面分几点说明。
5. 1  中国古代建筑并不嵌固
    中国古代建筑多为木结构构架，现在完好留存下来的有唐佛光寺大殿、宋应县释伽塔、苏州玄妙观、蓟县独乐寺大殿等。这些大殿皆很高大，特别是释伽塔，明暗9层，高67 m,全身均为木构。底层木桩高11 m，桩跟落在石础上，石础上表面平滑，不设槽臼或凸榫，桩跟底略呈弧形(球面)平摆浮搁(图1)，如有水平力时，桩跟会往复滚动，呈现舟颠现象，也可产生离隙或水平小位移，地震力从而消失殆尽。


    有人目击，独乐寺在唐山大地震时，强烈地大幅度晃动，左歪时右面桩跟离开桩础，然后还原，构架没有变形和损坏。如果桩与础刚性连结，在剧烈晃动时构架变形甚至崩溃。北京故宫神武门上的城楼，在唐山大地震时，西北角一根柱位移5cm，未回原位，显然它曾在短时间内柱跟离升石础，因组装时内应力过大，借地震之机，得以舒适。
5. 2  地震水平力不需桩来制止
    从唐山地震溃毁的房屋看，不管深基础还是浅基础的建筑，皆从上部崩溃，说明越是高，晃动越厉害，而不是水平位移而倒塌。地震水平波不是仅某一建筑水平位移，而是整个大地同步往复运动。桩与础连不连一样，不会因为不连接，水平运动上下不同步。震源深达数十公里，再长的桩和震源深度比，也小巫见大巫。毛生于皮，皮敷于肉，肉动毛不动，未曾有也。
    建筑越高，晃动越大，屋顶比底层晃动大，振幅大小呈倒三角形，建筑如一根悬臂梁。水平往复运动时，建筑物运动滞后于基础，形成时间差，导致最上部首先破坏。基础与地基连不连没有关系。
    地震时产生的垂直波，使建筑物上下运动，这种运动形式对于砖混结构危害很大，对于地基与基础没有影响。既便发生瞬时离隙，对建筑也没影响。所以桩与基础断开是可行的，也是正常的。
5. 3  无桩的基础与地基接触而不连
    因为地基承载能力强，基础座落在地基上，并不设桩。不设桩的基础量大面广，是主要的基础形式。无桩的基础，并不在地基上插钢筋，基础与地基只是接触，并不相连，如果说地震水平力靠桩来承担，那么无桩的基础是怎样承担水平力的？再者关于抗拔力，有桩的建筑可以抗拔，无桩的建筑又如何抗拔？看来不考虑抗拔也行。由此可见，基础(地下室底板)与桩头建筑断开是可行的，不影响建筑物的抗震。
5.4  基础的平活性接触
    建筑界防震工作者多年的观察研究，认为防震措施有两点，一是建筑物本身的坚固性；二是建筑物消解地震力。在此仅谈谈后者。
    地震时产生水平和垂直波，使大地上下或水平运动，这种力是强大的，建筑物只能随波而行，决不能抗拒。但是，建筑物座落在大地上，其嵌固程度大小，可以影响建筑的破坏大小。嵌固越强，接受地震力越大，越需要建筑自身的坚固来对抗。反之，大地嵌固建筑较弱，接受地震力减弱，从而减轻了建筑破坏力。譬如一只球放在地表面，地震时它可以自由滚动，不会破坏。因为球仅和地面接触，而不连接，球可以滚向任何方向，而不受阻挡和制约。为了消解地震对建筑的制约，力求建筑只和大地接触而不连接，这一理论己被众多人接受，并且进行大量的试验，认为是可行的、有效的、大有前景的。现列举6种基础活性接触方式，供参考采用，同时证明基础与地基断开的可行性。
    1)基础与地基之间设置橡胶垫，有一定弹性，可以大量消解地震力。建设部科技推广协作网，将重点推广多层房屋夹层橡胶垫隔震技术，要求每省落实隔震试验楼工程，凡是处于地震区域，各省市自治区在管辖区范围内，择优选择一栋住宅楼进行试验，为下一步大面积推广作准备。建设部这一指示足以证明基础与地基断开是科学的和可行的(图2)。


    2)基础与地基之间设置滚动装置。地震时，建筑可以自由地水平移动，或者上下离隙，力求建筑顶部和基础同步等幅往返(图3)或者出现大地往复运动，而建筑却相对静止。滚动装置比橡胶垫更富自由度。


    3)基础与地基之间设置弹簧装置。在基础与地基之间设置弹簧垫，地震时建筑可以垂直、颠波运动，从而减弱地震对建筑的破坏力。
    4)漂浮减震。地基做成大小槽，建筑物建在内，竣工后注水，建筑受到很大的漂浮力，接近于浮起的程度。地震力大大减弱对建筑的冲击。
    5)悬挂建筑。在地基上设计若干短墙或短柱，建筑基础通过若干索链挂在短墙或短柱上。地震时建筑可自由晃动。
    6)润滑隔离。混凝土地基表层压实、抹光、平整。涂厚质润滑油。基础底表面亦要平整、光滑。发生地震时，建筑可以滑动。
    上述6种防震措施，其核心意义是地基与基础彻底断开，仅仅是接触，没有任何牵制与制约。地震时建筑能够很容易地滑动、摆动，或者上下弹动、颠簸。基于这一意义，基础和桩头断开，是合理的、可行的、有利于建筑的，不存在其他问题。
6  桩头基础断开防水方案
    此方案的构造层次如图4所示。


1)桩头设桩台，桩台尺寸及配筋由结构工程师设计，桩台顶平面要平整；
2)桩台与桩台之间回填土应夯实，最好用灰土(2: 8) ,深500 mm；
3)桩台与桩台之间，回填土上铺筑C15混凝土垫层，抹平；
4)水泥砂浆找平层，20 mm厚，1: 2配比，压光抹平，不起砂、不起皮，要有足够养护时间；
5)铺作防水层，宜用卷材，两道柔性防水层最好；
6)铺筑细石混凝土保护层，如防水层多于4 mm厚，可以在上直接铺筑，否则须先铺一道柔性保护层(如纸胎沥青毡)，然后再铺筑细石混凝土保护层；
7)基础如果是地下室底板，应掺入防水剂(减水剂、膨胀剂等)。