■王 飞 ■福建地矿建设集团公司,福建 福州 350002
屋面渗漏是住宅工程常见的质量问题,渗漏问题成因复杂,根治困难,返修率高,严重影响住宅使用功能。研究住宅渗漏部位、形式、防治策略具有重要的意义。
住宅屋面渗漏的核心原因是混凝土防水层开裂,导致建筑屋面的整体性和致密性受到破坏。具体而言包括温度、混凝土材料质量、施工质量、结构设计等原因。
热胀冷缩产生的温差是导致混凝土面层开裂的根本原因。一是混凝土内部温差形成的温度应力导致混凝土开裂;二是混凝土表面在骤冷的情况下,产生面层和内层的温度应力,形成裂缝;三是在日照影响下,混凝土表面形成高温区和低温区,产生混凝土开裂。季节与施工中的温度控制,也是导致混凝土开裂的重要因素。夏季施工中,由于石字表面具有较高的温度,产生较大的体积膨胀;混凝土浇筑后,石字温度降低,表面出现收缩,形成混凝土表面的细微裂纹。混凝土浇筑后,要及时浇水保湿,或覆盖相关的塑料薄膜,保持混凝土表面的水分不被散失。但是,在混凝土凝固过程中,水化热将导致混凝土收缩形成裂缝。
水泥中存在游离的氧化钙和氧化镁等物质,这些物质在水泥凝结过程中,经水化热产生膨胀,形成混凝土表面的裂缝。施工中,若在混凝土渗入较多的骨料,则混凝土因干燥产生不规则的网状裂缝;混凝土中渗入部分盐碱质,由于化学膨胀,可能造成混凝土表面开裂。混凝土中含泥量的增加将导致塑性收缩增加,形成混凝土表面开裂。
混凝土屋面施工中,若用水量超过规定范围,导致水分在混凝土硬化过程中形成蒸发,这样在混凝土结构内部存在许多空隙,这些空隙成为屋面混凝土渗漏的通道。此外,多余的水分附着在水泥骨料的表面,形成游离的水分层,在混凝土收缩时开裂。混凝土施工中捣鼓不严实,粗骨料由于重力而下沉,混凝土表层的空气和水分产生溢出效应,导致混凝土开裂。在模板支护工程中,由于木制模板较为干燥,在混凝土施工中吸收大量水分,导致混凝土产生干缩变形,形成裂缝。在混凝土分层抹干压光后,细骨料浮在混凝土上层,水分和水泥沉淀在混凝土下层,产生表面体积碳水化收缩,导致混凝土面板开裂。在施工中,由于工艺的限制,导致混凝土面板与钢筋的交接部位不严密。此外,建筑的不均匀沉降、梁架的内部弯矩等,也会导致屋面混凝土开裂。
建筑地基不均匀沉降也是导致屋面防水层开裂的重要原因,但在建筑设计中,常未考虑建筑地基不均匀沉降对屋面混凝土面层结构强度的影响。由于荷载和建筑梁架扭矩的原因,导致建筑在使用过程中,随着地基的缓慢沉降,导致屋面混凝土开裂。
为了增强建筑屋面混凝土防水刚度,形成较好的住宅屋面防水体系,通常采用几种做法。
建筑屋面施工材料质量是保障住宅屋面防水效果的关键。建筑屋面防水工艺要经历基层清理、混凝土配比、材料摊铺、碾压、收光、分格、养护等工艺。在材料方面,刚性防水材料的厚度应控制在40mm,防水屋面通常采用硅酸盐水泥,由于硅酸盐水泥的干缩性能较小,在施工中不易产生大规模的干缩。硅酸盐水泥的标号应不低于32.5级,混凝土中水泥用量应不小于330kg,水灰比在0.5以上,骨料的最大粒径不应大于13mm。在施工前,要将骨料的外表面进行清理,防止杂质、细石、细砂等进入混凝土中。同时,混凝土的标号应控制在C25以内。建筑屋面采用结构找坡,坡度在2%-3%之间。严禁将各类管线设置在防水层中。
为增强防水屋面的性能,防止因热胀冷缩造成屋面防水层开裂,在建筑屋面应设置分格缝。从建筑结构的角度分析,屋面的承接部位和折转部位,屋面防水层与建筑山墙、女儿墙、设备与水箱等部位,可能产生集中应力。这些部位需要设置分格缝,增强建筑热胀冷缩的环境稳定性。分格缝的间距应控制在6m以内,格子的面积约36平方米。在分隔缝隙的交界处,宜设置上宽30mm、下宽15mm的分水缝隙,形成屋面积水的引导和分散。分格缝的高程应大于屋面300mm以上,边角要设置导圆。防水层和女儿墙、屋面、山墙、设备设施的交接处要预留空隙,并镶嵌油膏。在分格缝油膏镶嵌前,需清除分格缝内的杂物,保持分格缝干燥、洁净。
隔离层位于防水层和结构层之间,其作用是缓解结构层变形对防水层刚度造成的影响。在屋顶结构设计中,结构层具有较强的刚度和强度,形成屋面的重要承载力。隔离层和防水层之间尚未形成约束,防止混凝土产生拉应力而导致开裂。隔离层的施工要求是表面平整光洁,厚度较为均匀,其厚度的物产控制在±1mm。施工中要做好混凝土隔离层的保护,钢筋捆扎和细石混凝土运输不能直接在隔离层上施工,要采取必要的垫层,作为保护措施。
图2-1 刚性屋面防水施工
钢筋网能够增强屋面防水层的结构刚度,并作为混凝土的附着基质。钢筋网可采用捆扎或点焊形式连接,施工中要求钢筋网的间距控制在100-200mm之间,钢筋的直径为4-6mm。钢筋的设置中要注意:一是钢筋要设置在防水层的中间偏上部位;二是钢筋网在分隔缝部位应断开;三是钢筋网端头弯钩应隐藏在防水层内,钢筋网的搭接长度应在250mm以上;三是钢筋层要设置厚度大于10mm的保护层。
优化渗漏节点的构造和细部工艺,是保障屋面防水性能的关键。屋面折转、交接、搭接部位等位置是造成渗漏的主要原因,节点细部应采用“刚柔结合”的设计思路,对节点缝隙采用密封胶进行嵌缝填胶。屋面要高于雨水口设置,在雨水口直径500mm范围内逐渐减薄,形成漏洞状,在雨水口附近要加设防水层,防水层要延伸至漏斗口内,并采用油膏填缝。屋面与女儿墙的衔接部位,应以细石混凝土设置圆形泛水,女儿墙经水浇透后,用混凝土牌拍打密实,并将表面抹光。
项目位于福州市东南部城市新区,为大型高层住宅区,占地面积25亩,总建筑面积4.5万方,地上建筑面积3.5万方,地下建筑面积1.0万方,建筑设计耐久年限70年。福州市位于我国东部沿海,雨水丰润,年平均降水量约800-1000mm,住宅屋面防水是确保工程质量的关键。
屋面防水设计采用结构防水、构造防水、面层防水相结合;刚性防水与柔性防水相结合;多层防水和复合材料防水相结合的模式。屋面防水施工依据《住宅建筑屋面工程技术规范》(GB50345-2004)执行,屋面加气混凝土找坡坡度为2%,保护层采用挤塑聚苯板,具体构造如图4-1。为增强住宅屋面与檐口、女儿墙的衔接,在交接处加铺防水卷材300mm后,再设置防水层。屋面周边的女儿墙、护栏板等均设置高度大于300mm的泛水。在找平层设置分格缝,缝隙宽度设置为10mm,将油膏填塞在缝隙内,分格缝间距小于6000mm。
屋面防水层的施工工艺是:结构层——找平层——细部处理——蓄水试验——防水层+保温层——面层。施工前将屋面混凝土的杂质清理干净,使屋面混凝土表面较为光洁。通过灰饼的设置,确定屋面基层标高。找平层的抹灰在阴阳转角部位,要将混凝土导成圆角。找平层还需要设置二次压光。屋面落水口与面层的衔接是防水的关键。落水口应在结构层以下30mm,形态如喇叭口,先洒水湿润,然后设置1:2水泥砂浆约15mm,再设置防水层15mm。
图3-1 屋面防水做法
在本项目建设中,屋面防水工程出现两个主要的质量问题,施工单位采用积极有效的方式予以解决。
混凝土开裂问题。结构的不均匀沉降、混凝土内外温差、施工裂缝、收缩裂缝等都是造成屋面混凝土开裂的原因。主要防治措施:一是增强结构层刚度,严格设置分格缝,并在分格缝中填充油膏,增强防水层的整体性。二是,在防水层和结构层之间设置隔离层,厚度约60mm;三是防水层采用钢筋网铺底,形成较为的结构刚度。四是提高混凝土质量,采用合理的水灰比,增设各种填充剂和外加剂。五是认真做好防水层混凝土的养护工作。
防水层起壳、起砂。防水层起壳、起砂的主要原因是混凝土品质和质量不高,混凝土表面未经严格压光和压实,导致混凝土在室外经日晒雨淋出现碳化现象。防治措施:一方面,做好混凝土面层各项工艺,包括基层清理、摊铺、滚压、收光、养护等。混凝土滚压应采用30-50kg的滚筒,反复滚压4-5遍。另一方面,根据功能要求,在屋面设置屋顶绿化、蓄水屋面等工艺,增强屋面防水的生态性。
住宅建筑渗水和漏水既是质量通病,也是质量保证的重点和关键。防止房屋建筑出现渗漏现象,除进行合理的防水设计外,最重要的就是严格按照各种防水材料不同特性,制定适宜的施工工艺规程,并严格进行施工过程控制。笔者分析了屋面防渗的原因、措施、案例,希望对住宅工程防渗工程具有借鉴意义。
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