某房屋屋面板结构性能检测及加固

赵 蕾，崔宏剑

（北京市建设工程质量第一检测所有限责任公司，北京 100039）

0 引言

屋面漏水一直一来都是令顶层住户和建筑业内人士头疼的问题，由屋面漏水引发的工程质量问题屡见不鲜。本文介绍了一个因屋面长期漏水失修，造成屋面板钢筋严重锈蚀、锈胀，混凝土脱落的工程案例。在经过详细地现场检测后，判断已严重影响该屋面板的承载性能和使用性能，存在安全隐患。后续经过加固设计，对屋面板采用下部加设叠合层方法进行加固处理，解决了楼板露筋、钢筋锈蚀、混凝土剥落的情况，满足了承载性能和使用性能的要求，为其他类似工程提供参考。

1 工程基本情况

某住宅楼 1996 年竣工，结构形式为剪力墙结构，地上 16 层。某单元顶层业主对房屋重新装修，将顶板抹灰层剔凿后发现客厅顶板钢筋外露、钢筋锈蚀严重，部分区域外层混凝土剥落，部分区域混凝土存在振捣不实、空洞的情况。

查阅原设计图纸，客厅顶板混凝土设计强度等级C 20，板底钢筋保护层厚度 15 mm。顶板设计底筋及板厚情况：板底平行于 A11 轴配筋为12@200 mm，平行于 AD 轴配筋12@180 mm；设计板厚为 120 mm。

2 现场检测情况

2.1 钻芯法检测混凝土强度

由于客厅顶板混凝土的龄期已超过回弹法适用的龄期，故采用钻芯法检测混凝土强度。对客厅楼板钻取 3 个直径 100 mm 的混凝土芯样。经钻芯法检测，客厅顶板现龄期混凝土抗压强度值满足设计强度等级 C 20 的要求。

2.2 实际配筋情况

采用钢筋探测仪无损检测，客厅顶板底面为双向配筋，钢筋间距与设计图纸相符；但板底面多处钢筋保护层厚度值不满足设计要求，超过现行规范 GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》对钢筋保护层厚度允许偏差的要求。

2.3 外观质量

经现场目测勘察，客厅顶板底部大面积露筋，钢筋均存在不同程度的锈蚀情况。经现场敲击检查，客厅顶板底面混凝土大面积疏松，露筋处均存在因钢筋锈胀导致的混凝土疏松空鼓现象，还有多处混凝土表层脱落，具体情况如图 1 所示。

图1 客厅顶板底面混凝土空鼓、脱落、露筋情况

2.4 钢筋锈蚀情况

经现场目测勘察，客厅顶板底面外露钢筋均存在不同程度的锈蚀情况。选取 3 处钢筋锈蚀严重部位进行剔凿（每处 2 根，双向钢筋），除去表面锈蚀对钢筋直径进行检测，评判其锈蚀程度，现场情况如图 2 所示。客厅顶板剔凿出的 6 根钢筋中，除锈后 4 根钢筋实测直径偏小，不满足 GB/T 14981-2004《热轧盘条尺寸、外形、重量及允许偏差 》规定的允许偏差要求。

图2 板底钢筋锈蚀情况

2.5 实际板厚情况

经现场检测，客厅实测平均板厚为 115 mm，满足现行规范 GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》对板厚允许偏差的要求。

2.6 屋面做法情况

为了解屋面荷载情况，通过剔凿法检测屋面做法，现场凿开部分屋面防护层可以看到，屋面做法有 4 层（由上至下）：①细沙铺面层（防水保护层）；②防水层（卷材）；③陶粒混凝土层（50 mm）；④焦渣层（240 mm）。

3 加固情况

根据现场检测情况，该顶板存在较为严重的质量缺陷，钢筋锈蚀、锈胀严重，多处钢筋外层混凝土酥软、脱落，已严重影响该楼板的承载性能和使用性能，故根据检测情况对其进行加固设计及施工。

3.1 加固方案

针对以上情况，拟对屋面板采用下部加设叠合层方法加固处理。对原结构松动空鼓处剔凿完全，原结构底部刷水泥浆；在原结构板下浇筑高强无收缩灌浆料板，板厚设置为 100 mm；对原屋面板与新浇楼板采用植剪力键结合，新增楼板与原结构梁植筋锚固。现场板底绑筋情况如图 3 所示。

图3 现场板底绑筋图

3.2 加固计算

混凝土强度等级取 C40，钢筋级别HRB 400，钢筋保护层厚度 15 mm；混凝土容重 25 kN/m2，均布恒载 8 kN/m2，均布活载 2.5 kN/m2；恒载分项系数 1.35，活载分项系数 1.50，活载准永久值系数 0.5，活载调整系数 1.0。

采用结构设计软件对该楼板进行计算分析，包括有限元内力计算，弹性变形计算，板边及跨中最大最小弯矩位置处配筋，挠度、裂缝计算四项内容。楼板加固平面图及加固详图如图 4 和图 5 所示。

3.3 加固施工

加固施工应严格遵守国家及地方有关规范规程，技术要点如下。

1）在加固前，将原结构构件除自重外完全卸载（剔除建筑面层及装饰层），楼板上不得堆放杂物。加固改造应设置可靠的支撑系统，确保结构的安全，在加固改造的构件达到设计强度后方可拆除。

图4 楼板加固平面图

图5 楼板加固详图（单位：mm）

2）结构的剔凿施工，不得损坏需保留部位的结构构件。结构剔凿，严禁采用大锤、风镐等对结构有重大影响的施工方法。在剔凿的交接面，应轻凿，避免结构因剔凿而产生内部裂缝。剔凿前应先进行小规模的试凿，取得经验后再进行正式的剔凿工作。剔凿完成后做好新旧浇筑界面的处理工作，凿毛、洗净、充分湿润、涂刷接浆（或使用界面剂），保证新旧混凝土连接面的质量及可靠性。

3）植筋应根据控制线及标高线进行栽埋定位线的放线工作，应按设计要求的孔位、孔径、孔深钻孔，钻孔时不得损伤原构件中的钢筋，钻孔完毕用吹风机与刷子清理孔道直至孔内壁无浮尘、水渍为止。植筋前应对钢筋进行除锈处理，且除锈长度应大于植入长度。注胶应采用专用灌注器边注边缓缓拔出灌注器。将处理好的钢筋、旋转缓速插入孔道内，使结构胶均匀附着在钢筋表面及螺纹缝中，且应保证胶液满孔。插好的钢筋在灌胶及养护期内不可再扰动，待结构胶养护期结束后才可进行其他工作［1］。

4）钢筋混凝土叠合板用加固无收缩灌浆料是以高强度材料作为骨料（见图 6、图 7），以水泥为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成，最大骨料粒径、截锥流动度、流锥流动度、竖向膨胀率、抗压强度、氯离子含量及泌水率均应符合规范的要求，拌和时应严格按随货提供的产品合格证上的推荐用水量加入。为防止混凝土出现裂缝，在施工中应严格控制水灰比及碱含量，并采取具体有效的混凝土养护措施［2］。

图6 屋面板加固后板顶照片

图7 屋面板加固后板底拆模照

3.4 加固施工质量检测

加固工程施工完成后，对加固楼板的外观质量、灌浆料混凝土抗压强度及钢筋保护层厚度进行了检测。

检测结果表明，经过加固后的板底混凝土表面平整、光滑，无露筋现象。经过回弹法检测，加固楼板的灌浆料混凝土抗压强度满足设计强度等级 C40 的要求。加固楼板的受力钢筋保护层厚度满足规范要求，加固成果有效。

4 结语

分析该房屋屋面板出现严重质量缺陷的原因为屋面防水失效，雨水长期浸透，导致钢筋锈蚀、混凝土锈胀、表层脱落的现象，造成楼板承载能力和使用性能的降低。

屋面漏水的情况很普遍，原因主要是因为楼房顶层处在一个比较特殊的位置，它是由很多层结构构成，而其中最关键的三层就是：底层结构层、中间保温层和防水层。其中防水层多用防水卷材铺设而成，由于卷材自身的尺寸限制，在大面积铺设的时候，难免会有拼接的情况出现，所以一旦拼接处没有处理好产生缝隙的话，那雨水就很容易从缝隙中渗透入中间保温层，这一层主要起到隔热保温的作用同时也具备一定的防水功能。但如果保温层被表层的雨水渗入侵蚀，而由于雨水的导热性比保温材料高，并且由于渗入的雨水在中间层，表面有卷材层覆盖，使得水分很难蒸发掉，时间一久就会损害保温层的性能，最后导致保温层的性能降低。

故加固完成后还应重新进行屋面防水的施工工作，尤其要注意在施工时做好表层的防水卷材拼接处的处理工作，避免出现缝隙。