钢筋混凝土坡屋面渗漏的原因与控制方法研究

2021-04-01官斌斌李琳张宝侯斌王敬森

工程建设与设计 2021年20期

官斌斌，李琳，张宝，侯斌，王敬森

（中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东深圳 518000）

1 引言

现在许多建筑工程中对于屋面的设计多采用钢筋混凝土坡屋面，坡屋面的设计改变了屋面设计呆板的形式，为建筑物增添了美感以及亮点，也使建筑物的某些功能发生了改变。但也随之产生了一些问题，许多建筑物坡屋面的屋脊、阴阳角、墙身泛水处、天沟、檐口等部位会出现不同程度的渗漏现象，严重影响了建筑物的美观以及使用，为建筑物的居住者带来了不良的居住体验，其影响因素主要包括坡屋顶特定的结构、材料的选择和使用、设计以及施工过程管理等。

2 钢筋混凝土坡屋面的结构

钢筋混凝土的坡屋面的结构总共分为4 层，各层的工程质量都与屋顶渗漏有直接的关系。这4 层结构从上到下分为：屋面瓦、防水隔热层、找平层以及结构层。屋面的波形瓦在坡屋面的最外层，通过瓦片的贴饰对屋面进行美化，还可以起到防渗、防水的作用。在施工过程中，如果瓦片的吸水性能、抗渗性能不强、尺寸不规格、接缝较大，就会造成屋面渗漏。防水隔热层处于屋面瓦的下面，主要起到防水以及温度隔绝的作用。其主要由隔热材料以及防水材料组成。找平层即高频结构，是指屋面中间硬的、平整的表面，以利于在上面进行防水隔热层的施工，找平层的质量会影响防水隔热层的质量。结构层指的是坡屋面的主体结构，主要由钢筋及混凝土组成，是屋面防水的关键。其施工质量对屋面的防水效果会产生直接的影响。

钢筋混凝土坡屋面构造主要涉及以下内容：现浇钢筋混凝土板；1∶2.5 的水泥砂浆找平层，厚20 mm；1∶2.5 的水泥砂浆黏结层，厚20 mm；φ6 mm@200 mm×200 mm 钢筋网；防水卷材；500 mm 厚的挤塑聚苯板以及波形瓦。

3 渗漏产生的主要原因

许多住宅建筑的钢筋混凝土坡屋面都存在不同程度的渗漏，由于材质及构造的不同，其渗漏的方式也不尽相同，剖面的渗漏可以分为3 种：点漏、面漏及线漏。从结构角度出发，坡屋面坡顶的设计具有先天的排水优势，合理的排水坡度可以较好地将水流排出屋面。在这种优势条件下，为何还存在渗漏，究其原因，主要是施工企业防水观念薄弱，施工时疏于细节的管理，加之坡屋面构造层次较多，以及结构过于复杂等，最终导致屋面渗漏。

3.1 自身结构复杂

坡屋顶的结构设计较为复杂，形式多样。虽然4 层结构多道设防，但是，由于结构的交接面和细部节点较多，变坡处较多，增加了防水施工的难度。结构的复杂、屋面的变坡使各个受力面的受力情况各异，导致交接处会受到不同的外力，增加了结构设计计算的难度，如果计算出现偏差，就会使配置的构造钢筋无法满足该处板块的受力情况，因此，产生扭曲弯折，导致裂缝的出现，形成坡屋面漏水的现象。另外，对这些部位进行防水施工时，不同防水材料的性能差异造成了交接节点施工处理难度增加，加大了屋面渗水的概率。

3.2 材料原因

坡屋面采用现浇混凝土的施工方式，而由于其结构层次较多，层与层之间的黏结需要使用不同的结合层，涉及材料品种较多，因此，任一个环节和层次出现疏忽大意，都会对防水效果造成影响。而真正起到防水作用的材料，主要是钢筋混凝土的结构层、防水材料、屋面瓦以及防水砂浆等。

在混凝土的内部分布着大量的细小的孔隙，作为一种非均匀性的材料，混凝土的抗拉强度较低，因此，极易产生裂缝。而屋面受气候等环境影响较大，由于热胀冷缩的原理，在温度发生变化时产生温度裂缝。另外，屋面板长期裸露在外易发生变化，从而产生结构裂缝。这些裂缝极易形成渗水的通道。

施工时，对于防水材料的选择也很重要。当坡度比较大时，容易造成防水材料下滑的现象。而由于节点细部的防水卷材需要多面的搭接，较小的防水块材施工难度极高，极易造成施工质量问题。而有些屋面板交接面的变形较大，因此，需要施工防水加强层，并多次进行涂膜防水施工，但容易造成涂料流淌的现象，拖慢了施工的进度，同时，也难以保证加强层的厚度。

钢筋混凝土坡屋面的屋面瓦一般采用波形瓦，波形瓦的材质十分重要，由于材料本身存在沙眼裂缝及孔洞，极易造成渗水问题。另外，常年的日晒以及雨水的侵蚀，会使瓦片产生裂缝，降低了瓦片的防水能力。在施工过程中，如果瓦片整体铺设的接缝过多，会导致瓦片的整体性得不到保证，雨量较大时，雨水会顺着瓦片的接缝侵入，从而发生渗漏。

3.3 设计不合理

进行设计时，如果结构设计不够合理，考虑问题不够全面也容易造成渗漏。例如，进行钢筋的布设时，设计者仅考虑结构的承重问题，而忽略由于温度变化而产生的变形情况，会导致浇筑一定时间后，结构产生温度裂缝。另外，在施工过程中，如果不能进行规范的振捣和养护，也会产生收缩裂缝，使水泥砂浆与涂膜防水材料脱离、开裂，造成渗漏的产生。有些设计过度地追求建筑的美感及造型，泛水高度设计不合理，在低于防水高度的情况下，如果雨量偏大，瞬时积水高度过高，极易导致渗漏产生。在设计时，对于坡屋面变坡的交界处、老虎窗与屋面的连接处的受力情况估算不足，会造成钢筋的配置欠缺，进而导致板块支座弯矩应力降低而造成开裂，从而产生渗漏现象。

3.4 施工不合理

在施工过程中的操作与管理不当，会影响施工的质量，造成屋面渗漏。（1）在浇筑混凝土时未能很好地控制混凝土的坍落度，坍落度过大或过小，都会对施工造成影响。过小时，极易造成混凝土振捣不实；过大时，容易形成微小的孔隙，孔隙的连同会形成渗水通道。（2）施工时施工缝留设的位置不当。在屋脊、屋面变坡处、结构应力的转换处留设施工缝，则容易产生裂缝。（3）未能更好地进行细部处理。坡屋面的形式复杂，节点及交接面角度，因此，给混凝土的振捣以及钢筋的绑扎操作带来了困难，且这些细部都属于应力集中的区域，同时，屋面常会有天沟、下水管排风道等设施，如果处理不当，易引起渗漏。（4）施工过程中施工的方法以及采用的施工工艺不当也会导致防水层被破坏，从而产生渗漏的现象。例如，对坡度大于30°的屋面施工仍然采用地板支模的方法，会影响施工的质量；进行钢筋配筋时，负筋被压低，减小了抵抗弯矩，易造成混凝土板产生裂缝。

4 防止渗漏的控制方法

4.1 严格控制施工材料质量

混凝土坡屋面的施工涉及较多的建筑材料，建筑材料的材质会直接影响防水效果，因此，应当进行严格的控制，严禁不合格产品进场。坡屋面的施工涉及钢筋、水泥、保温材料、防水材料、波形瓦等材料。采购材料时，要进行严格的控制，要求材料的质量符合相关的要求及设计标准，同时，要具备出厂检验证书等相关的文件和证明。钢筋的选择上，一般采用直径为4 mm 的冷拔低碳钢丝，其间距保持在100～200 mm。水泥采用普通的硅酸盐水泥，并掺入适量的粉煤灰。由于屋面板的厚度较薄，且钢筋密度较大，骨料的选择采用10～20 mm 的碎石，含泥量控制在1%以下，细骨料含泥量小于3%。

为了提高混凝土结构层的防水功能，可以进行外加剂的添加。外加剂可以选择无机铝盐防水剂，它具有防水、膨胀、减水及缓凝的4 大功能。极大地提高了混凝土的致密性和强度，增强了混凝土的防水效果，一般加入水泥质量的3%便会达到预期的效果[1]。

在进行混凝土施工时，首先要进行配比试验，确定各原料的用量，并对搅拌时间进行严格的控制，水灰比控制在0.55 之内，水泥用量不少于330 kg/m3，并选择合理的坍落度。

对于保温材料的控制，主要是看材料的密度，聚苯乙烯板的密度应当不小于18 kg/m3。用于防水层施工的柔性防水卷材可以采用高聚物改性沥青卷材，刚性防水卷材可以采用水泥砂浆结合高分子防水涂料。

屋面波形瓦要选择尺寸规格合适、性能较好、接缝较小的波形瓦，保证在施工时扣口的严密。

4.2 加强施工管理，确保施工质量

在施工过程中，要加强施工管理，确保施工质量。进行模板和钢筋施工时，采用双面支模法，利用止水螺杆对双层模板进行加固。要对模板的支撑连接进行加强，使抗倾覆力矩增大，防止因浇筑屋面模板产生移动变形，防止混凝土漏浆等现象的发生。同时，对于避雷带以及水电管路等做好预埋处理，避免遗漏等问题。

在进行混凝土浇筑时，做好施工组织和管理工作，对混凝土的运输、搅拌以及浇捣进行合理的安排。进行混凝土浇筑时，从上向下进行逐层的浇筑，浇筑过程中设置500 mm 的挡板防止骨料滑落。浇筑应以屋脊为界，左右两边同时向中间进行浇筑。双面支模屋面的振捣，采用小型振动棒进行插振，振捣要按顺序进行，不要产生漏振。对于无法振捣的部位，可以采用板外以及人工的方式进行振捣。单面支模屋面的振捣，可以利用机械与人工敲打相结合的方式，自下向上进行，施工时注意振捣速度，同时，保证振捣次数在2 次以上[2]。

在施工过程中，应尽量减少施工缝的预留，实在无法避免时，应将施工缝设置在结构受力的最小部位。对施工缝继续进行混凝土浇筑时，首先要进行清理工作，用水清除干净之后再进行浇筑，新旧施工交接处应采用高标号的水泥砂浆。

进行防水层施工时，首先要保证基层的清洁，充分湿润后再进行施工。保证防水层施工的厚度在20 mm，水泥砂浆的比例在1∶3。另外，可以1 kg/m3的掺量掺入麻丝，并充分进行搅拌，防止出现开裂现象。找平层用铁抹子反复压实、压光，对于变坡处及交角等部位进行圆角处理，半径50 mm。

在进行屋面板的防水施工之前，要对屋面变坡交接处、老虎窗以及屋面连接处，墙身泛水、檐沟部位以及较为复杂的排水集中部位进行防水附加增强层施工，在接方处刷3 遍聚合物水泥防水涂料，涂刷范围宽300 mm，并利用玻纤布进行处理[3]。