一、建筑屋面渗水的主要原因分析
建筑屋面是经受雨水最直接、受水面积最大、最易积水的部位,坡屋面因坡度大而不易积水,相对而言渗漏比例较小,钢筋混凝土平屋面虽然结构简单,但存在许多渗漏隐患,要做好屋面防水首先须查清屋面渗漏的原因,才能对症下药。
屋面防水出现渗漏的原因是多方面的,主要有以下四种:①平屋面坡度较小,若排水设计不当,如遇大雨,屋面极易排水不畅造成表面局部积水,久之引起防水层损坏而渗漏;②屋面构造节点较多,封闭不严的可能性增大,如处理不当,常在这些部位发生渗漏;③一些防水材料经过风吹日晒雨淋,易老化变形,从而失去了防水作用,缩短了防水层的使用寿命;④因为混凝土屋面裸露在空气中,常年经受风吹日晒,使混凝土结构层产生因温度应力引起的变形,极易导致防水层产生裂缝而引起渗漏。
二、混凝土平屋面的排水设计
防水设计的第一步就是要做好防水设计方案的选择,既要合理设置排水路线,又要选择高效的防水材料防水。屋面排水设计主要包括三个方面:①屋面排水方案选择,排水坡度的确定。②屋面汇水面积的确定和落水管数量,管径计算。③与排水相关的构造措施设计。
三、钢筋混凝土屋面结构防水措施
在人们的思想观念中,较多强调柔性材料外防水技术,而忽略了钢筋混凝土结构自防水才是建筑物防水的根本,为此我们须建立防水的新概念,首先做好结构自防水,钢筋混凝土结构能做到不裂不渗,才能建立防水的永久防线,达到工程目标。
1.建筑裂缝是钢筋混凝土结构渗漏水的主要原因。钢筋混凝土建筑屋面的渗水与裂缝有着直接的关系,特别是建筑屋面,一年四季经受风吹雨打,温差变化极大,环境的恶劣使裂缝极易产生,而混凝土现浇屋面裂缝的出现是导致屋面渗水的最主要因素。混凝土建筑屋面出现裂缝,主要由于三方面原因引起:一是结构不均匀沉降引起屋面开裂;二是混凝土干缩和温度收缩引起;三是施工管理和质量问题。最主要的原因是混凝土在限制条件下的收缩,收缩分干缩、冷缩、早期塑性收缩与自收缩四种,当收缩变形超过混凝土极限延伸率时、或收缩产生的应力超过当时混凝土的抗拉强度时就开始出现裂缝。因温度、湿度变化引起混凝土干缩、冷缩、膨胀徐变等变形裂缝达到80%。裂缝造成的渗漏现象不容忽视。
2.在设计上应采取的措施。
2.1屋面板构造钢筋对于混凝土防裂抗渗很重要,结构设计经常忽略结构约束性质,从而产生构造性裂缝。所以配筋不仅要满足结构承载的要求,同时要满足混凝土正常使用的要求。通常应双层双向配置构造钢筋,间距不大于200mm。
2.2通过观察裂缝的产生,可以确定设计中的屋面板重点加强部位。最常见、最普遍和数量最多的是在屋面板的分离式配筋的负弯矩筋处以及角部放射筋未端或外侧发生45度左右的斜角处裂缝,其原因主要是混凝土的收缩特性和温差双重作用所引起的,而房屋屋面板的四周阳角部位由于受到纵、横二个方向墙或刚度相对较大的屋面梁约束,限制了屋面板混凝土的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,板面在配筋薄弱处首先开裂,产生45度左右的斜角裂缝。设计应对四周的阳角处屋面板配筋进行加强,负筋不采用分离式切断,改为沿房间全长配置,并且适当加密加粗。
2.3现代超长、超厚结构的不断增多也会增加结构的收缩变形,从而形成建筑裂缝。普通钢筋混凝土设计规范规定约每隔30米须设置沉降伸缩缝。缝内嵌填密封膏,缝上再加铺25cm宽二布三油压缝条,刚性防水层下满涂二度滑石粉做隔离层使刚性防水层可克服结构层的约束而自由伸缩。
3.施工中应采取的主要技术措施。
3.1加强平屋面上层钢筋网的有效保护措施。屋面上部钢筋在板中抗拉受力,起着抵抗外荷载所产生的弯矩和防止混凝土收缩和温差裂缝发生的双重作用,而这一双重作用均需钢筋处在上下有合理的保护层前提下才能确保有效。实际施工中,上部钢筋由于施工人员踩塌或振动棒的振捣易落至底部失去保护作用,故在施工中应设置垫块将上部钢筋垫起,纵横向的垫块间距限制在1米左右。
3.2预埋线管处的裂缝防治。多根线管的集中处,因截面混凝土受到较多削弱而引起应力集中,是容易导致裂缝发生的薄弱部位。线管在敷设时应尽量避免立体交叉穿越,交叉布线处可采用线盒,同时在多根线管的集中处宜采用放射形分布,尽量避免紧密平行排列,以确保线管底部的混凝土灌筑顺利和振捣密实。并且当线管数量众多,使集散口的截面混凝土大量削弱时,宜按预留孔洞构造要求在四周增设抗裂构造钢筋。
3.3加强对楼面混凝土的养护。混凝土的保湿养护对其强度增长和各类性能的提高十分重要。由于抢工期和浇水会影响施工放线及施工人员作业,因此屋面混凝土往往缺乏较充分和较足够的浇水养护延续时间。为此,施工中必须坚持覆盖麻袋或草包进行一周左右的妥善保湿养护,并建议采用喷养护液进行养护,达到降低成本和提高工效的目的。
4.从改善混凝土材料性能上来提高屋面防水效果。混凝土的结构自防水方法大致有二种,一种是骨料级配法,即以特定比例的砂、石、骨料级配来配制混凝土,以减少由于满足施工流动度所需要的水泥浆量,也就减少了用水量,以保证混凝土自身较好的密实度。第二种是混凝土中加入外加剂以改善混凝土的性能,应用外加剂是提高混凝土抗渗性的有效措施,主要是将减水剂、引气剂、氯化铁及三乙醇胺等外加剂掺入混凝土中以生成某些胶凝物质,堵塞毛细管路,改善孔结构,降低孔隙率或增加某些密实度来达到防水的目的,随着混凝土施工技术的进步,商品混凝土的普及,混凝土外加剂已逐步成为混凝土中不可缺少的部分。在外加剂品种中,除减水剂外,近年来发展较快、应用数量最多的当属混凝土膨胀剂了。膨胀剂在混凝土中的运用,可以使混凝土减少收缩或不收缩甚至产生微膨胀,补偿收缩混凝土,从而达到了抗裂的目的,解决了混凝土中由于混凝土收缩开裂而引起的渗漏水现象。而其他外加剂不能补偿混凝土的收缩。漏的前提是抗裂,把建筑屋面的裂缝控制在无害裂缝范围内,才能解决好结构防水问题。
四、结语
在屋面防水工程中,应从土建工程规划设计开始,就把整体工程的防水功能及要求认真考虑、科学设计,制定出切实可行的防水工程设计方案,结构防水应和建筑外防水相结合,材料防水和构造防水相结合,在施工过程中,土建工程施工与防水工程施工相互配合,治标兼治本,才能彻底解决屋面渗漏问题,形成行之有效的防水系统。
