以工程实例为鉴:倒置式屋面渗漏根源探寻及维修处置良策研究

关键词:倒置式屋面;渗漏原因;维修施工工艺;工程实例

本文以北方某商品房住宅小区倒置式屋面工程为实例,详细阐述了倒置式屋面与正置式屋面的结构差异及倒置式屋面的优势与问题。通过分析该小区屋面在交付前后出现的严重渗漏情况,深入剖析了渗漏原因,包括平屋面上反梁与过水洞设置不当、泡沫混凝土质软吸水率大、未设置排汽孔、保温层上覆塑料膜以及防水层被破坏等方面。针对这些原因,提出了具体的维修施工工艺,包括排除积水、设置排汽措施、基层处理、铺贴防水卷材等步骤,并强调了防水施工的注意事项。最后得出结论,为后续倒置式屋面的设计和渗漏维修施工提供参考。

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一、引言

屋面结构依据防水层与保温层的位置关系,可分为倒置式屋面和正置式屋面。正置式屋面将防水层设置在保温层上方,而倒置式屋面则把所有防水层置于保温层下方。倒置式屋面具有构造简化、施工便捷、节省造价以及能有效延长防水层耐用年限等显著优势,因而在实际工程中得到了广泛应用。然而,由于其防水层处于保温层下方这一特殊构造,倒置式屋面的防水效果极易受到交叉施工和结构裂缝的影响,并且一旦出现渗漏问题,维修难度极大。若一次施工不到位,后期屋面便会频繁出现问题。本文以实际工程案例为依托,深入探讨倒置式屋面发生渗漏问题的具体原因、后期维修施工方案的技术要点以及质量控制措施等,旨在为后续倒置式屋面的设计和渗漏维修施工提供有价值的参考。

二、工程概况

北方某商品房住宅小区,总用地面积达12万m²,建设用地面积约10万m²,总建筑面积为20万m²。其中,住宅部分建筑面积13.8万m²,其他商业配套面积6.2万m²。该项目由31幢10层住宅楼和3幢3层商业楼(下设1层地下室)组成。项目屋面采用倒置式屋面做法,具体构造层次从下至上依次为:现浇钢筋混凝土楼板、泡沫混凝土找坡层、水泥砂浆找平层、2层交叉层压膜改性沥青自粘防水卷材、石墨聚苯板保温层、PE薄膜、细石混凝土面层。具体构造如下:

  1. 40厚C20细石混凝土捣实压光,内掺防水剂且内配钢筋Φ6@500双向;

  2. 满铺0.4厚PE膜一层;

  3. 165厚模塑石墨聚苯板保温层;

  4. 1.5厚交叉层压膜改性沥青自粘防水卷材;

  5. 水泥砂浆找平层;

  6. 按2%坡度向地漏或女儿墙侧排位置进行泡沫混凝土找坡,随打随抹平(最薄处30厚);

  7. 现浇钢筋混凝土楼板清扫干净;

  8. 防水层;

  9. 岩棉板防火隔离带;

  10. 过水洞;

  11. 反梁;

  12. 30厚建筑保温砂浆。

三、项目顶层渗漏情况

该商品房住宅小区在项目交付前,屋面就已出现不同程度的渗漏现象,顶层渗漏率达到20%。针对这一渗漏问题,相关单位组织进行了局部渗漏点维修,此阶段维修仅采用高压注浆法。然而,项目交付后,经雨后排查发现,有48户顶层出现渗漏,渗漏率高达49%,渗漏问题十分严重。为避免影响业主入住后房屋的正常使用,相关单位根据渗漏现场照片,逐一分析可能的渗漏原因,并给出了具体维修方案。由于倒置式屋面的特性,屋面顶板渗漏后很难精准查找到渗漏点,所以交付前仅对发现的渗漏点进行了户内维修(注浆),并未从根本上解决屋面渗漏问题。项目交付后,经雨后检查发现顶层渗漏率反而上升,且部分房屋的渗漏点发生了移位。为彻底解决渗漏问题,对部分屋面进行破拆,发现屋面防水卷材上面的保温层及防水卷材下面的发泡混凝土内均存在大量积水。

四、渗漏原因分析

倒置式屋面渗漏问题往往较为复杂,经综合研判分析,该屋面渗漏原因主要包括以下几方面:

4.1 平屋面上反梁、过水洞设置不当

该项目内置天沟与平屋面之间设置了上反梁,过水洞则设置在反梁中部。过水洞沿整个屋面四周设置于上反梁中部,由于过水洞标高过高,未按照“防排结合”的防水设计原则考虑平屋面完成面以下积水的排水路径,导致保温层中的积水无法有效排除。同时,平屋面内部反梁众多,形成了天然“蓄水池”,虽然有防水卷材包裹,考虑了防水,但日积月累之下,“池中水”难免会穿透防水层形成漏点。

4.2 泡沫混凝土质软、吸水率大

该项目屋面找坡层采用泡沫混凝土进行找坡处理。与普通混凝土相比,泡沫混凝土具有更高的孔隙率和非常低的密度,在建筑物的内外墙、楼板、柱子和补偿地基等建筑结构和施工中应用广泛。然而,目前泡沫混凝土技术尚未完全成熟,存在一些不可忽视的缺点,例如强度不够、容易开裂、极易吸水等。该项目屋面找坡层材料使用的正是泡沫混凝土,最厚处达30cm,最薄处为3cm。项目屋面施工恰逢夏季雨季,多雨且工期紧张,再加上泡沫混凝土存在上述致命缺点以及施工管理不到位,导致找坡层中残留大量水分未及时排出便进行下道工序施工,为后续渗漏的发生埋下了隐患。

4.3 未设置排汽孔

屋面排汽孔可以排除构造层中的潮汽,防止因屋面保温层含水汽过多,导致时间长了保温效果下降、冬季低温时冻胀等问题。而该项目在设计阶段未考虑设置排汽孔。由于没有排汽孔,防水卷材以下泡沫混凝土中的施工水分和防水层破损后进入的水分无法有效排出。雨后防水卷材上部积水增多、压力增大,导致泡沫混凝土中水分渗入室内,表现形式为雨后顶板潮湿但不见明水。根据JGJ 230—2010《倒置式屋面工程技术规程》中5.1.6条,倒置式屋面保温层中可不设置排汽系统,而本工程的泡沫混凝土类似保温层,是否设置排汽系统应根据工程实际情况进行确定。显然,本工程应设置屋面排汽孔。

4.4 保温层上覆塑料膜

在本屋面中,出于节能方面考虑,保温层上覆0.4mm厚聚乙烯膜一层。但保温层上覆聚乙烯膜会造成水汽蒸发困难,使屋面防水层、保温层长期处于潮湿状态,易降低防水、保温效果。

4.5 防水层被破坏

防水卷材被破坏的原因主要有两个方面。一方面,泡沫混凝土内的积水及防水卷材层以上的积水经历北方寒冬冻融循环后(当地寒冬最低气温达 - 15℃),会对防水层造成不同程度的破坏。另一方面,在完工的卷材防水层上进行后续施工,未采取有效的成品保护措施,造成防水材料局部破损,是否修补没有相关记录,管理措施缺失,遗留渗漏隐患点。

五、维修施工工艺

5.1 排除保温层中积水、晾干

在落水口附近剔凿、切割约1000mm×700mm混凝土面层、聚苯板保温层,直至防水层以上,但不得损坏原防水层,以便排除保温层内积水。

5.2 排除泡沫混凝土积水、晾干

保温层积水排除后,局部拆除防水层,排除泡沫混凝土内的积水。采取必要措施,保证局部拆除防水层后,雨后不出现渗漏以免影响业主在维修期间的使用。根据积水情况,在防水层标高较低部位,用抽水、海绵吸等方式排除泡沫混凝土内的积水,并尽可能延长晾置时间,使水分充分挥发。

5.3 设置排汽措施

  1. 排汽管安装:屋面积水排净后,安装双层排汽管。下层排汽管排除泡沫混凝土内水汽,上层排汽管排除原防水层与新做防水层间水汽。下层排汽管固定后,做节点防水层并与原防水层相连,粘接牢固;上层排汽管与新做防水层进行防水节点处理,增设附加层,防水层高度高于完成面350mm以上。

  2. 排汽管处理:排汽管下部打成花管,外缠无纺布,不得堵塞排汽孔,上部与大气联通,保证排汽畅通,可做成弯头形状,以防雨水倒灌。

  3. 安装要求:排汽管安装过程中,不得损坏原防水层,同时排汽管设置位置优先选择屋面上反梁围合区域中心部位。

5.4 基层处理、剔除柱立面保温层

  1. 基层处理:对局部起鼓、开裂的基层进行打磨、修补处理,保证防水基层平整、坚实、干净,满足防水施工要求。

  2. 剔除保温层:剔除墙、柱的饰面层、保温层至原防水层,剔除高度不小于屋面完成面350mm,剔除时注意保护原防水层,修补破损部位以便与新做防水层交圈。

5.5 铺贴防水卷材

在原屋面完成面面层,整体设置4mm厚SBS改性沥青防水卷材 + 1.5mm厚非固化橡胶沥青涂料复合防水层,上返完成面以上350mm(平面采用非固化防水涂料,立面采用高粘抗滑防水涂料),卷材收头机械固定后用密封膏密封处理。详细施工工艺流程如下:

  1. 喷(滚)涂配套基层处理剂:采用高压清洗机或长柄滚刷将配套基层处理剂喷(滚)涂在已处理好的基层表面,喷(滚)涂应均匀不露底。喷(滚)涂完毕,达到干燥程度后应及时进行防水施工,以防施工基面被污染,同时已喷(滚)涂基层处理剂的基面未隐蔽前,现场应严禁烟火。

  2. 非固化涂料加热与熔融:检查配套加热设备,接通电源。将铁桶开盖后,放入配套脱桶器加热,3min后取出,将桶内非固化涂料膏体倒入溶胶机中进行导热油快速加热。待非固化涂料由固体转化为胶黏状液体时,即可取出使用或直接转入喷涂机使用。

  3. 节点加强处理:阴阳角、立柱根部、过水孔等,采用“一布两涂法”作防水加强处理,其中涂料采用高粘抗滑防水涂料,厚度1.5mm。立墙涂层也采用高粘抗滑防水涂料,高度大于350mm,以便铺贴防水卷材。

  4. 弹线、定位:根据屋面形状、坡度等情况确定卷材铺贴方向。卷材整体铺设方向宜平行于屋脊,局部檐沟、天沟部位,卷材宜顺檐沟、天沟方向铺贴。确定转角搭接控制线后,以该线为起始线,依次向外平行弹线。为保证卷材搭接宽度不小于100mm,平行弹线间距不得大于900mm。

  5. 试铺防水卷材:在基层表面展铺防水卷材,释放卷材内部应力;根据短边错缝搭接原则,按弹线位置对卷材进行定位和裁切。相邻两幅卷材短边错开长度不小于500mm;裁切完毕后,将卷材从两端向中间均匀收拢成卷状,保持原位待铺。

  6. 涂料施工:平面部位人工刮涂或机械喷涂非固化橡胶沥青防水涂料;立面、柱面采用高粘抗滑防水涂料,以保证立面粘结强度。非固化涂料出料温度宜控制在120~150℃。刮涂施工时,倒取适量涂料于基层,使用橡胶刮板左右刮涂并逐步向后推进;前后两道涂料应交圈,交圈宽度不小于50mm。非固化涂料固体含量高,为一次成膜涂料,成膜后需立即滚铺卷材;应熟练掌握操作工艺,保证一次施工达到设计厚度。无论人工刮涂或机械喷涂,加热升温限值均严禁超过非固化橡胶沥青防水涂料闪点温度(标准闪点温度为180℃)。立面、柱面采用高粘抗滑防水涂料,涂刷两道,间隔4 - 6h,厚度1.5mm以上,干燥后再铺贴卷材,以保证立面粘结强度。

  7. 非固化涂料复合铺贴SBS改性沥青防水卷材:铺贴工作由两位操作人员协作完成,操作要点包括:①卷材铺贴与涂料喷涂(或刮涂)应同步或保持一定距离,保证在涂料冷却前卷材与涂料有效粘接;②操作人员应根据与相邻卷材的搭接宽度控制卷材滚动路径,确保搭接宽度,保证卷材铺贴平整顺直;③搭接处理可随卷材滚铺同步进行,也可待本幅卷材滚铺完毕后再进行;④应对卷材底面进行适当加热,方法为操作人员手持液化气喷枪,枪头距卷材面30 - 50cm,左右往复移动烘烤卷材底面,至其下表面PE膜融化、沥青层微微融化时,及时滚动卷材,趁热压实、排气,使卷材与涂料充分紧贴。

  8. 卷材搭接:相邻卷材搭接缝应采用本体预留搭接边热熔搭接,搭接宽度100mm。由操作人员手持小压辊,由内向外以垂直卷材长边方向边压实边向前移动。搭接缝搭接质量以溢出均匀顺直的5 - 8mm熔融沥青为合格标准。矿物粒料或片料影响粘贴时,应烘烤并用热熔推杆或热熔铲按压作沉砂处理后再行粘结。

  9. 压实排气:与非固化涂料初步粘贴的卷材应进行压实、排气,以保证卷材、涂料、基层三者紧密粘贴,防止空鼓。

  10. 过水孔防水处理:过水孔各个侧面、顶面都必须做防水处理,新做防水层与原防水层交圈接茬,包括与外檐沟原防水层满粘、密封牢固。该部位涂料采用高粘抗滑防水涂料与热熔卷材,由专人负责施工处理。

  11. 收口处理:防水层收头高度不小于屋面完成面350mm,大面防水层施工完毕后,应对卷材端头采用压条 + 膨胀螺钉机械固定,压条宽度25mm、厚度1mm,材质为铝合金,膨胀螺钉固定间距300mm,收口用建筑密封膏密封处理。

  12. 质量检查:整体施工完毕后,应对防水层表观质量、搭接质量、局部节点处理等项目进行检查,如发现有质量缺陷,应立即修补。

  13. 恢复保温层及饰面层:恢复屋面立面、柱面的保温层及饰面层。

5.6 防水施工注意事项

  1. 由于防水层为外露屋面,屋面夏季温度较高,女儿墙等立面部位防水层易滑落,因此需采用高粘抗滑防水涂料粘贴卷材防水层,并进行固定与收头密封处理。

  2. 鉴于屋面保温层为聚苯板,属易燃材料,防水施工应制定严格的防火措施,配备消防器材。

六、结论

基于该倒置式屋面渗漏问题的分析及维修方案的应用,得出以下结论:

  1. 倒置式屋面不适合用于冬季屋面结冰的地区,因为屋面构造层内进水会造成严重的冻融破坏。

  2. 屋面设计需严格遵循“防排结合”原则,屋面反梁布置严禁形成“井”字型,以免排水受阻。建议屋面不设置过水洞,同时屋面尽量使用抗渗混凝土,做结构找坡。

  3. 倒置式屋面防水层以下的工序尽量避免在雨季施工,不能规避的,应采取有效的排水措施,同时尽量使用外挂天沟,慎用内置天沟。

  4. 实际工程中应提高对屋面防水体系的重视程度,在图审阶段提出合理化建议,规避渗漏隐患,在施工过程中应重点关注防水施工质量、防水层成品保护问题。

通过本文的研究,希望能为倒置式屋面的设计和施工提供有益的参考,减少屋面渗漏问题的发生,提高建筑工程的质量和使用寿命。


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