宋杰平 董松山 耿龍輝 劉光偉
青建集團股份公司 山東 青島 266071
隨著物流、倉儲、加工、運輸等行業迅速發展,施工速度快、投資費用低、維護方便的單層工業廠房被越來越多地投入到建設中。單層鋼結構廠房一般依靠屋面鋪設的薄壓型鋼板防水,壓型鋼板拼接節點的滲漏問題一直是困擾施工單位的難題。
根據以往工程及青島港即墨港區(啟動區)一期和二期項目施工經驗分析,大致有兩方面的原因:一方面是鋼結構施工單位不是專業防水單位,對防水重視不夠,施工較為粗糙,節點部位處理不好,容易造成滲漏;另一方面是單層鋼結構廠房相關圖集更新較慢,目前主要引用的圖集為06J925-2《壓型鋼板、夾芯板屋面及墻體建筑構造(二)》[1],該圖集對一些細部節點描述不清楚或無節點做法,并且個別節點不適用于所有情況,而設計圖紙往往直接引用圖集,造成按圖施工操作上較為困難,容易產生滲漏。
本文以即墨港區(啟動區)項目單層鋼結構廠房為對象,對易滲漏的主要節點部位進行深化分析和現場樣板試驗,從施工工藝上保證不出現滲漏,解決了拼接節點部位滲漏的問題[2]。通過優化圖集做法,方便工人操作,加快了施工進度,減少了維修,取得了較好的技術經濟效益,并通過研究得出了出屋面結構通用收口和墻面萬能收邊等多個新型施工方法。
青島港即墨港區項目共有4個倉庫,均為單層單跨鋼結構門式鋼架(圖1),屋面主檁條采用Z形檁條,墻面檁條采用Z形或C形檁條。鋼結構屋面板上層為厚0.6 mm的YX66-394-788型鍍鋁鋅壓型鋼板,底層板為厚0.5 mm的YX15-225-900型鍍鋁鋅壓型鋼板。鋼結構墻面板的外板為厚0.6 mm的YX28-205-820型鍍鋁鋅壓型鋼板,內板為厚0.5 mm的YX15-225-900型鍍鋁鋅壓型鋼板。雨棚上板為厚0.6 mm的YX28-205-820型鍍鋁鋅壓型鋼板,底板為厚0.5 mm的YX15-225-900型鍍鋁鋅壓型鋼板。外墻底部高90 cm以下部分砌筑蒸壓加氣混凝土砌塊。

圖1 單層鋼結構廠房布置示意
鋼結構拼接節點較多,防水施工難度大。由于鋼結構墻面和屋面全部通過壓型鋼板拼接而成,屋脊、山墻陰陽角、采光板、出屋面結構以及門窗洞口等節點均屬于薄弱部位,防水施工難度大。
目前使用的圖集個別節點做法適用范圍小,且個別節點處理未考慮壓型鋼板波峰波谷的影響以及現場實際情況,施工操作難度大。
薄壓型鋼板拼接處易受力變形閃縫,鋼結構圍護施工過程中人員走動密集,平面拼接節點處受外力作用變形更大,單純依靠打膠封閉易發生變形開裂。
1.3.1 施工方法選擇
總體按照順水流搭接的原則,各收口節點按照陰角折邊上翻、陽角包裹下翻以及平面卷邊咬口連接,并在搭接處采用防水鉚釘加密固定的方法。
對圖集做法中施工操作困難的節點進行優化,如屋脊兩側屋面板采用折邊上翻、屋面風機至屋脊處采用橫向鋪板疏導水流、門窗兩側采用萬能收邊等。
在小型出屋面結構周邊設置托板增大受力面積以防止踩踏變形而造成打膠開裂。
1.3.2 項目的研究及實施過程
首先按照設計圖紙和圖集要求對鋼結構屋面和墻面板進行深化排板,再按照設計圖紙及圖集節點要求進行收口收邊和節點細化。然后針對設計圖紙及圖集不明確或無詳細節點的問題,按照陰角折邊上翻、陽角包裹下翻的原則進行優化,并及時與設計單位確認。最后對設計圖紙及圖集明確的,但現場實際操作困難且易出現滲漏的節點進行優化,如屋面風機分水板和門窗側邊U形收口等節點做法,優化后的節點做法既滿足設計圖紙及圖集要求,又方便現場施工。針對小型出屋面結構無法折邊收口且易受力變形造成滲漏的問題,通過增大屋面板受力面積來防止因施工過程中踩踏而造成的屋面變形。
圖紙深化完成并經設計方確認后,按深化圖紙加工制作,現場施工前針對每一個節點進行交底并先制作樣板,然后按照檢驗合格的樣板大面積展開施工。現場施工過程中應嚴格控制施工順序及施工質量,盡量避免造成成品損壞,重點檢查鋼板搭接寬度及正反、陰陽角折邊收口高度及正反等是否符合要求。為防止搭接部位變形,所有平面搭接部位采用防水鉚釘加密固定并設置鋼墊板。鋼結構墻面和屋面施工完成后應進行淋水試驗,檢驗是否滲漏。
針對鋼結構廠房墻面和屋面面板施工“節點多、易變形、修復困難”的特點,結合圖集及以往工程的施工經驗,提出了總體按照順水流搭接,各收口節點按照陰角折邊上翻、陽角包裹下翻,平面搭接部位采用防水鉚釘加密固定的方法,方便現場管理人員和施工人員理解和操作。
對圖集中要求不明確、無詳細做法但容易滲漏的部位進行分析研究,如小型出屋面結構周邊收口易因踩踏變形而造成打膠開裂滲漏,外天溝底部陰角處大風天氣易進水滲漏。通過研究及實踐,提出了在出屋面結構收口壓型鋼板底部焊接厚鋼板,增加受力面積以防止壓型鋼板變形,外天溝底部陰角處墻面板制作時高出天溝底板或加設角板擋水,施工操作簡單,防水效果好。
對圖集中明確但不易操作的節點做法進行分析研究,如圖集中要求風機上口采用分水板引導水流、屋脊采用Z型鋼擋水以及門窗兩側采用U型鋼收邊等節點做法。結合現場實際情況,提出了風機上口采用壓型鋼板橫向引導水流、屋脊處壓型鋼板折邊上翻、門窗洞口兩側萬能收邊的節點做法,這些做法制作安裝方便,防水效果好。
針對平面或立面鋼板拼接處易變形滲漏的問題,通過分析其原因,提出了在拼接處焊接方管或角鋼,鉚釘直接固定在方管或角鋼上,變柔性固定為剛性固定,防止拼接處受力而造成變形滲漏。
鋼結構廠房墻面和屋面面板施工順序為:深化排板加工運輸→現場測量放線→天溝安裝→屋面面板施工→墻面門窗洞口收口板施工→屋面收口板施工→墻面面板施工→屋面風機側邊及屋脊蓋板施工、墻面窗邊萬能收邊→屋面風機及門窗安裝→門窗收邊及屋面拼接處打膠密封→淋水試驗。
3.2.1 深化加工運輸
單層鋼結構廠房墻面和屋面板加工制作前須按設計圖紙要求進行深化排板,深化排板主要有2個方面:一是確認顏色、板長及不同板型規格數量;二是優化設計及圖集節點做法,方便施工操作及節省費用。板材運輸前應事先規劃運輸路線、檢查現場施工條件和確定材料堆放位置。
3.2.2 測量定位、放線
根據現場已完成主次鋼構進行定位放線,定位放線依據為排板圖,確定不同顏色和規格的板材擺放位置和數量,并確定板材是否需要裁剪,墻面板提前在加工廠進行裁切。
3.2.3 墻面和屋面板鋪貼
墻面板鋪貼主要通過鉚釘固定,根據圖集要求,鉚釘固定間距≤250 mm,板材運輸、存放和安裝過程中應使用專用工具,安裝過程中輕抬輕放,安裝固定時確保拼縫嚴密。若鋼板出現變形應及時糾正,無法糾正的及時更換。
屋面板鋪貼主要通過卷邊咬口連接,建議使用360°卷邊咬口連接,使用180°卷邊咬口連接時要保證咬口連接質量。屋面板鋪貼要注意打板方向和施工要求鋪貼方向一致,如果有采光板,兩側應設置卷邊咬口鐵片,板型和屋面板一致。
3.2.4 主要收口節點處理
鋼結構墻面板和砌體墻交接處的處理:先保證收口板平面內高外低。然后將收口板向上折邊,折邊高度5 cm以上,折邊板上翻嵌到外板內側。收口板搭接處采用防水鉚釘加密固定并打膠封閉(接口處內襯角鋼或方管固定),每個部位防水鉚釘固定不少于3個,節點處理如圖2所示。

圖2 墻面板和砌體墻交接處收口做法示意
門窗周邊收口做法:門窗上口做帶滴水槽收口板,并向上折邊5 cm嵌到墻板內側。窗下口做向下折邊收口板。窗側邊如果按照圖集做法,收邊遇到波峰時外墻板易產生不匹配的情況,導致收邊效果較差,經優化后采用萬能收邊的做法,即先采用U形板包住窗側邊檁條,然后將外墻板鋪至和窗側邊齊平,再采用斜U形收邊件固定于窗側,遇到波峰時將自由斜邊扳到波峰外側,然后固定;遇到波谷時將自由斜邊向內壓下和波谷緊密連接固定,然后將頂部收邊件寬出窗側收邊件2~3 cm,窗側萬能收邊件頂在頂部收邊件下部打膠封閉,防止上部水流進入窗側收邊件內部,如圖3~圖5所示。

圖3 墻板洞口上下口收邊

圖4 門窗洞口側面收邊

圖5 窗頂收邊
雨棚和墻面板交接處收口做法:雨棚和墻面板交接處做向上折邊25 cm的收口板嵌到墻板內側。雨棚下口尤其是牛腿處墻板高出雨棚底板,防止大風暴雨天氣雨水進入牛腿處縫隙內。雨棚兩側收口板應包至頂板波峰內側,如圖6、圖7所示。

圖6 雨棚收邊側立面示意

圖7 雨棚收邊正立面示意
屋面天溝和屋面板搭接處處理:檁條露明式屋面底板置于天溝板上方,在屋面底板和天溝板之間設置橡膠堵頭,并打發泡劑及打膠封閉密實。屋面外板伸入天溝不小于100 mm,并向下折邊30°。
外天溝底部陽角和陰角處理:外天溝女兒墻轉角處設置順水流角板滴水,設置在墻板外板內側和底板封板外側。外天溝底部封板和墻板外板交接處設置順水流角板,可以將角板水平段設置在天溝底部水平封板內側,豎直段設置在墻板外側,也可以將墻板設置高出天溝底部水平封板,這樣角板均可在外側,觀感效果較好,如圖8所示。

圖8 外天溝底部收邊
天溝和女兒墻交接處及女兒墻壓頂板拼接處理:天溝板插入女兒墻內板內側,固定牢固,將上部水流引至天溝內。女兒墻頂部設置蓋板,蓋板外高內低,蓋板兩側向下彎折,設置在內外墻板外側,和兩側墻板搭接長度不小于50 mm,如圖9所示。
鋼結構屋面風機周邊收口做法:首先計算風機底座尺寸和風機基礎封板完成尺寸,保證風機底座能夠扣到風機基礎上,再用防水鉚釘從側面固定。然后使風機基礎豎板和屋面頂板交接處朝向屋脊一側并均在風機外板內側設置。風機基礎朝向屋脊面設置通長分水板,將水流引至兩側流走,如圖10所示。

圖10 屋面風機收口做法示意
采光板和鋼結構屋面板拼接:采光板短邊兩側設置卷邊咬口鐵片,同兩側屋面板進行卷邊咬合,出屋面結構再與屋面板相交處處理,即在出屋面結構和屋面板相交處周邊設置墊板,外板落到墊板上,然后打膠固定嚴密,防止踩踏變形滲漏,如圖11、圖12所示。

圖11 出屋面構件立面示意

圖12 出屋面構件俯視示意
通過在青島港即墨港區(啟動區)項目的研究實踐,二期工程全面運用了本技術方案,通過多次暴風大雨的檢驗,所有嚴格按照本方案進行施工的部位均未出現滲漏,得到了建設單位的認可。
1)通過在青島港即墨港區(啟動區)兩期工程上研究應用單層鋼結構防滲漏施工技術,補充了鋼結構圖集中不明確或者施工操作困難的節點做法,且操作簡單,加快了施工進度,有效降低了滲漏維修成本,經濟效益顯著。
2)通過本技術方案處理的出屋面結構收邊節點做法,補全了圖集上出屋面結構不采用防水施工的節點做法,和圖集風機收邊節點做法相比,防水效果更好,且加工制作和現場施工操作簡單,具有較好的推廣價值。
3)采用本技術方案處理窗側收邊,適用于墻板波峰和波谷,并且加工制作簡單,安裝方便,避免了圖集要求的加工制作、安裝均較為困難的問題,且有效防止滲漏,能夠減少維修費用以及加快工期。