屋面后置式設備基礎與整體式復合防水施工技術

高云杰 曲 揚 陳 波 王文晉 吳德寶 陳 敏

中建八局第三建設有限公司 江蘇 南京 210046

建筑工程項目中，屋面工程的滲漏水一直是工程施工中難以避免的痛點和難點，傳統的屋面工程防水層做法普遍存在施工工效低、過程質量控制難、滲漏隱患大以及使用壽命短的問題，尤其是設備基礎繁多的屋面，單獨處理設備基礎的防水節點需要消耗大量的人力物力，大大降低施工工效；同時單純靠防水卷材施工的防水層普遍存在空鼓、脫落、竄水、耐久性差以及滲漏點排查困難等問題，因此迫切需要一種新的施工技術解決上述問題[1]。

1 工程概況

西交利物浦大學太倉校區項目位于江蘇省蘇州市，項目由7幢“U”形教學樓單體、2幢圓形教學樓單體和1座體育館多功能廳組成，建筑面積27.25萬 m2，項目整體效果如圖1所示。其中屋面工程主要包括“U”形大屋面和圓環形屋面，屋面面積達6.12萬 m2。屋面設備基礎和出屋面結構眾多，造型獨特、構造復雜，防水薄弱節點多，滲漏隱患大，施工難度非同一般。屋面分布如圖2所示。

圖1 項目整體效果圖

圖2 屋面分布

2 技術原理及特點

2.1 整體式大面積鋪貼卷材

原理：設備基礎采用后置式做法，設備基礎不與結構板相連，施工完成后的屋面結構板無設備基礎，為防水卷材鋪貼提供了大面積整體式的作業面，直線段鋪貼長度可達60 m，曲線段鋪貼長度可達10 m，單個屋面減少了設備基礎防水處理節點約1 200個。

特點：此做法排除了設備基礎對防水卷材鋪貼速度的影響，減少了大量的設備基礎處防水處理薄弱點，極大提升了屋面防水層的施工工效，有效地保障了屋面防水層的整體密閉性，進而大大減少了面層積水從薄弱節點處下滲導致屋面滲漏水的隱患。

2.2 優勢互補的復合防水層

原理：采用高分子膜基防水卷材和非固化蠕變型橡膠瀝青防水涂料組成復合防水層。高分子膜基防水卷材是在PCM強力交叉膜的上表面或上下表面涂一層具有蠕變功能的橡膠瀝青自粘材料，再覆以硅油防粘隔離膜制成。PCM強力交叉膜采用交叉疊壓技術，較普通薄膜具有更高的抗拉強度、大的延伸率、好的耐撕裂性、高的抗沖擊性、穩定的尺寸、優異的耐候性和耐腐蝕性；非固化蠕變型橡膠瀝青防水涂料是以橡膠、瀝青、軟化油為主要組分，加入溫控劑與填料混合制成的在使用年限內保持黏性膏狀體的防水涂料，因此具有優異的蠕變性能、黏結性能。二者結合使用形成了優勢互補、強強聯合的復合防水層做法，現場施工時先行攤鋪熱熔狀態的非固化蠕變型橡膠瀝青，緊接著鋪貼高分子膜基防水卷材，使二者緊密結合，共同受力、共同變形[2]。

特點：傳統的熱熔型、自粘型、濕鋪型等卷材普遍存在較為突出的缺點，熱熔型的卷材需使用明火，存在較大的安全隱患且難以控制卷材加熱的火候，對工人操作水平要求較高；自粘型和濕鋪型卷材常常因基層問題或者環境因素導致黏結效果較差，卷材層下方容易出現空鼓，一旦出現滲漏則到處竄水，無法判定具體滲漏點，給后期維修帶來巨大困難。采用本工程所述的復合型防水層，能夠有效避免上述問題，高分子膜基防水卷材和非固化蠕變型橡膠瀝青防水涂料性能相似、優勢互補，具有優異的溫度適應性、自愈合性、延伸性能、耐化學腐蝕性和耐老化性能。與空氣長期接觸后不固化，始終保持黏稠膠質的特性，能夠避免因基層開裂應力傳遞給防水層而造成的防水層開裂、疲勞破壞或處于高應力狀態下提前老化等問題。同時，蠕變性材料的黏滯性使其能夠很好地封閉基層的毛細孔和裂縫，解決防水層的竄水難題。

2.3 設備基礎后置做法

原理：在屋面結構板大面積卷材施工完成后進行設備基礎的彈線定位，在防水層上鋪設保溫板時將設備基礎位置空缺預留下來。設備基礎鋼筋籠提前在后場加工完成，避免在現場加工時工人操作失誤而破壞防水卷材；綁扎剛性保護層鋼筋網片時同步吊放設備基礎鋼筋籠，使二者綁扎連成整體，增強其整體性和穩定性。設備基礎混凝土澆筑分2次進行，第1次與剛性保護層同時澆筑，將設備基礎澆筑至與保護層同一標高，待保護層達到上人作業條件后，第2次支模進行剩余混凝土澆筑成形，如此可以避免采用一次澆筑方案時模板無法支設或者支設時需要破壞卷材的問題。

特點：傳統的設備基礎與屋面結構板相連，存在定位偏差大、調整困難、影響防水層施工等問題。采用設備基礎后置于卷材之上的做法，可以在后場提前加工設備基礎鋼筋籠，施工時直接吊放在預定位置再分次澆筑混凝土即可，既能節約工期、提高工效，又可以靈活調整，滿足工程創優創獎的要求，同時設備基礎與剛性保護層連接成為整體，埋置深度達到設備基礎高度的1/3，抗傾覆和整體穩定性有保障，能滿足各類設備的安裝需求。

3 工藝操作要點

3.1 屋面板基層處理

基礎處理主要包括2個方面。一方面是基層的修補，陰角要做補角處理，將原有的直角采用防水砂漿補成圓弧角，陽角則進行打磨去除棱角，便于卷材與基層黏結密實，同時凸出板面的混凝土塊要鏟平，凹陷處、麻孔等應用砂漿批嵌補平。另一方面則是基層的清理，清理分為三步進行：第一步，人工采用掃把進行大顆粒粗糙式清理，將整個屋面的垃圾、雜物以及大顆粒混凝土塊等集中堆放后吊運至地面；第二步，采用掃地機沿屋面長度方向逐排清掃，主要清掃屋面泥土、浮漿等細小顆粒；第三步，采用鼓風機從屋面一端向另一端進行全斷面的吹掃，將屋面板的灰塵全部吹掃干凈。處理完的基層平整度能保證防水涂層與基層全面接觸，同時確保防水層鋪貼密實無空鼓，達到堅實、平整、清潔、干燥的要求。防水涂料及卷材層施工前組織基層驗收，驗收合格后進入下一道工序。

屋面基層處理干凈后，要在防水工程施工前進行結構淋水試驗，采用分片分區淋水試驗，持續淋水不小于2 h，觀察屋面結構是否存在滲漏點。若不存在漏點，可繼續下道工序施工；若存在滲漏點，應及時用聚氨酯或其他的防水材料進行修復，修復后屋面不再滲漏時，方可進行下一道工序。

3.2 非固化蠕變型橡膠瀝青涂料施工

涂料層施工的關鍵點為涂料厚度的控制，涂料層厚度采用雙控法，即“網格法”和“齒板法”。

1）“網格法”。施工前根據設計要求的涂料層厚度和涂料單桶質量計算出每桶涂料可以涂刷的面積，在基層上彈出網格線，每個網格面積即單桶涂料所涂刷的面積。選定網格一角作為涂料傾倒位置，在相鄰兩邊固定2 m鋁合金直尺作為封邊，防止涂料隨意擴散，從一角開始攤鋪至整個網格面。“網格法”如圖3所示。

2）“齒板法”。涂料攤鋪采用帶圓齒的刮涂工具，利用齒高控制涂料厚度。根據設計涂料厚度的2倍取值，選用齒高3～5 mm齒板，緩慢刮推，利用非固化蠕變型瀝青防水涂料低流動性能自動攤平成形，能夠快速準確控制每個部位的防水涂料厚度，不會出現厚薄不一的現象。圓齒刮筒如圖4所示。

圖4 圓齒刮筒

非固化蠕變型橡膠瀝青涂料施工前應進行基層含水率檢驗，即在晴天中午選取一塊約2 m2的卷材貼在基層上，2 h后若卷材下有明顯水漬，則說明基層含水率不達標，此時防水工程暫不可施工，需繼續等待基層含水率達標驗收后，方可進行下道程序。

非固化蠕變型瀝青涂料施工由專業班組進行施工，施工前先小面積試涂，經檢查驗收合格后才能大面積展開。涂料的加熱必須采用專業的電熱熔加熱器，不得采用明火加熱法，加熱溫度嚴格控制，避免過度加熱。

3.3 高分子膜基防水卷材鋪貼

高分子膜基防水卷材的鋪貼緊跟非固化蠕變型橡膠瀝青涂料層進行，即刮涂一段鋪貼一段。大面積卷材施工前先進行附加層的施工，屋面的落水口、出屋面管道根部、女兒墻陰陽角、天溝等處先刮涂1 mm厚的蠕變型橡膠瀝青防水涂料加強處理，然后鋪貼寬度為50 cm的附加層卷材，涂料層寬度要比卷材寬度多出5 cm，確保附加層卷材鋪貼密實牢固。

附加層施工完成后進行大面積卷材鋪貼，大面積施工時涂料層的施工面積超出卷材層的施工面積不大于20 m2，避免涂料層施工面積過大、涂料冷卻過早導致卷材與涂料層黏結不牢。鋪貼卷材應平整順直，不得扭曲、皺折，由低向高緩慢滾鋪，鋪貼時3人配合操作，2人控制卷材的滾鋪方向，確保不偏不移，一人在卷材后方負責壓輥碾壓密實，不得出現空鼓。

卷材搭接部位的接縫口用蠕變型橡膠瀝青防水涂料封嚴，平行于排水溝的方向卷材搭接縫為順流水方向，即“上壓下”；搭接寬度≥80 mm；同一層卷材相鄰2幅卷材搭接縫應錯開，錯開間距≥500 mm，搭接寬度≥80 mm。卷材搭接及錯縫如圖5所示。

圖5 卷材搭接及錯縫示意

3.4 設備基礎定位

在保溫板鋪設前，根據深化完成后的設備基礎圖紙，在已完成施工的防水卷材上面進行設備基礎位置的彈線定位，用記號筆或油漆將設備基礎輪廓位置標識清楚，便于鋪設保溫板時將設備基礎位置進行空缺預留，為下一步安放設備基礎鋼筋籠做準備。

保溫板鋪貼前綜合考慮屋面設備基礎、風井、排煙井的位置，設計好保溫板的鋪設布局，盡量確保整板鋪貼，排列緊密，且連續進行；當保溫板需要裁切時，邊角要順直、整齊，保溫板之間拼縫要密實，相鄰兩板面高度一致。板與板間之間要錯縫、擠緊，不得有縫隙。若因保溫板裁剪不方正或裁剪不直而形成縫隙，應用擠塑板條塞入并打磨平。

3.5 設備基礎鋼筋籠及保護層鋼筋安裝

設備基礎采用預先在后場綁扎鋼筋籠的形式，提前在鋼筋加工場按設計圖紙綁扎好，保溫板鋪設完成后直接吊放到預留位置，在安裝剛性保護層網片時將鋼筋籠與網片鋼筋一起進行綁扎固定，以加強其整體性及穩定性。鋼筋網片搭接長度不小于一個網格長度，網片遇伸縮縫位置斷開，網片下設置與保護層混凝土同強度等級的混凝土墊塊，鋼筋安裝示意如圖6所示。

圖6 鋼筋安裝示意

3.6 第1次混凝土澆筑

設備基礎如果一次澆筑成形則需要吊模施工，需設置固定點來固定模板，但設備基礎下方是防水卷材層，設置固定點勢必會對卷材造成破壞，同時一次吊模也難以保證設備基礎的成形質量，存在極大的滲漏風險和返工風險。因此，考慮將設備基礎分2次澆筑，即先澆筑保護層混凝土，待強度達到上人條件時在保護層混凝土面進行支模澆筑剩余設備基礎混凝土，既避免了吊模施工帶來的滲漏隱患，同時也確保了設備基礎的成形質量。

第1次混凝土澆筑時首先進行設備基礎位置混凝土澆筑，先將預留凹槽位置與保溫板澆平，澆筑時安排專人復核設備基礎鋼筋籠的位置是否有偏移，如有偏移及時采取措施糾偏。待所有設備基礎位置凹槽澆平后進行大面積保護層混凝土的澆筑，振搗采用平板振搗器，設備基礎位置安排專人進行插搗密實。振實后隨即用刮尺按排水坡度刮平，終凝前用鐵抹子壓光。混凝土澆筑完成后及時養護，養護時間不少于7 d。第1次混凝土澆筑后效果如圖7所示。

3.7 第2次混凝土澆筑

待剛性保護層混凝土強度達到1.2 MPa，即達到上人作業條件時開始對外露設備基礎鋼筋進行調整，并將新舊混凝土接觸部位進行鑿毛處理，符合要求后進行支模，模板支設要順直，驗收合格后進行設備基礎混凝土的二次澆筑。澆筑時安排專人看模，確保模板不變形不跑位，同時采用插入式振搗棒將基礎混凝土振搗密實，確保成形質量。達到拆模條件后拆除側模，并將設備基礎保濕養護7 d。設備基礎成形后效果如圖8所示。

4 結語

為解決西交利物浦大學太倉校區教學區項目屋面工程施工過程中的一系列難題，通過采用后置式設備基礎做法，減少了大量的防水處理節點，有效地保障了屋面防水層的整體性能，大大減少了面層積水從薄弱節點處下滲，進而導致屋面滲漏水的隱患；通過采用性能相似、優勢互補的高分子膜基防水卷材和非固化蠕變型橡膠瀝青防水涂料形成復合防水層，共同受力、共同變形，解決了防水層開裂、疲勞破壞或處于高應力狀態下提前老化以及防水層的竄水難題，防水效果良好，為本工程節帶來了良好的社會與經濟效益。