建筑工程屋面结构开裂渗漏防治案例

1、案例二十：建筑工程中屋面(楼板)结构开裂、渗漏及处理分析1.案例背景南方沿海城市某公园项目的配套会所为三层多层框架结构，总建筑面积13000平方米，其中3号楼地下一层，1-3号楼地上三层，1号楼和3号楼的屋顶为主屋顶，空白交付给房屋。1#楼屋顶面积1500，4月13日中旬封顶。顶板拆除后，出现大面积不规则网状裂缝，有渗漏现象(如图3.1所示)，檐槽侧壁和底部也有较多渗漏现象。1#楼屋面浇筑时间为晚上11: 00至次日凌晨4: 00。由于场地有限，西部只设置了一台混凝土输送泵。当日气温10 18，北风3级。浇注完成后，薄膜没有及时覆盖固化，有大量脚印。屋顶结构很冷。图3.1屋顶裂缝和渗漏有许多裂

2、缝和收缩裂缝是常见的。浇筑后第二天下午，用于楼梯间和通风口结构施工的屋面材料将转移至屋面进行施工。2#楼屋顶面积900，5月13日初封顶。一半的区域属于高模板范围(模板高度从8米到12米不等)。拆模后，顶板出现一些裂缝和渗漏，裂缝主要出现在高大模板上。2#楼屋面浇筑时间为晚上11: 00至凌晨1: 00，浇筑时天气为小雨。大雨倾盆而下。虽然及时采用覆膜，由于雨季屋顶维护效果更好，但表面修整工作没有完成。3#楼屋面面积1500，结构于6月13日初封顶。模板拆除后，屋面板基本无开裂和渗漏。2#楼屋顶拆除后，3#楼的支撑架队伍将由附近施工现场的优秀队伍替换，浇筑前需对屋面板实施起拱和检查加固措施。屋

3、面浇筑时间为中午2:00-下午5: 00，采用两台输送泵同时浇筑，浇筑顺序应符合施工中避免冷缝的原则。浇筑完成后，将指派专人牵引平板振动器，并将混凝土原浆压实以收集表面并找到斜坡。之后，塑料薄膜将完全覆盖固化14天。在固化过程中，屋顶不会装载大型或重型材料。1号楼和2号楼封顶后，正值当地梅雨季节，对发现的裂缝和渗漏进行了三轮以上的检查和灌浆修补(图3.2)，以提高结构的自防水性能。2.影响分析图3.2顶板注浆封堵图(1)1 #和2#楼屋面开裂、渗漏的灌浆修补和压顶处理费用总计约25万元，造成资源的巨大浪费；(2)由于许多细小的混凝土表面裂缝没有渗漏的迹象，所以在不进行灌浆修补的情况下，这些裂缝

4、被暂时确定为非渗透性裂缝，并且随着荷载的增加或混凝土的膨胀和收缩，长期的表面裂缝可能发展为渗透性裂缝，从而对屋顶造成较大的渗漏风险。预计后期工程的维护费用将大幅增加，裂缝的存在将极大地影响结构的耐久性。(3)由于屋面工程工序多，且位于整个工程进度的关键线上，屋面结构裂缝和渗漏的检查和修补将继续直接影响屋面保温、防水等工序的进度。为满足室外工程进度和后期开园节点目标，按计划时间拆除垂直运输机械，用汽车吊完成屋面工程材料的转运，导致屋面工程材料转运签证数量大幅增加，屋面施工工期进一步延长。(4)公园的开放节点实际上是选择性开放。事实上，由于俱乐部大楼屋顶施工不完整和大量材料堆放在现场等多种因素的综

5、合作用，俱乐部大楼的建筑质量很差A.模板安装未按方案及相关规范进行到位，且安装过程或模板安装的整体刚度不利于楼(屋)结构混凝土早期防裂。a)模板支撑基础薄弱或不均匀受力产生不均匀沉降。特别是2#楼高支模基础尚未完成，基础用素土夯实，用模板和木方覆盖。立杆立在这种软弱地基上，在加载楼板或遇到意外荷载时，由于地基局部不均匀沉降，模板支撑容易产生轻微沉降，但这种小沉降足以导致混凝土在终凝前产生裂缝；b)虽然结构柱是在楼板之前浇筑的，但由于采用了扫地杆来提高模板支撑的整体刚度，特别是高模板支撑，使得支撑框架的整体刚度缺乏抵抗水平应力或干扰的能力，因此水平和垂直支撑缺失。特别是在混凝土终凝前，楼板容易受

6、到事故的干扰，如重型建筑材料过早集中放置在楼板上，或塔吊放置材料时对楼板的冲击过大等。c)楼板模板施工完成后，支撑架未调整，大跨度面板和梁的起拱未按规范要求进行，或局部顶进处于松弛状态。由于早期混凝土的抗压能力远大于其抗拉能力，拱起后的板面能保证其底部混凝土处于水平受压或小水平受拉状态，有利于防止开裂。然而，由于混凝土底部处于水平拉伸状态，楼板底部的裂缝很容易由意外荷载因素引起。B.混凝土材料控制不当也是屋顶开裂的主要原因之一。a)不合理的混凝土配合比不利于屋面混凝土早期裂缝的防治。1#楼屋面浇筑时间为一天内温度由低变到最低的时间。浇注后，沿钢筋方向的某些表面会形成规则的垂直和水平小裂缝。分析

7、原因是混凝土水泥用量过大，即早期水化热过大，覆盖、保温、养护等措施导致混凝土表面不到位，混凝土表面抗拉强度不如快速冷缩产生的拉应力高。然而，屋顶层更厚，木模具具有更好的隔热性。水化热的增加导致混凝土底部和中部温度升高，形成具有内部膨胀趋势的压应力。由于内外温差大，处理措施不当造成的应力差大，混凝土表面容易产生温度裂缝。b)浇筑1 #楼屋面时混凝土的坍落度相对较小。在施工过程中，工人在现场给混凝土罐车加水，以便于操作。现场拌水严重影响混凝土的强度，尤其是早期强度的提高，不利于防止早期开裂。而且由于含水量的增加，随着水分的蒸发，很容易造成混凝土表面形成干缩裂缝。c)由于空间有限，1号楼屋顶浇筑只能

8、设置一台输送泵，浇筑时间长，混凝土供应不连续。屋面浇筑完成后，表面可以看到几个清晰的施工冷缝，屋面混凝土的施工冷缝将成为较大的渗漏点。C.屋面开裂和渗漏的主要原因之一是施工工艺失误或不到位。a)大面积屋面浇筑未严格按照计划规定的组织和顺序进行，导致施工中形成冷缝。有些部分和结构，如楼梯和檐槽，需要在板面整体浇注顺序之前浇注。由于提前浇筑的部位过多，时间控制不准确，混凝土供应不及时且连续，几个结合面的前混凝土已初步凝固。b)混凝土振动不密实，势必造成结构渗漏，尤其是d)屋面混凝土浇筑完成后，初凝前，表面未进行一次浆处理，进行二次抹面和打磨，因此早期混凝土的表面张力和一些温度和干缩裂缝无法消除，这

9、种早期裂缝可能进一步发展。1号楼浇筑完成后，未进行二次抹面和抹面工作，浇筑刚完成时，2号楼屋面突然由雨转为大雨，导致二次抹面和抹面工作未进行。此外，1号楼和2号楼没有发现结构性斜坡，雨后屋顶有很多积水的地方，加剧了渗漏。e)养护工作不及时有效，屋面混凝土表面温度损失和失水过快，导致表面出现更多冷缩和干缩裂缝。D.成品保护不足是屋顶板大部分贯穿裂缝的主要原因。过早加载和上述原因的组合，如支撑框架安装不当和混凝土表面形成裂缝，将导致表面渗透性裂缝的形成。A) 1#楼屋面浇筑在此完成，在材料上时间太早。浇筑完成后的第二天早上，屋顶上到处可见较多脚印，脚印深度为1 2厘米，表明工人、人员和施工机械设备

10、等。为了便于施工，所有的混凝土都通过了初凝。b)浇筑完成后第二天下午，1 #楼用塔吊将屋面楼梯等结构施工所需材料吊至屋面。此外，材料的放置没有考虑混凝土浇注时间。由于1号楼混凝土浇筑时间长达5小时，部分区域达不到集中堆载的条件，且塔吊在浇筑材料时对地面有较大的冲击荷载。(2)间接原因不合理的设计会导致屋面结构的不良甚至渗漏。a)三栋建筑的天沟沿外墙内侧为一圈下沉的天沟，断面为50厘米和60厘米。天沟侧壁水量大，空间狭窄(仅10厘米厚)，无法保证混凝土振捣密实，拆模后天沟侧壁渗漏严重。天沟内的大量竖向结构需要在屋面板之前浇筑，这给屋面施工中的冷缝控制带来了困难。b)上人屋面设计无女儿墙，沿天沟内

11、侧墙(10cm厚)顶部设计变化增加玻璃栏杆。由于更换后预埋件没有保留，需要用地脚螺栓将栏杆柱固定在屋顶结构板上。在后期，屋顶渗漏检查发现栏杆柱根部有渗漏迹象。屋顶浇筑的时间和天气的选择对防止开裂至关重要。a)1 #楼和2#楼的屋顶都是在深夜建造的。工人们在深夜工作时很累。各方面的监督都不够。浇筑时温度与混凝土温差大，不利于控制温度裂缝等。由于屋面防裂防渗漏的详细要求，夜间浇筑施工难以实施。b)不利天气，如1号楼屋面浇筑时温度低，2号楼屋面浇筑时下雨，对屋面施工质量有一定影响。G.管理不善是屋顶开裂和渗漏的主要间接原因。a)对于防止屋面渗漏的重要性，在思想上没有足够的重视。施工初期没有防止屋面开

12、裂和渗漏的保障系统。b)在了解如何防止屋顶开裂和渗漏方面存在一些不足和弱点。c)从施工组织的混乱中可以看出，组织协调不到位。d)施工人员素质不统一，反映了早期选择供应商存在的问题，以及在此过程中未形成检查和淘汰机制。4.吸取的教训A.为防止屋(楼)面结构的开裂和渗漏，支撑架的安装质量应保证新浇混凝土不会因不足而开裂b)对于屋面支撑架扫地杆必须双向全拉，水平和垂直剪刀撑必须按要求设置到位。对于大型模板支撑，应保证整体刚度和水平抗扭措施。在先前浇筑完成的墙柱上应设置一定数量的抱箍，以提高支撑架的整体稳定性。c)屋面混凝土浇筑前，必须根据相关规范调整支撑架的顶撑并拱起。顶撑的调整应从梁端或板边缘向中

13、间进行。b .供应质量和数量良好的混凝土是确保地板，特别是屋顶不开裂的先决条件之一。a)结合屋面浇筑环境，优化混凝土配合比。在较低温度下浇筑屋顶时，应尽可能降低混凝土的早期水化热。在保证强度的前提下，可以通过添加适量的外加剂来减少水泥用量或延缓混凝土的凝固。b)在保证混凝土和易性和便于浇筑施工的前提下，应尽可能减少用水量，避免因固化过程中水分蒸发而产生干缩裂缝。杜绝工人在现场向混凝土加水，并对浇筑屋面的全过程进行监督。c)混凝土应连续供应，以避免施工期间因等待材料而出现冷缝。浇筑施工前应做好充分的沟通和组织，不能满足混凝土供应时，不得进行屋面浇筑。C.好的技术或措施可以弥补大部分客观缺陷，避免

14、渗漏，如屋面浇筑时环境恶劣，如温度低，混凝土供应不及时或质量缺陷等。a)大面积板混凝土浇筑时，连接应在原混凝土初凝前完成。楼板标高以下需要提前浇筑的部分构件，如楼梯、檐沟侧墙等，应在混凝土供应充足的前提下进行，提前时间不应超过混凝土初凝时间。预先浇筑的构件的顶标高不应高于板的底标高，浇筑时应避免多开花，以免冷缝无法连接。b)浇筑和等待材料时，应对接缝表面进行适当处理，可有效防止开裂和渗漏。初凝前，应及时在原混凝土中加入新材料，可采用人工铲的形式进行。当原混凝土初凝时，应清除连接面上的松动石块，并使光滑表面变粗糙。浇注新材料时，应保证界面上有足够的砂浆渗透到原混凝土中，否则应刷或浇透原混凝土，以

15、增强连接面的有效结合。c)房屋(地板)表面的贯穿性裂缝主要是由早期表面裂缝发展而来，而早期裂缝主要是温度或收缩裂缝。因此，做好表面混凝土的二次收集工作，可以有效消除内外应力差和温差引起的混凝土表面裂缝。混凝土浇筑和粗平后，应使用平板振动器进行充分拖拉，以确保密实度，提高结构的自防水性能，同时确保混凝土表面没有过多的骨料影响二次表面收集。二次表面收集应使用带有磨盘和刀盘的抛光机进行两次。表面收集时间不宜过早，宜用手指按压混凝土使其下沉1-2厘米。d)结构找坡能有效消除屋面结构面积水。大多数裂缝渗漏现象是由于长期积累的水的渗透造成的，这种渗透是无法消除的。因此，良好的屋面结构找坡可视为提高屋面结构

16、自防水能力的又一有效保证。e)屋面的维护应本着保温、节水的原则。完成二次表面收集后，屋顶应完全覆盖薄膜，并保持14天以上。D.面板上混凝土的渗透裂缝大多b)在追求进步的过程中，工地经常忽略后续堆放对板表面开裂的影响。在板坯浇筑完成后的一定时间内，合理规划后续施工材料的堆放：浇筑完成后，应对后续施工进行现场交接，包括浇筑时间和成品保护的相关要求；材料的堆放位置不应在板的中间，尽量选择浇筑时间较长的梁柱节点。有防水要求的面板和屋面，在强度达不到抗裂要求之前，不得在塔吊卸载过程中集中堆放或承受冲击荷载。E.在图纸审查阶段加强对薄弱防渗漏接头的检查和优化，以备不时之需。a)对于天沟的优化，如果内侧墙可以由10厘米厚改为15厘米厚，既能保证振动压实，又能有效解决轨柱地脚螺栓的固定问题，从而减少更多的渗漏点。或者，如果初步图纸到位，可以考虑将檐槽和栏杆的内侧