凍害造成的建築物開裂滲漏及治理技術
發布時間:2014-08-09
1.工程概況
河南省科技情報研究所3號樓始建於1998年,4層框架結構,屋麵承重結構采用現澆
鋼筋混凝土,主要用作紙件期刊閱覽室和紙件圖書儲藏室。
2003年以後,該樓發生了一係列變化,主要表現在如下幾個方麵:
(1)與屋麵承重層交接處的外牆四周產生了1~10mm寬窄不同的橫向裂紋,環切四麵牆體。
(2)與外牆裂紋對應位置的四麵內牆均未產生裂紋。
(3)春夏秋冬、無論陰晴,與北麵一側外牆裂紋對應位置的內牆,常年處於嚴重潮濕狀態;室內頂棚上與北牆相距約60cm處安裝的燈泡常年滴水,致使地麵水泥粉刷層出現凹坑。
(4)屋麵坡度,北高南低,單麵排水,而隻有北牆常年潮濕,其它三麵牆均無
滲漏現象。
2.裂紋與
滲漏原因分析
為找到建築物開裂和
滲漏的原因,消除安全隱患,維護建築物的正常使用功能,河南省科技情報研究所邀請相關方麵的專家、教授分別對該工程進行實地考察,得出兩種截然不同的開裂
滲漏原因和不同的治理方案,分述於下。
2.1 膨脹機理
以某高校土木工程係組成的高校教授組認為,屋麵現澆
鋼筋混凝土板膨脹是導致外牆開裂的主要原因,其理由如下:該建築雖為框架結構,但屋麵結構層以上的女兒牆是磚砌結構,女兒牆沒有受到
鋼筋混凝土框架的束縛。春夏秋冬、氣溫不同,屋麵現澆板產生膨脹和收縮。在夏季,氣溫較高,現澆
鋼筋混凝土banxiangsizhoupengzhang,zaipengzhanglizuoyongxia,zhuanqijiegounverqianghekuangjiajiegouqiangtizaijiaojiechuchanshenghengxianghuanqieliewen。qiangtisizhoukailiehou,yushuishunzheliqiangshangdehengxianghuanqieliewenjinruqiangti,daozhiqiangtichaoshi。
2.2 凍害機理
以河南建築材料研究設計院有限公司和鄭州市建委組成的專家組不同意2.1所述的膨脹機理,並主張凍害是導致建築物開裂
滲漏的主要原因,否定和主張理由如下:
2.2.1 反駁膨脹機理的理由
(1)膨脹機理認為牆體先開裂後
滲漏,雖然能解釋夏季雨水通過牆體裂縫浸濕牆體的現象,但不能解釋冬季下雪造成的室內頂棚和牆體
滲漏,因為外牆上沒有積雪,水從何處來?沒有水源,怎麼產生
滲漏?
(2)水從牆體裂紋進入建築物浸濕牆體,不能解釋“春夏秋冬、無論陰晴”,牆體和頂棚燈泡常年均處於嚴重的潮濕、滴水狀態。在降雨過程中,進入牆體的雨水雖然有可能潤濕牆體,但進入牆體的水量不可能使建築物外牆常年處於潮濕的狀態;也不可能導致室內頂棚上安裝的燈泡常年滴水。
2.2.2 凍害是導致建築物外牆開裂
滲漏的主要原因
(1)
防水層失效是發生開裂
滲漏的首要原因
該屋麵結構組成,由下至上依次是現澆
鋼筋混凝土板、保溫層、找平層、SBS改性瀝青
防水卷材層。通過仔細查看
屋麵防水層發現:
(1)
屋麵防水層多處開裂;
(2)
防水層與女兒牆的泛水處,
防水層與基層多處脫開;
(3)屋麵積水嚴重;
(4)
卷材防水層在女兒牆凹槽內的收頭未用密封膠密封,凹槽也未用水泥砂漿填平;
(5)女兒牆壓頂未作任何防水處理,且水泥砂漿粉刷層已經出現開裂;
(6)SBS改性瀝青
防水卷材並非真品,而是一道3mm厚的複合胎卷材,同期施工的2號樓
防水層已經更換2年,這道
防水層應該在2年前已經失去防水功能。根據實際工作經驗,上述原因能造成屋麵產生嚴重的
滲漏。
(2)水的流經、凍害的發生與外牆
滲漏
由於屋麵板是整體現澆,沒有施工縫和變形縫,且現澆板澆築質量高,防水性能較好,雨水、雪水沒有直接
滲漏到室內。透過
防水層的雨水、雪水積聚在屋麵保溫層中,保溫層孔隙率高、rongshuijiaoduo,shibaowencengzhongjuyoufengfudeshuiyuan。dangjinrubaowencengdeshuizugouduoshi,shuiyanxianjiaohunningtubanxiangsizhoukuosan,youyubaowencengdexishuixingjiaoqiang,shuixiangsizhoukuosandesuduhuanman、時間持久。
xianjiaobansizhoujiazaikuangjiajiegouqiangtishang,xianjiaobanwaiduanshishuinishajiangwaiqiangfenshuaceng,shijishigongguochengzhong,fenshuacenghexianjiaobandeshigongshijianxianggejigeyue,daozhixinjiuhunningtuzhijianjiehebulao,bingchanshengxiweidekongxi,congxianjiaobanshangliuchudeshuiyuanyuanbuduandijinrugaikongxizhong。
夏季進入上述孔隙中的水直接潤濕牆體;冬季白天進入上述空隙中的雪水直接潤濕牆體,殘餘的的雪水晚上結冰。我們在《水的物理性質與
建築防水》(《中國
建築防水》2006的期)一文中,推算出水從液態變為固態的過程中,體積膨脹約9%,對空隙四周產生200Mpa的壓力,如此大的壓力可以開山劈石,足以導致牆體粉刷層開裂。
四(si)麵(mian)牆(qiang)體(ti)均(jun)有(you)裂(lie)紋(wen),說(shuo)明(ming)保(bao)溫(wen)層(ceng)中(zhong)在(zai)冬(dong)季(ji)曾(zeng)經(jing)有(you)過(guo)豐(feng)富(fu)的(de)積(ji)水(shui),雪(xue)水(shui)從(cong)現(xian)澆(jiao)板(ban)四(si)周(zhou)向(xiang)外(wai)溢(yi)出(chu),溢(yi)出(chu)的(de)雪(xue)水(shui)結(jie)冰(bing),在(zai)同(tong)一(yi)時(shi)期(qi)內(nei)對(dui)板(ban)端(duan)外(wai)的(de)粉(fen)刷(shua)層(ceng)產(chan)生(sheng)有(you)害(hai)膨(peng)脹(zhang),導(dao)致(zhi)橫(heng)向(xiang)環(huan)切(qie)裂(lie)紋(wen)的(de)產(chan)生(sheng)。
富的雨水、xueshuichucunzaibaowencengzhong,qiexiangsizhouhuanmanerchijiudikuosan,liyingzaochengsizhouqiangtichangnianjunchuyuyanzhongdechaoshizhuangtai,erxianshiqingkuangshizhiyouchuyuwumianpodushangyoudebeimianqiangtichansheng
滲漏,而其它三麵牆體均沒有
滲漏。主要原因是混凝土現澆板並不水平,北麵稍低,盡管通過保溫層、找平層使屋麵由北向南排水,但
屋麵防水層失效後,水進入保溫層並通過現澆板向北竄流,造成北麵牆體常年處於潮濕狀態。
我們曾認為,隻有北麵牆體
滲漏的另一個原因是該地域降雨時總伴隨有西北風,雨水被風吹到牆體上,從開裂的縫隙內進入牆體。雖然自然現象和
滲漏現xian狀zhuang支zhi持chi這zhe一yi觀guan點dian,但dan從cong下xia述shu的de治zhi理li效xiao果guo中zhong可ke以yi看kan出chu,通tong過guo牆qiang體ti裂lie縫feng進jin入ru牆qiang體ti的de水shui,不bu足zu以yi浸jin透tou牆qiang體ti,同tong時shi也ye支zhi持chi了le我wo們men認ren為wei的de水shui是shi從cong現xian澆jiao板ban上shang流liu入ru牆qiang體ti這zhe一yi觀guan點dian。
(3)內牆沒有開裂的原因
外牆粉刷層厚度通常隻有15~20mm,而牆體厚度至少有240mm,dangshuijiebingpengzhangshi,fenshuacengshiboruohuanjie,shouxianbeizhanglie。fenshuacengbeizhangliehou,jiebingkongxiyalixiaochu,buhuiduijiegouqiangtizaochengpohuai,suoyigaijianzhuwuneiqiangmeiyoukailie,jiegoubucunzaianquanyinhuan,meiyoubiyaozuo
結構加固。
(4)頂棚常年
滲漏的原因
頂棚燈泡處常年滴水,與外牆開裂沒有關係,造成滴水的原因是在安裝燈泡、布設暗線的過程中,將混凝土頂棚擊穿,保溫層中豐富的積水常年順著燈泡滴入室內,致使水泥砂漿地麵粉刷層被滴成凹坑。
通過上述分析,凍害機理能完全解釋該建築物上發生的所有開裂、
滲漏現象,當屬正確的開裂
滲漏機理。
2.3 兩種機理的區別
膨脹機理要點:
(1)開裂發生在夏季;
(2)開裂原因是
鋼筋混凝土現澆板膨脹;
(3)開裂在先、
滲漏在後;
(4)修複辦法:
結構加固。
凍害機理要點:
(1)開裂發生在冬季;
(2)開裂原因是進入牆體中的水結冰膨脹;
(3)
滲漏在先、開裂在後;
(4)修複辦法:治理
滲漏。
盡jin管guan雙shuang方fang均jun沒mei有you觀guan察cha到dao開kai裂lie的de發fa生sheng過guo程cheng,但dan在zai自zi然ran科ke學xue發fa展zhan過guo程cheng中zhong,人ren們men曾zeng假jia設she了le許xu多duo理li論lun來lai解jie釋shi自zi然ran現xian象xiang,能neng解jie釋shi自zi然ran現xian象xiang的de假jia設she,被bei我wo們men稱cheng為wei定ding律lv、定理、原理,不能解釋自然現象的假設,不能成為定理。
膨脹機理不能完全解釋牆體、頂棚的
滲漏現象,現澆混凝土屋麵板膨脹導致該建築物外牆開裂
滲漏的假設不成立。
凍害機理科學、合理地解釋了該建築物上發生的全部開裂
滲漏現象,水結冰膨脹導致建築物外牆開裂
滲漏的假設成立,是正確的技術分析並被河南省科技情報研究所采納。
3.治理維修技術
由於該建築物外牆的開裂是由屋麵
滲漏造成的,因此維修
屋麵防水是解決外牆開裂
滲漏的關鍵。在維修方案中,根據河南省科技情報研究所的經濟承受能力,我們仍采用一道SBS改性瀝青
防水卷材。SBS改性瀝青
防水卷材的
施工工藝比較成熟,本文不再重複,但對本次施工中的關鍵技術作如下陳述。
3.1同一施工麵的
防水層保持整體性
我們在《試論
建築防水的四大板塊》(《中國
建築防水》2006年第11期)和《試論
防水層應具備的性能》(2006年第12期)中強調了
防水層應保持整體性的重要性,並主張把水落口、排氣管等作為
屋麵防水層的一部分,使水落口、排氣管等和
屋麵防水層成為一體。在本次工程維修中,這一觀點得到徹底貫徹執行,卷材的搭接寬度不少於80mm,搭接處熔融卷材並擠出1~2mm塗蓋油,所有搭接縫用熱融型SBS改性瀝青
防水塗料封閉,寬度不少於20mm;卷材和水落口、排氣管滿粘,除用附加層加強外,最上層用熱融型SBS改性瀝青
防水塗料封閉,覆蓋卷材在該處過多的接縫。
3.2 不同施工麵的
防水層順水搭接
我們在《試論
建築防水的四大板塊》一文中強調同一板塊不同施工麵的
防水層之間采用順水搭接,這一觀點在本工程中也得到徹底貫徹執行。該建築女兒牆蓋頂未做滴水線(槽),也(ye)未(wei)作(zuo)任(ren)何(he)防(fang)水(shui),且(qie)出(chu)現(xian)開(kai)裂(lie)。不(bu)僅(jin)能(neng)導(dao)致(zhi)水(shui)潤(run)濕(shi)牆(qiang)體(ti),而(er)且(qie)水(shui)順(shun)著(zhe)女(nv)兒(er)牆(qiang)上(shang)的(de)裂(lie)紋(wen)流(liu)入(ru)現(xian)澆(jiao)板(ban),造(zao)成(cheng)水(shui)在(zai)現(xian)澆(jiao)板(ban)上(shang)竄(cuan)流(liu)。為(wei)此(ci),我(wo)們(men)采(cai)用(yong)SBS改性瀝青
防水卷材在女兒牆蓋頂上做
防水層,並在蓋頂內側立麵下延20mm,代替滴水線,使女兒牆上的水直接滴落到
屋麵防水層上,避免水順著女兒牆下流。女兒牆內側立麵也作
防水層,並和女兒牆蓋頂
防水層、
屋麵防水層形成順水搭接。
3.3 SBS改性瀝青
防水卷材采用點粘技術
我們在《防止SBS
防水卷材零延伸斷裂的
施工技術》(《中國
建築防水》2006年第9期)中介紹了基層開裂30~40mm,SBS
防水層不被拉斷的
施工技術,在本次工程中繼續采用。該屋麵舊
防水層和屋麵基層已經基本完全分離,處於空鋪或點粘狀態。該屋麵基層局部空鼓高約200mm,空鼓麵積約5m2,盡管基層變形很大但該處舊
防水層未被拉斷,再次證明了空鋪、點粘對防止
防水層零延伸斷裂具有重要的意義。舊
防水層上沒有重物覆蓋,處於空鋪或點粘狀態的舊
防水層並沒有被風揭走,說明負壓風力並不大,在該建築上采用點粘
施工工藝完全可行。
konggudezhaopingcengliyinggenghuan,danweikonggudezhaopingcengyebeidongsui,zheyiweizhexuyaogenghuanquanbudezhaopingceng,weijieyueweixiujijin,womenjuedingbugenghuanzhaopingceng,baoliushiqufangshuigongnengdejiu
防水層,在舊
防水層上直接點粘SBS
防水層。新舊
防水層點粘在一起,不僅提高了
防水層抵抗零延伸斷裂的能力,同時增加了
防水層的重量,提高了
防水層抵抗負壓風力的能力。
3.4卷材收頭加強密封處理
該工程中,女兒牆上留有凹槽,供封閉卷材收頭使用。但凹槽內水泥砂漿粉刷極不平整,造成原
防水層收頭不嚴密,
防水層施工完畢,凹槽也未用砂漿抹平,上述現象是造成卷材收頭
滲漏的主要原因。為加強收頭防水,我們拆除了女兒牆上原泛水
防水層,重新做
卷材防水層,用熱融SBS改性瀝青密封膠填平卷材收頭和基層之間縫隙,達到密封收頭的效果。最後,用水泥砂漿抹平凹槽,將卷材收頭壓固在凹槽中。
4 治理效果
該工程
防水層維修部分於2006年9月完工後數日,外牆開裂尚未維修時,即遇到50mm/h強降雨,30min內河南省科技情報研究所門前街道被完全淹沒,倒灌到院內的積水達20cm深,該單位多位領導冒雨檢查維修質量,均未發現
滲漏。自維修完畢至今,曆經嚴冬酷暑及多次雨雪天氣,也未發現任何
滲漏,維修後的外牆裂紋未出現再開裂現象。維修治理效果再次證明了我們對外牆開裂
滲漏原因分析定位準確,製訂的維修方案和施工要點科學合理。