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1、案例XX：建筑工程屋面（樓板）結構開裂、滲漏與治理分析1. 案例背景南方沿海城市某公園項目配套會所建筑，為三棟多層框架結構，總建筑面積1.3萬平米，僅3#樓地下一層，13#樓地上均為三層，1、3#樓為上人屋面，毛坯交房。1#樓屋面面積1500，于13年4月中旬封頂，屋面板拆模后出現大面積的不規則網狀裂縫且裂縫均有滲漏現象（如圖3.1）,天溝側壁及底部滲漏現象也較多。1#樓屋面澆筑時間為晚上11點至次日凌晨4點，因場地受限只在西面設置了一臺砼輸送泵，當日氣溫1018，偏北風三級，澆筑完成后未及時使用薄膜覆蓋養護且有大量的腳印，屋面施工冷 圖3.1屋面開裂滲漏縫現象較多、干縮裂縫普遍。澆筑完成第二2、天下午，用于樓梯間及通風口結構施工的屋面材料隨即轉運至屋面進行施工。2#樓屋面面積900，于13年5月初封頂，其中一半面積屬于高支模范圍（支模高度812米不等），屋面板拆模后出現部分裂縫且有滲漏現象，以高支模處的屋面板開裂現象居多。2#樓屋面澆筑時間為晚上11點至凌晨1點，澆筑時天氣為小雨，澆筑完成后及收面前突降大雨，雖及時采取了薄膜覆蓋且因為雨季的到來使得屋面養護效果較好，但收面工作因此而未做。3#樓屋面面積1500，于13年6月初結構封頂，拆模后屋面板基本上無開裂滲漏現象。2#樓屋面拆模后即將3#樓的支撐架班組全部更換為附近工地優秀班組，并要求在澆筑前對屋面板實施了起拱和檢查加固措施。屋面3、澆筑時間為中午2點至下午5點，采用兩臺輸送泵同時澆筑,澆筑的順序按照避免出現施工冷縫的原則進行。澆筑完成后設置專人拖平板振動器，并進行混凝土原漿壓實收面并找坡，后用塑料薄膜全覆蓋養護14天，養護期間屋面無加載大件或較重的材料。1、2#樓屋面封頂后正值當地梅雨季節，對發現的開裂滲漏處進行了三輪以上的檢查和注漿修補（圖3.2），以期提高結構的自防水性能。2. 影響分析 圖3.2屋面注漿堵漏圖示(1)對1、2#樓屋面開裂滲漏進行注漿修補及頂棚觀感處理共計發生措施費用約25萬元，造成較大的資源浪費； (2)由于許多細微的混凝土表面裂縫未有滲漏跡象，暫認定為非通透性裂縫而未進行注漿修補，遠期表面裂縫可能4、隨著荷載的增加或混凝土脹縮等因素而發展成為通透性裂縫，從而使屋面存在較大的滲漏風險，后期工程維護費用可預期的大幅增加，結構耐久性也因裂縫的存在而受到較大影響；(3)由于屋面工程的工序多且處于項目總進度的關鍵線路上，屋面結構開裂滲漏的檢查及修補工作持續直接影響了屋面保溫、防水等工序的進展，后期為了配合室外工程進度及公園開園的節點目標，垂直運輸機械均按預定時間拆除，屋面工程材料的轉運均使用汽車吊完成，導致屋面工程的材料轉運簽證量大量增加，屋面施工工期進一步延長；(4)公園的開園節點實際為選擇性的開園，實為會所建筑屋面工程未完成且現場有大量材料堆集、室外綠化工程效果未達預期、幕墻施工未完善等綜合因素5、影響而臨時設置單獨的活動圍擋及廣告布等遮擋措施進行部分封閉開園，嚴重影響了開園的場地效果；(5)業主對公園項目的整體工程質量評價較好，唯獨配套建筑工程的工程質量給予了不滿意的評價，分析主要原因為屋面滲漏問題，以及工期延誤所致，且按其供應商管理辦法對該總承包單位做出了考核及處理決定。3. 原因分析(1) 直接原因a. 支模架未按方案及相關規范搭設到位，支模架搭設工藝或搭設的整體剛度不利于樓板(屋面) 結構早期混凝土的防開裂。a) 支模架的基礎不牢固或受力不均產生不均勻沉降。尤其如2#樓高支模架的基礎由于室內地坪還未做，基礎為素土夯實，上覆模板、木枋。立桿立于此類不牢固的基礎上，支模架容易在樓面加6、載時或遇到偶然荷載時由于基礎的局部受力不均沉降而隨之產生細微的沉降，但如此小的沉降足以導致混凝土在終凝前產生裂縫；b) 雖然結構柱先于樓板澆筑，但由于用于提升支模架尤其是高支模架整體剛度的掃地桿，水平、豎向剪刀撐缺失較多，使得支撐架的整體剛度在抵抗水平向的應力或擾動能力不足。尤其在混凝土終凝前，樓板容易受到意外的擾動如過早的在樓面上集中放置過重的施工材料或塔吊放置材料時對樓板過大的沖擊力等而產生裂縫；c) 樓板模板施工完成后未對支撐架進行調校，對于跨度較大的板面及梁未按規范要求進行起拱或局部頂托處于松弛狀態。由于早期混凝土的抗壓能力遠大于其抗拉能力，按要求起拱后的板面能夠保證其底部混凝土處于水7、平受壓或較小水平受拉的狀態，對防止開裂有利。而未起拱甚至成負拱的板面由于其混凝土底部處于較大水平向受拉的狀態，在偶然荷載因素的影響下極易導致板底裂縫的生成。b. 混凝土材料控制不到位也是導致屋面開裂的主要原因之一。a) 混凝土配合比不合理，不利于屋面早期混凝土裂縫的防治。1#樓屋面澆筑時間為一天中溫度由較低向最低溫度變化的期間，澆筑完成后部分表面可見沿鋼筋方向形成有規律的縱橫向細小裂縫，分析原因系混凝土水泥用量偏大即前期水化熱過大，且混凝土表面由于覆蓋保溫養護等措施不到位，混凝土表面抗拉強度的增長不及過快冷縮所形成的拉應力。而屋面層較厚且木模的保溫性較好，水化熱的增加導致混凝土底層、中部溫度較8、高形成內部膨脹趨勢的壓應力。由于內外溫度差較大且處理措施不到位形成較大的應力差，極易導致混凝土表面生成溫度裂縫。b) 1#樓屋面澆筑時的混凝土塌落度偏小，施工過程中工人為便于操作而在現場往混凝土罐車中加水，混凝土現場摻水的做法嚴重影響了混凝土的強度尤其是早期強度的增長從而不利于防止早期開裂。且由于水含量的增加，隨著水分的蒸發，容易導致混凝土表面形成干縮裂縫。c) 1#樓由于場地受限，屋面澆筑時只能架設一臺輸送泵，期間澆筑用時也較長，混凝土的供應間斷不連續。 屋面澆筑完成后，表面可見多條界線分明的施工冷縫，屋面混凝土的施工冷縫將成為較大的滲漏點。c. 施工工藝上的錯誤或不到位，是屋面開裂滲漏的主9、要原因之一。a) 大面積的屋面澆筑，未嚴格按照方案預定的組織和順序進行，導致施工冷縫的形成。一些需要適當提前于板面總體澆筑順序的部位結構如樓梯、天溝等，由于提前澆筑的部位過多和時間上的控制不準確，以及混凝土的供應不及時、連續，導致多處接續面的前道混凝土已經初凝。b) 混凝土振搗不密實，勢必造成結構滲漏，尤其是天溝等蓄水構件的滲漏。c) 澆筑施工待料期間，對于接續面的處理措施缺失，導致混凝土施工冷縫成為必然。d) 屋面混凝土澆筑完成后在初凝前未對表面進行原漿二次抹壓收光，因此不能消除早期混凝土表面的張力和一些溫度、干縮裂縫，此類早期裂縫存在進一步發展的可能。1#樓澆筑完成后未進行二次抹壓收面，210、#樓屋面由于在剛澆筑完成時突然由下雨轉變為大雨，導致二次抹壓收面工作未進行。且1、2#樓未進行結構找坡，雨后的屋面存在多處積水的情況，從而加重了滲漏。e) 養護工作不及時有效，屋面混凝土表面過快的失溫失水，造成表面形成較多的冷縮和干縮性的裂縫。d. 成品保護不到位，是造成屋面板多數貫通性裂縫的最主要原因。過早的加載及綜合前面提到的一些原因如支撐架的搭設不到位和混凝土表面形成的裂縫，就會導致板面通透性裂縫的形成。a) 1#樓屋面澆筑完成后上人、上材料的時間過早。澆筑完成的次日早上，屋面隨處可見較多的腳印，腳印深度12cm，說明工人在施工時為了圖方便，人員及施工機具器械等，均在剛剛初凝的混凝土上經11、過。b) 1#樓在澆筑完成的第二天下午即將屋面樓梯間等結構施工所需材料用塔吊吊至屋面。且材料的放置未考慮混凝土澆筑時間長短，因1#樓混凝土澆筑時間長達5小時，部分區域還達不到集中堆載的條件，且塔吊在放置材料時對樓板的沖擊荷載較大。(2) 間接原因e. 設計的不合理，導致不利于甚至造成屋面結構的滲漏。a) 3棟樓的天溝均為沿外墻內側設置一圈下沉式天溝，截面為50cm60cm。天溝的側壁澆筑量較大且空間狹小只（10cm厚）不能保證混凝土被振搗密實，拆模后天溝側壁滲漏現象較嚴重。天溝大量的豎向結構需要提前于屋面板澆筑，對屋面施工冷縫的控制制造了一定的難度。b) 上人屋面為無女兒墻設計，因此沿天溝內側12、壁（10cm厚）頂部設計變更增設玻璃欄桿，由于屬于事后變更未留置預埋件，需對屋面結構板進行錨栓固定欄桿立柱。后期對屋面滲漏檢查發現欄桿立柱根部出現滲漏跡象。f. 屋面澆筑的時間及天氣的選擇對于防止開裂的作用至關重要。a) 1#樓和2#樓屋面均選擇在后半夜施工，后半夜作業時工人較為疲累，各方面監管力度不足，澆筑完成時的氣溫與混凝土之間的溫差較大不利于溫度裂縫的控制等。對于屋面防開裂和防滲漏的細節要求，夜間進行澆筑施工時較難實現。b) 不利天氣，如1#樓屋面澆筑時氣溫較低，2#樓澆筑時下雨，都對屋面施工質量造成了一定的影響。g. 管理的不到位是導致屋面開裂滲漏的主要間接原因。a) 對于屋面防滲漏的13、重要性，在思想上不夠重視。施工前期未有一個防止屋面開裂、滲漏的保障措施體系；b) 對于如何去防止屋面開裂、滲漏的發生，認識上有所欠缺和薄弱。c) 從施工組織的混亂可以看出，在組織和協調方面做的不夠到位。d) 施工人員的素質參差不起，反映了前期對供應商的選擇存在問題，以及過程中的考察和淘汰機制未形成。4. 經驗教訓a. 為了防止屋（樓）面結構的開裂和滲漏，支撐架的搭設質量應保證混凝土在澆筑時或澆筑完成后不會在樓面受到荷載時因為所給予的支撐不夠或本身變形過大導致新澆筑的混凝土出現開裂的現象，特別是在以下幾方面的質量應得到足夠保證。a) 支撐架的基礎必須牢固、均勻受力。在首層地面回填土上搭設支撐架前14、，應將首層地坪墊層砼澆筑完成。在砼結構上的支撐架所有立柱底部必須墊模板，以均衡底部受力。b) 對于屋面支撐架的掃地桿必須雙向滿拉、水平和豎向剪刀撐必須按要求設置到位。對于高大支模，整體剛度及水平抗扭的措施更應得到保證，在先澆筑完成的墻柱上應設置一定數量的抱箍，以提高支撐架的整體穩定性。c) 屋面混凝土澆筑前，必須對支撐架的頂撐進行調校，并按有關規范要求進行起拱。頂撐的調校應從梁端或板邊向中間進行。b. 保質保量的混凝土供應，是確保樓面尤其是屋面不出現開裂的的前提條件之一。a) 結合屋面澆筑的環境，對混凝土的配合比進行優化。在較低氣溫澆筑屋面時，應盡可能減少混凝土的早期水化熱，具體措施可在保證強15、度的前提下摻入適量的外加劑，以降低水泥的用量或延緩混凝土的凝固。b) 在保證混凝土和易性及便于澆筑施工的前提下，盡可能的減少水的用量，避免凝固過程中水分的蒸發而產生干縮裂縫，工人在現場往混凝土中加水的行為更應得到杜絕，屋面澆筑全程必須全程旁站監督。c) 混凝土應不間斷供應，避免待料而出現施工冷縫。澆筑施工前應做好充分的溝通和組織工作，在混凝土供應不能得到滿足的時間段不宜開始屋面的澆筑。c. 好的工藝或措施，可以彌補多數客觀不足情況而避免滲漏的發生，如屋面澆筑時的惡劣環境如低溫、混凝土供應不及時或質量缺陷等情況。a) 大面積的板面混凝土澆筑，接續應該在前道混凝土初凝前完成。在需要提前澆筑的一些低16、于板標高的如樓梯、天溝側壁等構件應在混凝土供應量充足的前提下進行，且提前的時間不應超過混凝土初凝的時間。提前澆筑的構件頂標高以不高于板底標高為宜，澆筑更應避免多點開花，以致無法得到接續而出現冷縫。b) 澆筑待料期間做好接續面的處理，可有效防止開裂滲漏的發生。前道混凝土在初凝前應及時補充新料，可以人工鏟料的形式進行。前道混凝土已經初凝時，應清除接續面松散石子，光滑面做粗糙處理，澆筑新料時應保證界面有足夠的砂漿滲透前道混凝土，否則需對前道混凝土進行刷或淋漿處理，以增強接續面的有效結合。c) 屋（樓）面的貫穿性裂縫多由早期的表面裂縫發展而來，而早期裂縫多以溫度或干縮裂縫的形式存在。因此，做好板面混凝17、土的二次收面，可以有效消除溫度差產生的混凝土內外應力差和表面裂縫。混凝土澆筑并在粗平后采用平板振動器滿拖一遍，以保證密實度以提高結構自防水性能的同時也保證混凝土表面不出現過量的骨料而影響二次收面，二次收面應采用磨光機分磨盤和刀盤兩次進行，收面時間不宜過早，以指壓混凝土可陷入1-2cm為宜。d) 結構找坡，可有效排除屋面結構面的積水，較多數的裂縫滲漏現象是由于積水得不到排除而較長時間的滲透所致，所以做好屋面結構的找坡，可視為對提高屋面結構自防水能力的又一道有效保障。e) 對屋面的養護以保溫保水為原則，在完成二次收面后應立即采用薄膜全覆蓋，并養護14天以上。d. 板面混凝土通透性裂縫，多為早期受到18、不合理荷載所致，即成品的保護不到位。2#樓為不上人屋面后續施工暫未開展，且澆筑完成后一定時間內未受到荷載擾動，3#樓對后續加載進行了人為干預限制，均未有大量裂縫的出現。a) 板面混凝土澆筑前，對人員及施工機械的移動路線做好合理布置，澆筑過程中加強監督。b) 現場在追求進度的時候，往往疏忽于后續的堆載對于板面開裂的影響。板面澆筑完成后的一定時期內，后續施工材料的堆載應進行合理的規劃：澆筑完成后應對后續施工做好場地交接，交接包括澆筑的時間及成品保護相關要求；材料的堆載位置不得在板塊中間，應盡量選擇澆筑時間較長的梁柱節點附近；有防水要求的板面、屋面在強度在未達到防開裂要求前不得進行集中堆載或受到塔吊19、卸料時的沖擊荷載。e. 圖審階段加強對結構防滲漏薄弱節點的審查和優化，做到未雨綢繆。a) 對天溝的優化，若能將內側的側壁由10cm厚改為15cm厚，既可保證振搗密實，又能有效解決欄桿立柱錨栓的固定問題，從而減少較多的滲漏點。或在前期圖審到位的話，可綜合天溝和欄桿考慮將天溝的內側壁與欄桿基礎一同澆筑成型，既能節約建造成本又能避免在屋面結構上打錨栓導致滲漏。b) 屋面結構找坡宜作為設計必選項進行圖紙審查，而非施工方的可選項。f. 屋面澆筑必須在“光天化日”下進行。a) 必須在白天進行屋面澆筑施工，協調組織較為容易，施工人員的精神比較飽滿且監管也比較到位，便于屋面防滲漏要求的貫徹及管控。白天的溫度對20、防止表面溫度裂縫也較為有利。 b) 屋面混凝土的澆筑應避開下雨或大風等不利天氣進行。下雨天氣易導致混凝土產生離析且不利于收面工作的進行，大風天氣混凝土容易因失水而形成表面干縮裂縫。g. 屋面滲漏的嚴重程度，客觀反映了管理的混亂程度。a) 屋面防滲漏，首先要認識到結構自防水的重要性，作為輔助防水的卷材及涂料防水客觀來說存在施工質量的嚴密性以及防水的時效性。b) 對相關管理人員及作業人員加強防滲漏知識和要求的培訓和交底，尤其做實做好工程技術交底和樣板引路方面工作，大面積開展有防水要求的屋面施工前應以某樓板作為屋面施工樣板進行實施，并經驗收同意所實施的工藝后方可進行屋面的澆筑施工。以期達到認識統一，21、令行一致。c) 在施工組織設計及方案的評審過程中，應將樓板和屋面的防開裂、滲漏體系、措施作為重點審查項，對于不能滿足防滲漏要求的施工組織設計或方案不得通過審查。如高大支模的防沉降措施、抗扭措施；混凝土施工方案屋面防開裂滲漏措施、養護措施；成品保護措施等d) 施工人員的素質參差不起，反映了對供應商的選擇與考核存在問題或不足。對于供應商的管理，應實行全過程的管控，并建立供應商的動態檔案：前期供應商選擇階段應注重對其資質、近期完成的業績等進行考察，對其招標文件進行評審；過程中根據履約及配合等情況進行動態扣分和評估；工程完工后對供應商再做后評估。對供應商的過程管控記錄實時錄入檔案，檔案的數據可作為對相關供應商進行評級和獎懲的依據。