平顶屋面防漏措施优化设计分析

摘要 面对建筑物渗漏这一现象,人们每隔数年就要花费大量的资金进行维修。可以说,防水效果的好坏,直接关系到建筑物的使用寿命,并且同时影响到人们的生活和生产活动的正常进行。本文从渗漏产生的原因进行分析,对平顶屋面的渗漏问题从建筑材料、设计和施工等方面指出了合理

平顶屋面防漏措施优化设计分析

栗军奇

（中国水电工程顾问集团贵阳勘测设计研究院 贵州 贵阳 550002）

E-mail：lijunqi0@

摘 要：面对建筑物渗漏这一现象，人们每隔数年就要花费大量的资金进行维修。可以说，

防水效果的好坏，直接关系到建筑物的使用寿命，并且同时影响到人们的生活和生产活动的

正常进行。本文从渗漏产生的原因进行分析，对平顶屋面的渗漏问题从建筑材料、设计和施

工等方面指出了合理的工程措施，为做好防水工程提供了新的参考，从而使整个平顶屋面工

程得到优化设计。

关键词：渗漏；防水层；收缩缝；优化设计

1 引言

随着国民经济的快速发展，量大面广的城乡住宅建筑已成为建筑业的重要组成部分。

但是，每年由于建筑物渗漏，国家每年都要花巨资进行防水堵漏，给国家造成了巨大的

。经济损失，并给人民生活带来许多不1便。渗漏已成为我国建筑物中普遍存在的“痼疾”

面对这一局面，建设部叶如常副部长做过‘心为民办实事，岂容屋面常漏水’的重要批

示。建设部于1991年下达了《关于治理屋面渗漏的若干规定》[370号文]，指出：屋面

防水工程必须由防水专业人员施工，否则当地质量监督站可责令其停止施工。防水都要

经过培训，考试合格者由各省主管部门颁发岗位证书。并规定：防水工程的质量必须经

质量监督站核定，各地区工程质量监督站要把防水工程列为重点监督内容之一。今后凡

屋面出现渗漏的，不论设计或施工原因，均不得评定为优良工程和申报各级的优质工程。

因此，提高屋面防水工程质量，保证住宅安全使用功能，具有重大的现实意义。针对屋

面防水层的设计，有各种各样的解决办法，如传统的卷材防水层法、沥青系防水层法、

涂膜防水层法，其缺点是不仅污染环境，还存在低温脆裂，高温流淌等质量问题；再者

是混凝土屋面防水层法，现在很多地区都使用该方法，但其存在的不足是：会因为温度

应力而引起后期裂缝，导致钢筋锈蚀。究其原因，主要是该方法的设计未达到最优化的

标准，出现浪费建筑材料，构造不合理，本文基于这些特点提出合理的设计方法，供屋

面工程的施工提供参考。 [1]

栗军奇（1981-），男，河南省漯河人，助理工程师，主要从事工程设计及滑坡防治方面的研究。

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摘要 面对建筑物渗漏这一现象,人们每隔数年就要花费大量的资金进行维修。可以说,防水效果的好坏,直接关系到建筑物的使用寿命,并且同时影响到人们的生活和生产活动的正常进行。本文从渗漏产生的原因进行分析,对平顶屋面的渗漏问题从建筑材料、设计和施工等方面指出了合理

2 合理的优化设计

2.1 屋面裂缝成因

对于引起平顶屋面裂缝的主要有以下三种情况：

（1）角变位引起的裂缝

平顶屋面板在长期荷载作用下，使板产生了向下的挠曲，导致板端发生角变位，板端

角变位使屋面出现裂缝，如图1所示。

图1 角变位示意图

裂缝宽度可按公式 1=2sinθ H计算，

其中： 1—裂缝宽度(mm)；θ—板端转角；Ｈ—板厚(mm)。

（2）温差引起的裂缝

钢筋混凝土预制板在温差的作用下，由于钢筋混凝土热胀冷缩而引起的裂缝，其宽度可

用公式 2=a1 t Ly计算，

其中： 2—裂缝宽度(mm)；a1—混凝土的线膨胀系数； t—板间温差；Ly—预制板长度。

（3）混凝土干缩引起的裂缝

混凝土在一年以后的干缩值（τ）为0.1~0.15mm/m(根据水泥质量而定),由此而引起的

裂缝宽度可按公式：

3=τ Lb计算，

其中： 3—为混凝土引起的裂缝宽度（mm）；Lb为板的长度。

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摘要 面对建筑物渗漏这一现象,人们每隔数年就要花费大量的资金进行维修。可以说,防水效果的好坏,直接关系到建筑物的使用寿命,并且同时影响到人们的生活和生产活动的正常进行。本文从渗漏产生的原因进行分析,对平顶屋面的渗漏问题从建筑材料、设计和施工等方面指出了合理

2.2 避免裂缝产生的措施

对于混凝土干缩引起的裂缝，可采用类似用氯化物金属盐配制的防水砂浆。该防水砂浆是用氯化钙，氯化铝等金属盐和水按一定比例混合配制成的液体防水剂。它渗入水泥砂浆后，经化学反应生成含水氯硅酸钙，氯铝酸钙等化合物，(化学方程式如下) [2]

2CaO SiO2+CaCl2+nH2O=2CaO SiO2 CaCl2 nH2O（ 晶体）3CaO Al2O3 6H2O+CaCl2+4H2O=3CaO Al2O3 CaCl2 10H2O（ 晶体） 2FeCl3+3Ca(OH)2=2Fe(OH)3+3CaCl2 （不溶于水的胶体）

将水泥砂浆中的空隙填充，切断毛细孔的通路，从而提高水泥砂浆的密实性和防水性能。

对于温差引起的裂缝，可采用平顶屋面防水层的脱离式做法，如图2所示，即在基层表面涂抹一层黄泥或白石灰浆，然后浇灌防水层混凝土，达到防水层自由收缩目的，并且能减少平面的膨胀，降低温度敏感影响纵向变化给屋面防水层带来的不利影响。或者可在防水层施工时候，保持钢筋网的位置在防水层的上部，为此可用2.5cm水泥沙浆预制块垫好或先铺好3cm厚的混凝土将钢筋网放上，然后再铺1cm混凝土。

图2脱离式屋面防水层

针对以上问题，最重要的在于防水层的合理设计，从而使平顶屋面避免因角变位、温差、混凝土干缩引起的大面积的混凝土屋面裂缝。

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若平顶屋面防水层结构采用防水层与结构层紧密结合的方式，如图3所示，结果会很容易造成防水层开裂。防水层与结构层结合越紧密，结合层的变形对防水层影响越大，温度变化产生的温度应力也就越大，因而很容易引起防水层开裂，以致做不到防止渗漏。

[3]

图3防水层与结构层示意图

因此，对于防水层必须设置分格缝，即收缩缝。缝隙间应用密封油膏封实。密封油膏有硅酮密封油膏、聚硫建筑油膏、聚氨酯、聚氯乙烯、建筑防水沥青油膏等，无论用哪一种都应具备以下性能：

1、 低渗透率，耐介质侵蚀；

2、 在接缝处能承受相应的接缝位移；

3、 与接缝界面有足够的胶粘性能、不脱离；

4、 自身不发生内聚破坏，在承受使用权用压力或高温下不过度软化溢出；

5、 耐气候，不粉化，不龟裂，不溶解或过度收缩，有足够的使用寿命；

收缩缝的位置应在结构应力变化较大部位，如设置在装置式结构屋面结构的支承端、屋面转角处、防水层与突出屋面板的交接处，并应与板缝对齐，其纵横向间距不宜大于６m，收缩缝宽度不小于２０mm。一般情况下，屋面板支承端每个开间应留横向缝，屋脊应留纵向缝，分格的面积以２０m左右为宜

2[4,5,6]，如图4所示。

图4 防水示意图

1，刚性防水层 2，密封油膏

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3，背衬材料 4，防水卷材

5，隔离层 6，混凝土

防水层板块的外形应以方形或接近方形为宜（图5A），不宜做成有拐角的[形（图5B）或者形「（图5C）的平顶屋面，这样会在内部拐角处形成裂缝。

图5A 图5B 图5C

应将防水层至少分成三块或者两块，如图（6B、Ｃ），以避免在拐角处由于应力集中而产生裂缝。

图6B 图6C

再者，分格线应纵横对齐，如图（7Ａ），不能有错缝，如图（7Ｂ）以免在错缝处由于变形不一致而引起裂缝。如Ⅰ、Ⅱ号板块在Ｍ点为动点，而Ⅲ号板块在Ｍ点为不动点，Ⅰ、Ⅱ号板块通过嵌缝油膏将温度内力传给Ⅲ号板块，使该拐点处受力复杂，容易引起裂缝（图（7Ｂ）

。

图7Ａ 图7Ｂ

2.3 收缩缝长宽计算

对于确定分格最佳尺寸的计算，在理论上分格尺寸（Lg）的最大值，可按嵌缝油膏不出现裂缝[7,8,9]的条件计算。如果分格尺寸过大，总收缩量超过嵌缝油膏的有效粘贴延展量，油膏就会开裂。因此，分格尺寸要受嵌缝油膏性能的限制。同时还受分格缝宽（L1）

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总收缩量Σε的限制。那么分格尺寸（Lg）的最大值应满足条件:

Lg ∑ε≤ψ L1

Lgmax=ψ L1/∑ε（算式中ψ—嵌缝油膏的有效粘贴延展率）

按此方法可算出分格尺寸（Lgmax）的最大值达到４０m（假设ψ＝５０％，实际中某些用于寒冷地区的塑性油膏，在常温下，其延伸率大于２００％），而实际上由于施工管理、工程质量不高，以及由于油膏与基底粘结，其塑性变形受基底约束，被自由拉伸的不是收缩缝[10]内的全部油膏，而仅仅是脱开的那一小部分油膏，因而降低了油膏层整体的延展量。

在实践上所确定的最大值Ｌ。

由于季节性温差，以及板厚变异系数(k1)、容重变异系数(k2)和摩擦变异系数(k3)的变异性，板块的温度应力可按公式:

δt=k1 k2 k3 µ γ (1+h1/h)L/2

其中：μ—防水板块底面与搁置面之间的摩擦系数，与搁置面的光洁度、材料及干湿状态等

有关；γ—板块的容量；h1—板块的厚度；h—板块上荷载的折算厚度；L—分格尺寸长度。

令Eg/Eh=n 有δt≤0.1 R3L (1+2nµg)/ Kf

其中：R3L是3天龄期的混凝土抗拉设计强度；Kf—板块的抗拉安全系数；Eg, Eh—某水泥标号对应的钢筋弹性模量及混凝土静力弹性模量；µg—混凝土中的配筋率。 又知：δt=k1k2k3µγ(1+h1/h)L/2 [5]

则：L≤0.2R3L(1+2nµg)/k1k2k3µγ(1+h1/h)

即：Lmax≤0.2hR3L(Eh+2Egµg)/Ehk1k2k3kfµγ(h+h1)

3 结论

在设计中，采用脱离法或者预制钢筋网法，能够非常有效地预防温差引起的裂缝。在施工中[11]，采用上述的防水砂浆搅拌混凝土，既经济又效果明显。最主要的是在于合理设计分格尺寸。按照上述的方法计算出的Ｌmax，可以使分格尺寸根据各地的具体实际情况，达到最优化的设计，这样不仅能减少许多工序，而且还能节约大量资金。

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摘要 面对建筑物渗漏这一现象,人们每隔数年就要花费大量的资金进行维修。可以说,防水效果的好坏,直接关系到建筑物的使用寿命,并且同时影响到人们的生活和生产活动的正常进行。本文从渗漏产生的原因进行分析,对平顶屋面的渗漏问题从建筑材料、设计和施工等方面指出了合理

参考文献：

[1] 叶琳昌. 建筑防水工程渗漏实例分析 [M]. 中国建筑工业出版社, 2000, 2~ 3, 160~ 165.

[2] 叶琳昌, 薛绍祖. 防水工程[M] . 中国建筑工业出版社, 1996, 194~ 196.

[3] 王泽溶, 张俊杰. 防水工（高级工）[M]. 中国建筑工业出版社, 1992, 76~ 78.

[4] 丁筱燕. 建筑防水施工技术 [M] . 金盾出版社, 2002, 142~145.

[5] 李亚杰. 建筑材料 [M] . 中国水利水电出版社, 2001, 63~ 65.

[6] 谭勇. 砖混结构的裂缝成因与防治[J]. 四川建筑科学研究, 2002,（9）: 28~31.

[7] 罗国强，罗刚. 整体滑动刚性防水屋面设计和施工新技术[J].工业建筑, 1996,26(1): 14~17.

[8] 傅成文, 赵东明. 砌体结构顶层墙体裂缝的防治[J]. 黑河科技, 2003, (3): 82~83.

[9] 中华人民共和国电力行业标准. 水工混凝土结构设计规范GB 5057—1996[S]. 北京：中国电力出版社，1996. 104~106.

[10] 廖玉安, 李惠强, 何雄. 补偿收缩混凝土在植被刚性防水屋面施工中的应用[J]. 混凝土, 2001, (6): 36~37.

[11] 曲颖丽, 曲颖奇, 吴雪飞. 提高刚性防水屋面质量的几项措施[J]. 黑龙江水利科技, 2005, 33(5): 125~126.

The Optimistic Design Analysis of Flat-roof Defending

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Li junqi

(Guiyang Hydropower Investigation Design&Research Institute,CHECC,

Guiyang,550002,China)

Abstract

As the leak of the buildings, people have to spend a large sum of money in repairing them every several years. It could be said that whether the water-proof is good or not has directly effect to the span of the buildings usage and people’s normal life. This paper analyzes the reasons of leakage, and points out engineering measures from the material, the design and the construction about the cause of flat-roofing seepage problems, also, the paper provides new references for application of the water-proofing project. So we can get the optimistic design for the whole progress.

Keywords: leakage; water-proof; shrinkage-fracture; optimistic design

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/hq34.html