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装配式建筑外墙防水施工技术应用研究

装配式建筑外墙防水施工技术应用研究

打印 0条评论来源:装配式建筑材料产业联盟

摘 要:装配式建筑采用工厂预制构件、现场装配而成,因此存在较多构件间的水平、竖向接缝,易导致变形、开裂、渗漏。本文主要针对某装配式建筑的外墙渗漏原因进行分析,并提出综合治理方案, 以说明装配式建筑设计中宜采用构造防水与材料防水相结合的方式,通过科学设计合理选材、严谨施工,方可保证密封防水系统的可靠性。


引言


随着我国预制装配式混凝土建筑建设规模不断增加,该建筑施工及后续使用过程中,外墙防水对于建筑使用寿命及外墙美观度具有直接关联性,因此有必要加强预制装配式混凝土建筑外墙防水技术相关研究。本文首先阐述当前我国预制装配式建筑应用现状,然后解析预制装配式混凝土建筑相关设计要求,最后结合本人所在项目分析预制装配式混凝土建筑外墙防水技术类型,旨在确保该防水技术应用质量提供一定参考。

1 预制装配式混凝土建筑相关设计要求


目前预制装配式混凝土建筑相关设计过程中,相关设计要求具体表现为下列两个方面。


1.1 装配式建筑现状


首先,预制构件设计满足各方面要求,以往很多设计人员过于重视建筑结构方面要求,但对于工厂生产便利性、构件现场施工安装时间要求往往不重视,这样致使装配式建筑大幅度增多工厂生产作业环节,而现在建筑施工现场仍然保持传统施工操作方法,施工单位对于预制混凝土装配式建筑相关作业均参考钢结构施工方式,虽然这样可明显减少现场作业量,但是这样参考钢结构施工方法难以表现出装配式建筑的各种优势;因为装配式建筑与钢结构以装配为主的施工方式也具有一定差异,所以我们应该从装配式建筑中总结出特定的施工方法。


1.2 装配式混凝土建筑与钢结构对比


其次,预制混凝土装配式建筑施工作业方式与钢结构大体相同,基本利用吊装、组装等方式,现阶段钢结构施工过程主要采用楼板无支撑及无外围脚手架等方式,所以预制混凝土装配式建筑也需做好相关设计,根据工程实际主要应用少支撑与新型脚手架方式,避免采用仿现浇工艺施工方式,这样才可体现预制混凝土装配式建筑施工操作简单、安装时间短等诸多优势。

2 我国装配式外墙渗漏现象的主要原因分析


结合本项目施工情况,刍议装配式外墙渗漏几个主要原因:


2.1 密封胶质量问题导致渗漏


预制外墙上下层拼接缝为采用聚氨酯密封胶进行密封处理。但聚氨酯密封胶容易发生胶体白化收缩、粘结不牢情况。密封胶开裂损坏后,雨水顺着水平缝渗进室内。


2.2 结构开裂导致渗漏


在高层建筑施工过程中,填充墙砖框砌体与预制外墙之间的裂缝渗水,造成其渗漏的主要理由包括材料因素和施工因素。在材料方面,由于填充墙的砖砌体和钢筋混凝土温度线膨胀系数存在差异,在同一温度条件下,两种材料会产生不同的变形情况,导致两种材料的连接处产生裂缝渗漏;在施工方面,砌筑填充墙时候,竖向接头缝砂浆往往不密实,砌体与预制外墙不容易镶嵌密实,造成裂缝渗水严重。


2.3 塞缝不密实导致渗漏


窗台、窗框竖直边与外墙粉刷层间因为塞缝不密实,窗框安装不牢固造成建筑工程渗漏。


2.4 无构造防水


预制墙板上下层之间无企口缝构造设计,为平面对拼接,仅依靠胶体填缝进行防水,雨水可通过填缝不严处或密封胶粘贴不牢处渗漏至室内墙面。


2.5 脚手架预留孔导致渗漏


普通悬挑式脚手架其悬挑工字钢必须穿越外墙,穿越外墙后遗留洞口后期封堵是渗漏频繁发生的部位。

3 预制装配式混凝土建筑外墙防水技术类型


装配整体式剪力墙结构中,接缝处宜选用构造防水、材料防水与结构防水结合的三道防水构造。以下分别阐述了装配式混凝土建筑外墙脚手架的选用以及三种预制外墙防水技术。


3.1 花篮拉杆式悬挑脚手架


根据新技术推广应用要求,并结合上海市工程建设标准,考虑到普通悬挑式脚手架其悬挑工字钢必须穿越外墙,外墙会预留很多工字钢洞口,工字钢洞口与预制墙板灌浆孔的位置无法避开,导致预制墙板的灌浆施工无法正常进行;工字钢洞口的修补工程量大,且修补不当很可能造成外墙面渗漏;同时钢梁搁置在室内结构楼面上,影响室内墙体砌筑、二次结构施工及楼地面及其它装饰工程的施工。


为了解决上述普通悬挑脚手对工程施工工序的影响因素,针对外墙脚手架采用 “花篮拉杆”上拉式悬挑脚手架,详见图1。该技术将脚手架支承在由型钢及斜拉杆组成的悬挑结构上,该悬挑结构称为上拉式悬挑架。悬挑架由型钢挑梁及带有花篮螺杆的斜拉杆组成悬挑承力架的型钢挑梁由16#工字钢组成,花篮斜拉杆上端通过螺栓固定在建筑物上、下端与型钢挑梁相连结,型钢挑梁由螺栓固定在建筑物上,外脚手架立杆套在悬挑架型钢上的焊接短钢筋头上,通过拉墙钢管与建筑物相连,组成一个整体悬挑脚手架供施工人员操作使用。该技术避免了在预制外墙上开洞,保证了工程质量,同时有效的解决了外墙渗漏隐患。该技术保证了悬挑层二次结构正常施工,也相应的缩短了施工工期。


3.2 构造防水


构造防水是指在板边缘利用企口缝或高低缝(水平缝)、直缝(垂直缝)形成的排水空腔构造,能有效地防止水分侵入墙体内,详见图2。该技术是将预制墙板上部接缝处的边缘设有两处企口,两企口拼接形成沟槽,沟槽内填充有防水密封材料,墙板上部接缝处涂有密封胶;该技术可以防止墙板上部与梁、柱以之间的材料差异变形引起的裂缝漏水;墙板上部接缝处的边缘设置有倒角,防水密封材料填入由两企口拼接形成的凹槽内,当墙板接缝处出现裂缝时,防水密封材料可以防止水从裂缝处侵入;墙板上部凹槽内填充有具有防渗透功能材料,当有水进入时会形成局部水囊,从而达到以水防水的目的,进一步地防止水分侵入墙体内部。


图1  花篮拉杆式悬挑脚手架示意图


图2  预制外墙板预留止水构造


3.3 结构防水


结构防水则是指预制墙板的四边与现浇梁板柱相接部位预留干净的粗糙面,尽量消除新旧混凝土之间的施工缝可能带来的渗漏风险。预制墙板粗糙面分为两种制作方式。一种为水洗,即在预制墙板混凝土强度达到75%后使用高压水枪冲洗,使混凝土骨料露出长度达到6mm。另一种为花纹钢侧模板,即使用定型花纹钢作为预制构件侧模板。两种方式都可以有效的消除施工缝带来的渗漏隐患。


3.4 密封胶


目前装配式混凝土建筑外墙材料防水技术应用中大多利用密封材料,其中包括定型材料及不定型材料等类型,其中不定型材料密封胶应用范围较广,并且应用效果较好,该节点做法详见图3。密封材料作为装配式混凝土建筑外墙防水功能重点保障材料之一,密封胶性对于装配式建筑整体工程施工及后续使用质量均起到决定性作用。西卡SikaHyflex® -406 MS 胶适用于各类混凝土移动接缝(如预制式混凝土之间接缝)及各类混凝土连接缝的防水密封。该密封胶性能优势包括下列五个方面。


(1)第一方面是该密封胶具有强粘结性,自身也具备一定的抗拉伸开裂性能,消除了结构未变形即密封胶与预制墙板就出现开裂、脱落而出现渗水的隐患。尤其是预制墙板主要材料为水泥混凝土,所以使用密封胶应和混凝土基层应保持粘结紧密,若两者不能紧密粘结时,则需在两者之间添加过渡层,这样能够在一定程度上提升密封胶和预制墙板间的粘结力,避免出现水分、碱及可塑剂等物质游离及渗出等问题。


(2)第二方面是高涂装性,当前建筑立面对于装饰性要求日益增加,这样要求密封胶固化后应和不同类型涂料相溶性较好,进而为外墙及接缝提供各种颜色选择性。


(3)第三方面是高耐候性,一般来说,耐候性差的密封胶,常出现变硬变脆、粉化等问题,若结构变形则易被拉裂、断裂而出现渗水问题,因此耐久性作为密封胶使用寿命主要评价指标之一。


(4)第四方面是为耐污染性,密封胶实际使用过程中不得游离出各种污染墙体化学成分,避免对于建筑外立面美观效果产生负面影响。


(5)第五方面是位移能力,基于热胀冷缩、地基不均匀沉降以及风压等各种因素影响,会导致接缝尺寸在一定范围内出现位移情况,则要求接缝位置密封胶具有较高的抗位移能力。


图3  预制外墙板接缝施工大样


3.5 预埋窗副框


装配式构件由于表面收光、成型质量美观等原因,也给窗框渗漏造成了相当大隐患。当预制外墙板上存在窗户时,装配式设计图纸中做法为预留洞口,待砌筑完后安装外窗钢副框,紧接着塞缝收口成活。该做法有三个缺点:


(1)一是预制构件本身为清水墙,若后期在构件上喷射铆钉易破坏结构。


(2)二是后期安装钢副框及塞缝质量难以得到保证,若塞缝质量不好容易造成渗漏。


(3)三是后期安装钢副框及塞缝会造成工作量增加,工期难以得到保证。


结合以上问题,必须由有一种新的施工技术来解决;该技术是窗副框提前生产,预埋在预制构件中,可以有效解决以上三个问题,详见图4。该技术关键在于窗副框的定位准确,因此需要绘制该部位节点详图交至构件生产厂家,要求厂家按图施工,并保证成型后窗副框轴线偏差小于3mm。为保证钢副框预埋质量,也需要不定期的驻厂检查预埋质量,确保达到理想的效果。其次成品构件运输需要特别注意窗副框的保护,避免因碰撞导致窗副框变形、位移等。


图4  预制外墙板预埋窗副框


3.6独立支撑模架体系


传统现浇结构支撑体系多采用钢管扣件式脚手架,然而该支撑体系在装配式建筑中存在一个弊端。装配式建筑中预制构件需要使用斜支撑固定,尤其是预制外墙板需要设置4道以上斜支撑,然而钢管扣件式脚手架立杆间距为800-1000mm,这样会导致斜支撑与脚手架立杆位置冲突,降低了预制构件的稳定性,导致外墙暗柱浇筑混凝土时出现接缝振捣不密实,造成渗漏隐患。本项目采用了高强度独立支撑体系,详见图5。独立支撑立杆间距可以达到1500-1800mm,根据项目实际情况进行独立支撑立杆定位,有效的避免了斜支撑与脚手架立杆的冲突,从而避免外墙渗漏风险。


图5  独立支撑构件示意图


4 结论与建议


综上所述,建筑装配化是未来建筑的发展方向,装配式建筑渗漏问题是关系百姓“安居”的重要问题,也是发展装配式建筑亟待解决的问题。装配式建筑安全防水体系设计是前提,材料是基础,施工是关键,管理是保证。构建装配式建筑的安全防水体系的前提是有采用节点设计安全的构造防水与材料防水相结合的科学设计,方可保证装配式建筑密封防水系统的安全可靠性。



(责任编辑:奚雅青)


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