非洲援建工程屋面防水问题研究

从50年代以来，为发展中非友谊，我国在非洲地区先后援建了一批工程项目。从总体上说，其设计、施工水平很高，为国家争得了荣誉，为外交工作做出了贡献。但几十年的工作中，也出现了一些质量问题，其中一个带有普遍意义的是屋面渗漏。笔者参加了刚果（金）人民宫维修项目的监理工作，对屋面产生漏水的原因进行了认真的调查研究，并结合非洲地理气候特点和援外工程的特殊性，对如何做好屋面防水设计、施工和已建工程屋面防水维修问题进行了探讨。笔者认为，上述工作在非洲援建工程中有着普遍意义，特撰写本文，希望对今后的援建工作有所帮助。

一、刚果人民宫的屋面漏水的部位和原因

刚果人民宫位于金沙萨市林格瓦纳区，是刚果举行重要国事活动的政治性建筑物。占地18公顷，总建筑面积62500平方米。含3500人大会堂一座，480人座国际会议厅一个，800人座电影厅一个，800人座宴会厅一个，各省市宴会厅9个，总统套房一套及其他办公、服务用房。钢筋混凝土结构。人民宫由我国政府援建，北京建筑设计研究院设计，北京住宅建设总公司承建，1979年交付使用。考察报告认为：漏雨的原因是“主楼屋面由于长期无人清理，加之防水材料沥青卷材老化，造成严重的屋顶排水不畅，雨水口堵塞及雨水排水坡向反向问题，由此造成室内大会堂、宴会厅、省市厅等多处漏雨。主楼屋面由伸缩缝分成8段，伸缩缝处镀锌铁皮盖板由于人员上屋顶长期踩踏造成铁皮变形密封不严而漏雨。”因此，设计上采用保留大会堂铜皮坡屋顶，拆除其他屋面的全部三毡二油加豆石保护防水层和上盖的大波石棉瓦隔热层，更换为APP新型防水卷材，重做隔热层。

维修工程开始后，拆除了所有的防水层以上的架空隔热层，发现考察报告由于工作深度不够对漏水的部位和原因认识存在较大偏差。根据现场观察与研究，发现原屋面防水层在大面积的屋面没有存在渗漏现象。漏水全部集中在变形缝、檐口下部和铜瓦的大会堂宴会厅墙面。据现场观测，原防水层采用玻璃布沥青油毡的防水层，胎质为玻璃丝布，沥青厚度达8--10毫米，没有老化和开裂现象。分析：一是当年用材和施工质量良好，二是架空的大波隔热石棉瓦对防水层起到良好保护作用，二十年后防水能力仍然没有损坏。因此，大屋面不需要拆除重修。实际漏水通道有三：变形缝、檐口、铜瓦屋面。变形缝的漏水原因是当时施工变形缝时没有给油毡留下变形的余地，采用全粘法，变形时拉裂，而上盖的铜瓦盖板没有咬口，造成水从铜瓦接缝渗入而防水失败。檐口漏水是由于反梁过多将檐口分成多块，部分找平层坡度不够，局部有倒坡等造成排水不畅，引起檐口积水，局部绿豆沙保护层脱落引起防水层老化，因而发生渗漏。铜瓦漏水主要是由于战乱时枪弹在铜瓦上打出洞来，以及少数固定螺栓松脱造成漏水。

二、非洲屋面防水设计要点

与国内一般屋面防水设计相比，非洲援建工程的屋面防水设计应注意以下几个问题：

1、建筑物类别高，防水重要程度高。由中国政府援建的项目均为当地极为重要的工业与民用建筑，一旦发生渗漏，会造成严重的政治影响。如刚果人民宫，是刚果国家主要政治活动中心，外观气势雄伟，内部装修高档，而渗漏发生后大会堂与宴会厅吊顶和墙面发霉发黑，外立面檐口下水迹发黑，对人民宫的形象产生很坏影响。多哥会议大厦也是这样的政治性建筑。援建的体育场、学校、医院等公共建筑也多为当地标志性建筑，一旦发生渗漏，严重影响我国的国际形象，影响发展与受援国的外交关系。因此，必须把屋面防水设计作为政治问题对待，在思想上高度重视，严格按屋面工程技术规范设计。屋面防水等级不得低于二级，要求二道或三道防水。

2、暴雨强度大，雨量集中。与国内的大部分地区气候条件不同，非洲沿海平原和盆地多为热带季风气候，暴雨强度大，雨量集中，对屋面排水要求高。非洲当地建筑很少有平屋面，大多为坡度大于30度的坡屋顶，采用金属屋面或大波石棉瓦防水，金沙萨的大教堂等空间较大的建筑也都是这样，其主要原因就是排水。因此，根据气候特点，屋面防水设计应防排结合，以排为主。尽可能采用坡屋面，尽可能采用外排水。天沟、檐沟、水落管的排水量计算应以当地最大降雨量确定。建议采用30分钟暴雨强度确定排水量，而不是通常的每小时降雨强度。为加快雨水排泄，平屋面坡度宜大于2.5%，檐口坡度宜大于1.5%。屋面应尽可能少的布置反梁，尽可能做到每个区格独立排水，不共用排水口和雨落管。

3、非洲地区天气炎热，紫外光强烈，防水材料容易老化，常常是漏水的重要原因。首先，从材料的选择方面，必须考虑材料的特点及适应范围。以卷材为例，不应选用石油沥青纸胎油毡，应优先选用耐热耐老化的新型防水卷材如APP改性沥青防水卷材或氯化聚乙烯防水卷材。第二，刚柔结合，上刚下柔。以前的屋面防水层设计，一般是单一的刚性防水层或柔性防水层，建议采用下铺防水卷材柔性防水，上做细石混凝土刚性防水的两道防水，利用柔毡延伸性强，适应变形能力强的优点，克服其耐热性差、易老化的缺点，利用混凝土耐久性好、耐穿刺能力好的优点，克服其拉伸性差、适应变形能力弱的缺点。大大提高屋面的整体防水功能。第三，两道防水时材料的选择，当上层选择APP改性沥青卷材时，下层宜选择防水涂膜，或易于热熔的SBS防水卷材。人民宫选择两层APP卷材，施工难度大，也造成材料性能的浪费。第四，重视隔热层的保护作用。架空隔热层一方面降低了防水层表面温度，减少了紫外线直射，另一方面减少了人员踩踏、流水冲击对防水层的破坏，起到了显著的保护作用。

4、重视屋面防水节点设计，注意施工的可行性和工艺的合理性。实践经验告诉我们，房屋的渗漏经常出现在天沟、檐口、变形缝、女儿墙、出屋面管道等地方。因此，在屋面防水设计中，应增加关键部位的施工详图。注意在这些部位采取多道设防，节点密封。与防水层关系最密切的找平层设计，应详细绘出坡度和排水方向。刚性防水层注意与基层的分离、注意予留分仓缝，避免和减轻荷载变化、混凝土收缩、温度应力等对防水层的影响。

三、卷材防水屋面施工应注意的几个问题

卷材防水屋面是应用最广泛的一种屋面防水做法，人民宫屋面即为卷材防水屋面。笔者在实践中总结出以下几个方面的问题，应引起施工人员的重视。

1、找平层的坡度及其控制

找平层是卷材防水层的基础，也是屋面排水的控制因素。用水泥砂浆找平时，配合比一般为1：2.5~1：3；厚度以基层而定，基层为现浇板时，15~20mm，基层为预制板时，20~30mm。找平层的坡度由设计确定，一般宜大于2.5%。找平层的分格缝应留在板端缝处，间距不大于6米，缝宽20mm，泛水处圆弧半径为50mm（APP卷材防水）。当找平层为细石混凝土时，混凝土强度不低于C15，表面不得有酥松、起砂、起皮现象。

2、热熔法与冷粘法

热熔法指用火焰加热器熔化防水卷材底部的热熔胶进行粘贴。其施工程序为：基层检查清扫、节点密封处理、附加层铺设、定位试铺、加热底熔胶滚铺、滚压排气、加热搭接缝热熔胶、搭接缝粘合排气、密封胶封搭接缝边、收头固定密封、清理检查修理。其技术要点是加热均匀，熔融至亮黑色为度，立即滚铺，滚压排气使之平展粘牢，搭接部位溢出热熔胶后随即刮封接口。

冷粘法指用胶粘剂进行卷材与基底、卷材与卷材的粘结，不需要加热的施工方法。其施工程序为：基层检查清扫、节点密封处理、涂刷冷底子油、定位试铺、卷材反面涂胶、基层涂胶、卷材粘贴滚压排气、搭接面清理、搭接缝涂胶、搭接缝粘合滚压、搭接缝口密封、收头固定密封、清理检查修理。其技术要点是涂刷胶粘剂均匀、不漏底不堆积，控制涂胶后的粘合时间，滚压、排气、粘牢，溢出的胶粘剂随即刮平封口。

3、防水卷材的铺贴方向与搭接

防水卷材铺贴前，应先检查找平层含水率，即用油毡铺放在找平层上，爆晒4小时，翻开表面无水珠为合格。铺贴大块屋面时，铺贴方向应平行屋脊，铺贴天沟、檐沟时，应顺天沟方向铺贴。叠层铺贴时，不得互相垂直。APP改性沥青卷材的搭接宽度，满粘法不小于80mm，条粘和空铺法不小于100mm。搭接缝应顺流水方向，天沟、檐沟处应将搭接缝留在屋面或天沟侧面，不宜留在沟底。

4、卷材收头的处理

卷材收头是防水的关键部位，处理不好容易张口、卷边、脱落。因此，必须做到固定、密封。在女儿墙和立面墙体上，可采用予留凹槽、抹出斜坡、将卷材粘贴到斜坡上、用压条和水泥钉钉入凹槽固定、再用密封胶封口、水泥砂浆抹平。混凝土墙不好留凹槽时，可采用将卷材粘贴在墙上、用压条和水泥钉钉压、卷材上口用密封胶封严、上面用镀锌铁皮保护的方法处理。

5、变形缝、附加层与局部空铺

变形缝是屋面变形较大的部位，卷材容易拉裂而漏水，人民宫漏水的主要通道就是变形缝漏水。处理的要点是给柔毡留下变形余地。墙面与屋面交接的泛水部位，应增加卷材附加层，立面和平面的附加层宽度不小于200mm。变形缝填塞沥青麻丝后，沿缝粘贴U形卷材，在上部空铺卷材，再用混凝土预制盖板或金属盖板盖严。需要局部空铺的还有屋面上平面与立墙交接处，屋面板板端缝、反梁等可能发生变形的部位。

6、雨季施工对找平层含水量控制的方法

在非洲的屋面防水施工中，经常遇到工期与季节的矛盾。雨季施工时，由于雨量大，下雨频繁而造成找平层干燥困难。强行施工势必使找平层含水量大于规范允许值，因而防水柔毡空鼓，影响防水质量。旧屋面防水层改造也会遇到这个问题。从设计上，可考虑做成排气屋面，将潮气集中通过排气管排出。从施工上，可采取利用连续晴日晒干找平层的有利时机，涂刷一层1~2mm厚沥青防水，遇到下雨可保护找平层，待晴日再铺贴柔毡，这样，就可以解决找平层含水的问题。旧屋面防水层改造也应利用晴日，揭开一段就涂刷一段沥青防水层，再铺贴柔毡。

7、施工质量的检查与质量评定

卷材防水屋面施工的质量检查十分重要，应为这是保证卷材防水效果的最后防线。质检包括班组的自检、质检工程师的检查、监理工程师的检查，检查内容包括：

⑴找平层质检。保证项目为找平层的材料及配合比、找平层坡度，必须符合设计要求和施工规范。材料检查其出厂合格证，坡度采用坡度尺现场量测。基本项目水泥砂浆找平层每处脱皮和起砂的累计面积不超过0.5平米为合格，无脱皮和起砂缺陷为优良。找平层与突出屋面结构的连接以做成弧形或钝角为合格，优良还要求整齐平顺。允许偏差项目为表面平整度不大于5mm。

⑵卷材防水层质检，保证项目为油毡品种和胶粘剂品种、标号、配合比必须符合设计要求和施工规范规定，应检查其出厂合格证、配合比和试验报告；卷材防水层严禁有渗漏现象，检测方法为雨后或泼水试验。基本项目a、表面平整度以基本符合排水要求，无明显积水现象为合格，符合排水要求，无积水为优良；b、卷材铺贴以冷底子油涂刷均匀，铺贴方法、压接顺序和搭接长度基本符合施工规范规定，粘贴牢固，无滑移、翘边为合格；符合规范规定，无起泡、皱折为优良。c、泛水、檐口、变形缝的做法以粘贴牢固、封盖严密；卷材附加层、泛水立面收头等做法基本符合施工规范规定为合格，符合规范规定为优良。允许偏差项目为卷材搭接宽度不小于10mm。

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