新郑机场二期扩建工程钢骨架轻型屋面板防水设计与施工

钢骨架轻型屋面板的开发与应用是近年来屋面工程技术的一项重大突破。该屋面板主肋、副肋、端肋及加强肋主要采用冷弯薄壁型钢加工，芯板受力筋、分布筋采用冷拔低碳钢丝网片为主材，以改性水泥珍珠岩复合芯材填充，在满足工程质量和安全的前提下，大大降低了现场湿作业工作量，减轻了结构自重，加快了工程进度，并降低了工程造价，在很大程度上体现了现代建筑业轻质、高强、绿色的设计与施工理念。因此，近年钢骨架轻型屋面板在机场、工厂、仓库及商场等大跨度工业与民用建筑上都开始有应用。

　　但由于钢骨架轻型屋面板是一种新型屋面板，施工工艺相比钢筋混凝土屋面、金属压型板屋面还不够成熟，参建各方对该类型屋面的防水层施工和防水效果缺乏客观的认识，从而在设计中不敢推广；又由于钢骨架屋面板的细部节点难以明确，在施工中不易找到质量控制重点，施工完毕后防水卷材易发生空鼓、开裂，给后期使用带来严重的质量隐患。为此，本文将结合工程实例简要剖析钢骨架轻型屋面板的若干防水问题。

　　郑州新郑国际机场二期扩建工程货运站占地面积116046.13m²，总建筑面积43662.88m²，室外广场及道路面积44830m²，工程设计年吞吐量50万t，对于河南省打造中原交通综合枢纽具有重要作用。其中，货运站（含作业区、卸货棚、维修车间及预留冷库）为单层门式钢骨架结构的轻型屋面，屋面主梁及托梁跨度24m，屋面标准板长度8m、宽度1.5 m，整体屋面防水面积总计32779.59m²，防水等级Ⅰ级，大面防水设计采用双层SBS改性沥青防水卷材热熔法工艺，细部节点辅以自粘防水卷材加强。

　　钢骨架轻型屋面板的防水设计与施工是本工程的控制重点，对于整体屋面防水具有重要作用，图1为屋面板节点安装示意。

图1 屋面板节点安装示意

　　2.1 基层施工质量控制要点

　　1）钢骨架轻型屋面板在制作、运输、堆放过程中，板材表面水泥基层在遇受潮、曝晒的情况下易发生脱皮开裂，给后期防水卷材的粘贴施工带来严重隐患。因此，在吊装前，现场施工人员必须检查板材表面质量，并要求屋面板安装完毕后采用同比例水泥砂浆对板材表面进行统一处理。

　　2）在轻型屋面板吊装至屋面梁后，应确保每块屋面板与钢梁或钢制预埋件间进行三点连接，焊缝长度和高度应满足图集及设计要求，防止施工人员漏焊、少焊，造成屋面板在后期使用中因外力作用引起滑移，进而拉裂屋面卷材。

　　3）在抗震设防地区，相邻板块间还应该采用镀锌扁铁在角部、跨中进行焊缝连接，增强屋面的整体稳定性。

　　4）屋面板就位、焊接检验合格后，应进行灌缝处理，局部屋面灌缝完成后再清理刷油。本项目原设计图只要求相邻屋面板缝间采用膨胀珍珠岩水泥砂浆灌缝。但经实践证明，灌缝应分两次进行，板肋一次、板面一次，且应在距离屋面板板面位置处增加玻纤抗裂网，这样能够很好地抵御灌缝区域内板缝方向的温度裂缝，保证屋面的自防水效果及后期防水卷材的粘贴质量。

　　2.2 卷材铺贴前准备

　　轻型屋面板上可直接进行防水卷材铺贴，不必设置找平层。大面轻型屋面板在风荷载、积雪荷载等外力作用下，自身会发生微弱颤动，而设置找平层容易引起开裂，且增加屋面板自重，对于抗震设防、跨度设计要求不利。另外，在轻型屋面板铺装时应注意相邻板面间的高度差，在灌缝时应保证填缝平整光洁。

　　2.3 细部节点加强处理

　　轻型屋面板与女儿墙、钢天沟、采光天窗、风机支座等屋面凸起物交接位置，必须按照屋面规范要求设置防水加强层。

　　2.3.1 女儿墙

　　本工程屋面女儿墙设置了金属压型板，由于钢骨架轻型屋面板主肋为顺直的C型钢，而金属压型板为增强自身刚度必然带肋，屋面板与立面金属压型板间不可避免会存在较大程度的缝隙；且无论是采用自粘性防水卷材、还是用普通SBS防水卷材热熔施工进行粘合，都难以确保立面卷材不脱落、压型板肋高部位不渗水。为此，在金属压型板与轻型屋面板间应增设“L”形镀锌折件，一边直接压入屋面女儿墙压顶内，另一边压在SBS卷材下，从而确保轻型屋面板沿墙部位不渗水。女儿墙部位防水做法，见图2。

图2 女儿墙防水构造

　　2.3.2 钢天沟

　　针对钢天沟位置，由于在施工中采用热熔法铺贴防水卷材会破坏天沟的防锈漆，且冷热交替的环境会引起热熔施工卷材的开裂和脱落。因此，在钢天沟处应设置自粘防水卷材，这要求在SBS卷材铺贴前甩茬，以保证后期自粘卷材施工的压边顺序；现场一般应距天沟边300mm处甩茬，预留半幅卷材不进行粘贴，待自粘卷材施工完毕后，再将两者紧密贴合在一起。

　　2.3.3 屋面凸起部位

　　针对屋面风机、采光天窗等屋面凸起部位，其基础根部应磨成圆弧状，从而防止卷材在平、立面交接位置磨损而造成卷材开裂，并采用相应防水措施。譬如，在采光天窗部位施工中，应充分考虑天窗宽度是否会影响到整个屋面的排水，如果天窗在垂直屋面排水方向长度较大时，在暴雨侵袭时，急剧水流可能在碰触到天窗立面后上翻形成“波浪”，雨水会直接灌入卷材封口的压边内。为此，在施工中应充分考虑这一因素，可在天窗的迎水面设置“分水岭”，从而改变水流方向，防止雨水在天窗立面上翻形成“波浪”；也可以直接将屋面防水卷材包边至天窗顶面，再采用压条或基座本身压密，利用卷材自身的柔性密封作用，防止雨水渗入。在大型仓库、商场等关键建筑物上，建议同时采用以上两种作法，从“疏”、 “堵”两个方面同时着手，解决该部位渗水难题。采光天窗部位防水做法，见图3。

图3 采光天窗立板封边构造

　　2.3.4 其他部位

　　针对出屋面线管、线管群等部位，由于钢筋混凝土屋面是将带有阻水环的钢管直接预埋在混凝土中，屋面自防水就能很好地解决这些部位的渗水问题；而轻型屋面板是在工厂预制、现场安装的，且相邻板缝间采用的是微膨胀珍珠岩水泥砂浆，因此原混凝土屋面工艺作法在轻型屋面板中不适用。根据轻型屋面板的自身工艺条件，确定施工方案为：屋面穿线管、线管群通过相邻短边板缝或预留孔穿出屋面，将线管、线管群固定在屋面板肋板上，再采用膨胀橡胶止水带以“8”字形连续缠绕在线管上（图4），然后在出屋面部件处浇筑细石混凝土墩，最后对于突出屋面部件进行防水卷材的粘贴施工。

图4 穿线管防水设计

　　2.4 防水卷材铺贴施工

　　轻型屋面板的大面积防水卷材铺贴，其施工方法与普通钢筋混凝土屋面区别不大，应在基层干燥后刷冷底子油，然后再进行防水卷材的铺贴，铺贴方向应根据屋面坡度及屋面是否有振动荷载来确定。为了防止在高温季节或强烈振动下，防水卷材整体发生滑移，规定：当屋面坡度小于3%时，卷材宜平行于屋脊铺贴；屋面坡度在3%~15%时，卷材可平行或垂直于屋脊铺贴；屋面坡度大于15%或受荷载振动时，卷材应垂直于屋脊铺贴。

　　在大面积施工时，首先应对需要设置防水加强层的部位（主要是节点部位）进行全面排查，然后由屋面最低标高处向上进行大面积防水卷材铺贴；施工中应保证上、下层及相邻两幅卷材的搭接缝错开，接缝宽度≥100 mm。

　　轻型屋面板除周边骨架采用C型钢材外，芯材主要为复合改性水泥珍珠岩，其吸水率远大于普通混凝土，且由于表面水泥基的密封作用，雨水或养护用水一旦渗入到芯材内，水分将很难蒸发，即便在夏季高温情况下，也应在4~5d连续无雨后方可进行防水卷材铺贴。因此，屋面板在运输、存储过程中，应采取有效的防潮措施；屋面板吊装、嵌缝、刷油和卷材铺贴应形成一个完整的作业循环，防止屋面板被雨水浸泡。同时，嵌缝养护时严禁大面积喷洒；嵌缝干燥后，在周边覆盖1m²防水卷材，待4h后进行观察，若无水珠即可进行卷材铺贴。

　　郑州新郑国际机场二期扩建工程货运站已全面投入使用，并经历了数场暴雨、持续阴雨天的考验，目前为止屋面未发现渗漏情况。然而，钢骨架轻型屋面板毕竟是一项新技术的应用，本身工艺尚不成熟，如何在这种新型屋面基层上做好屋面防水，需要一个持续探索、改进、总结和完善的过程。