李嘉龙 黄茂贵 黄志红 周海鹏
中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏 南京 210019
【摘要】坡屋顶造型布置灵活，美观，利于排水，在建筑中得到普遍应用。随着建筑材料的发展，现代坡屋面施工工艺百花齐放。而现代坡屋面除了满足遮风挡雨的功能需求外，更加追求装饰上的美观、与外立面风格的一致性，金属瓦屋面就是其中的一种。传统金属瓦固定方式都采用混凝土钉钉于持力层上，该做法有许多风险与弊端，本文将论述传统固定方式的缺陷，同时提出一种改进措施，为金属瓦固定方式提供新的思路。
【关键词】坡屋面、固定方式、改进
一、工程概况
本工程建筑面积约为6万m2，其中金属瓦坡屋面建筑面积约为2万m2，为不上人坡屋面，坡屋面中均有挂瓦条30×30×2镀锌方钢、顺水条-25×5，中距600mm这一做法。
本工程设计做法没有制定顺水条的固定方式，其固定方式索引于《坡屋面建筑构造》（09J202-1）。
《坡屋面建筑构造》K2第3.2.1条明确说明挂瓦条固定在顺水条上，顺水条钉牢在持钉层上。
二、问题分析
顺水条用混凝土结构钉固定在持钉层（混凝土找平层）上。这种固定形式需要在顺水条上开孔，施工不方便，混凝土钉由于气候变化钉孔收缩膨胀，耐久性不强，同时对于无保温层部位，结构钉易破坏防水层，形成渗漏点，存在严重的渗漏风险。
需提供一种新的固定方式避免上述问题，项目部提出三种新的解决方案：
A.屋面板上预留钢筋，顺水条焊接于预留钢筋上
这种方案最先提出，施工难度较小，成本较低，如果只考虑顺水条的固定似乎是个不错的选择。本屋面防水材料为自粘聚合物沥青防水卷材，钢筋的预留对于防水层的施工有一定影响。由于顺水条间距较密（中距600mm），预留钢筋也需要根据顺水条的间距预埋，这样会有大量预留钢筋穿过防水层，防水卷材便需要切割，自粘聚合物沥青防水卷材由于延性较差，切割处不能很好和下层粘结，并且破坏了防水的整体性，大大增加的渗漏风险，如想避免渗漏风险，就需要在切割处增加柔性防水材料进行补充。同理，钢筋的预留对于保温层的施工也有一定影响，本屋面保温材料为挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板，块材保温板上需要穿孔以便预留钢筋穿过，另外对于混凝土泡沫保温板等脆性保温材料而言，在其上打孔易造成破损，增加损耗量。除影响防水层、保温层的施工以外，对于在坡屋面上施工人员而言，预留的大量竖向钢筋大大增加了安全风险，如果施工人员在施工过程中摔倒，很容易被预留的钢筋刺伤。故本方案未进行采用。
B．将顺水条直接焊接于找平层上部钢筋上
这种方案避免影响防水层、保温层的施工，并且不增加安全风险，施工难度也较低，施工成本只有少量增加。但是该方案也有比较明显的弊端，首先顺水条焊接于找平层上部钢筋，平整度较难控制，在找平层收光抹平的时候顺水条容易受到扰动，跟随钢筋上下摆浮。另外由于顺水条在钢筋上部，找平层混凝土无法形成保护层，后期少量渗水通过顺水条与混凝土之间的微隙与钢筋接触，容易腐蚀钢筋，造成一定质量风险。股本方案也未进行采用。
C．U型固定件预埋于混凝土找平层中，顺水条与U型固定件焊接
项目人员从钢筋马凳汲取灵感，创造性地制作U型固定件预埋于混凝土找平层中。本方案规避掉上述两种方案的多种弊端，不影响其他工序的施工，不增加安全风险，不增加施工难度。另外由于本工程钢筋使用量较大，钢筋加工过程中有较多的钢筋余料，通过余料加工制作也可以“废物利用”“降本增效”。故本方案决定采用，但由于没有类似施工经验，项目决定先在启智楼屋面进行样板区施工，如效果良好便大面积开展施工。
三、准备工作
U型固定件是屋面金属瓦的受力固定件，决定着屋面金属瓦的固定牢固程度。项目部经过讨论决定使用E6钢筋作为U型固定件的主材，视其为非抗震受拉构件确定锚固长度。技术部使用CAD制图软件绘制出U型固定件的制作图，锚固长度单边满足即可，一定程度上可以节约材料。上部为半圆环，半径可根据顺水条的宽度进行调节，本工程选用40mm。半圆环垂直于锚固方向，目的为了顺水条从半圆环内部穿过。
U型固定件制作简单，利用现场钢筋加工厂钢筋调直机、钢筋弯箍机与钢筋切割机即可完成制作。
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U型固定件示意图
四、样板区实施
现场钢筋加工厂通过U型固定件制作图制作首件样品，建设单位、监理单位、设计单位进行现场确认后大批量生产加工，准备安装。
U型固定件位置、数量可根据顺水条、挂瓦条的位置、数量确定，横纵间距500mm—800mm为宜（根据项目实际情况可进行调整），避开顺水条、挂瓦条节点部位。现场放线确定好定位后，采用绑扎连接的方式与混凝土找平层上部钢筋进行连接。每个U型固定件绑扎数量不宜少于四个，即锚固长边三个，锚固短边一个。
后期找平层混凝土一次浇筑成型，配合人工收光U型固定件周围找平层混凝土，表面观感佳。待找平层混凝土达到强度后，U型固定件便成为一个个“脚蹬”，对于坡度较大的坡屋面还具有防滑的功能。
待找平层混凝土达到施工所需强度后，首先将顺水条穿入U型固定件内部，全部穿好后，首先利用手锤将U型固定件的半圆环砸弯砸平，同时利用放位线对半圆环高度进行抄平，保证半圆环砸弯后的标高一致。由于屋面面积较大，导致顺水条整体长度较长，顺水条随找平层平整度偏差导致局部顺水条与混凝土找平层存在一定间隙。把金属垫片、橡胶垫片或垫木（根据工程实际情况选用）垫在这些顺水条与半圆环接合不紧密的部位，从而保证顺水条基底稳固，也为焊接工作提供必要的前提条件。随后可以开始U型固定件与顺水条的焊接工作。
U型固定件与顺水条的焊缝高低、宽窄应保证一致，不允许存在裂纹、未熔合及熔穿等缺陷。挂瓦条焊接完毕后，必须清除毛刺、焊瘤、飞溅和熔渣。统一对所有焊接部位涂刷两遍防锈漆。每遍防锈漆应涂刷均匀，待第一遍防锈漆干燥后涂刷第二遍防锈漆。
五、效果检查
启智楼样板区屋面工程各道工序严格遵循验收制度，监理单位现场验收合格。启智楼金属瓦屋面完成后，遇六级大风天气未发现松动、掉瓦的情况。另外经现场后期核查，启智楼有两处渗漏点，一处位于落水口处，一处位于穿板钢管处，可见渗漏原因为防水层细部处理不到位，未发现防水层刺穿导致渗漏的部位，可见U型固定件可有效避免刺穿防水层。启智楼U型固定件全部采用钢筋余料制作，仅增加少量人工费，成本方面完全可控。综合以上结果，U型固定件是一种成本低、力学性能佳、质量良好的措施手段。
六、标准化
U型固定件的固定方式编入项目坡屋面金属瓦施工方案中，经公司、监理单位、建设单位审核审批后，用于指导现场施工。后续的金属瓦屋面同样采用此种方式，得到业主方的支持与肯定。同时U型固定件的固定方式选入分公司屋面工程施工手册中，为类似工程提供可借鉴的施工经验。
七、结束语
金属瓦坡屋面造型美观，应用广泛，经过施工过程中的不断改进质量一步步提高。U型固定件是一种对顺水条固定的改进方式，对其他工序影响较小，不破坏防水层，具有施工简单、耐久性强、成本较低等特点，后期交付使用后一般不需要保养和维修。
参考文献：
【1】坡屋面建筑构造图集 09J202-1
【2】屋面工程质量验收规范 GB50207-2012
【3】创建鲁班奖工程细部做法指导 中国城市出版社，2014.3