钢结构装配式建筑防水系统的关键技术与设计实践

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)第10期   作者:徐淑宁
[导读] 本文针对钢结构装配式建筑防水关键技术的问题进行了详细的论述,并结合杭州萧山国际机场5、6号宿舍项目的设计实践,为钢结构装配式建筑设计的推广提供参考。

        徐淑宁
        浙江省建筑设计研究院   浙江杭州   310006
        摘要:本文针对钢结构装配式建筑防水关键技术的问题进行了详细的论述,并结合杭州萧山国际机场5、6号宿舍项目的设计实践,为钢结构装配式建筑设计的推广提供参考。
关键词:钢结构装配式建筑,防水,接缝密封

绪论
        我国的装配式建筑还处于发展初级阶段,是目前建筑行业正在大力推广的新型技术。党中央、国务院高度重视装配式建筑的发展,特别指出京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区。浙江省积极响应国务院号召,于2016年9月10日印发了《浙江省人民政府办公厅关于推进绿色建筑和建筑工业化发展的实施意见》(浙政办发〔2016〕111号),推广装配式建筑在我省的应用。
        绿色建筑是建筑业未来的发展方向,建筑工业化是通过建筑部品的工厂流水线预制、现场组装,实现“像造汽车一样在工厂流水线上造房子”,预制装配式结构则是实现建筑工业化的主要形式。
        预制装配式结构可大体分为木结构、钢结构和预制混凝土结构三大类。在我国,受土地、森林资源限制,木结构体系在现代建筑中采用的不多,装配式结构主要是预制混凝土结构和钢结构两种形式。浙江省内钢结构企业众多,大力发展和研究钢结构装配式建筑,则是充分发挥地区优势的体现,其中重难点就在对于钢结构装配式建筑防水系统关键技术的研究。
1项目概况
        杭州萧山国际机场5、6号宿舍项目位于杭州萧山国际机场内,永盛路南侧,机场现有4号宿舍楼北侧,总用地面积8286平方米,总建筑面积34400平方米,其中地上28541平方米,地下5859平方米。5号楼地上7层, 6号楼地上10层。设计使用年限50年,屋面防水等级为一级,地下室防水等级二级(地下室顶板防水等级一级)。本项目具有建筑功能单一、平面布局模块化等特点,非常适合工厂预制、现场拼装的装配式施工。而且本项目与现有宿舍区之间距离很近,如采用传统的建造方式,施工期间势必会对现有员工住宿产生较大的噪音、粉尘影响。目前,我国建筑行业正在大力推广新型装配式建筑技术,因此,综合考虑上述原因,本项目采用了装配式钢结构施工,不仅施工速度快,还较好地避免了上述情况,减少对现有宿舍区的影响。本项目采用的是SPD板结合交错桁架-钢框架混合装配式体系,这是一种用钢指标理想、高效集成的装配式建筑。楼板以预制混凝土SPD板为主,屋面和卫生间等有防水要求的部分采用现浇混凝土楼板。外墙板采用预制混凝土墙板(PC墙板)。旨在探索一种新型适用的多高层装配式钢结构体系以备后续广泛开发,充分发挥地区优势。
2防水系统设计
        本项目的地下部分采用现浇钢筋混凝土结构底板、墙板和顶板,其防水设防均为常规做法,本文不做介绍。本文介绍和讨论的重点是建筑物的地上部分的防水设防。屋面采用钢筋桁架楼承板现浇,其构造设计和施工与现行GB50345-2012《屋面工程技术规范》的规定基本一致。因此,室内卫生间防水设防、预制外墙板接缝的密封防水、外墙上钢梁与砌块墙体之间的接缝防水处理等是本项目防水系统设计的重难点。
2.1室内卫生间防水设计
        本项目卫生间采用集成卫浴,将传统卫生间的现场湿作业转变成工厂制造、现场拼装的干法施工模式,像搭积木一样拼装卫生间,安装速度快,大大缩短施工周期。它采用性能优异的SMC材料制作,底盘采用“烟灰缸”式一体设计,SMC是英文Sheet molding compound的缩写,即片状模塑料,具有强度高、防水性能好的特点。

考虑到集成卫浴维修比较困难,万一底盘破损或洁具管道接头安装不到位,光靠集成卫浴本身无法保障卫生间防水的可靠性,因此我们在卫生间处仍采用了传统的现浇钢筋混凝土楼板,并且对防水措施提出了更高的要求,使卫生间防水更加可靠。卫生间四周墙体除门洞外设200高C20混凝土翻边,楼板和翻边均做两道防水,一道不小于2厚水泥基渗透结晶型防水涂料,一道1.5厚合成高分子防水涂料。墙面与楼地面交接部位、穿楼板(墙)的套管用防水涂料、密封材料进行加强防水处理。墙面与楼地面交接处增设附加防水层,附加防水层平面宽度与立面宽度均不应小于100mm。穿楼板(墙) 的套管、地漏等的加强防水层宽度不应小于150mm。
2.2预制外墙板接缝的密封防水设计
        本项目南北面宿舍外墙采用加气混凝土砌块,东西面外墙采用150厚加气混凝土条板+250厚空腔(空腔内有交错桁架)+100厚PC外墙挂板。PC外墙挂板吊装施工,不需要搭脚手架,大大节省了工期。PC外墙挂板工厂预制,并根据设计要求的颜色在工厂做好底漆,现场拼装后涂刷面漆。
        由于PC板本身具有很好的防水能力,因此外墙防水构造的重点就在PC墙板的拼缝上。墙板拼缝分为水平缝和垂直缝,两者都是在墙板拼接过程中自然形成的。水平缝采用了内高外低的企口构造,可防止外侧的防水密封材料遭到破坏时水直接进入室内。垂直缝采用了普通直缝形式。接缝在室外侧和室内侧均设计密封材料作防水。外侧防水是耐候性密封,主要作用是防止紫外线,雨雪等气候因素的影响。内侧防水是第二道防水,阻止突破外侧密封的外界水汽进入室内,中间部分是物理空腔形成的减压空间。
耐候性防水密封胶的性能要求比较高,施工时的质量要求也比较高,必须有专业富有经验的施工团队来负责操作。墙板防水施工完毕后应及时进行淋水试验以检验防水的有效性,淋水时宜使用消防水龙带对试验部位进行喷淋,外部检查打胶部位是否有脱胶现象,内侧仔细观察是否有水印、水迹,试验没问题后再安装室内侧的加气混凝土条板。如发现有局部渗漏部位必须认真做好记录查找原因及时处理,必要时可在墙板内侧加设一道聚氨酯防水提高防渗漏安全系数。
2.3屋面防水设计
        虽然本项目屋面采用110厚钢筋桁架楼承板现浇,防水做法和节点与传统的钢筋混凝土结构屋面没有太大的区别,但是为了提高防水设防的可靠性,本项目屋面防水做了加强处理,屋面构造层次,本项目屋面防水设了三道防水层,屋面结构板上直接先做一道2厚水泥基渗透结晶型防水涂料,找坡找平之后再设2厚热熔改性沥青防水涂料和3厚SBS改性沥青防水卷材,充分发挥了不同材料的优点,提高了防水设防的可靠性。
        防水涂料和防水卷材是两类主要的柔性防水材料,各有优缺点,防水涂料施工简便,对不规则基层和复杂节点部位的适应能力强,形成的涂膜防水层整体性好,但防水层质量受施工因素影响较大,涂层厚度均匀性较难控制;防水卷材由工厂生产,厚薄均匀、材料质量有保证,但与基层粘结难度大,搭接缝多,存在渗漏隐患,对复杂基面的适应性差。本项目采用热熔改性沥青防水涂料和SBS改性沥青防水卷材这两种具有相容性的防水材料组成复合防水,充分发挥了涂膜的整体性和卷材材质稳定性的优势,互相弥补存在的弱点。具有较强粘结能力的热熔型防水涂料可兼做铺贴卷材的胶粘剂。

3结语
        本文结合实际工程案例,对钢结构装配式建筑的防水设计进行了介绍和总结,从技术层面上通过采取一系列防水措施保障建筑的防水性能,为钢结构装配式建筑设计的推广提供参考。装配式建筑的防水设计要点主要是通过结合结构形式、材料密封防水、物理构造防水和构造排水等多方面综合设计的手段,全面保障建筑物的防水性能。
        此外,现场施工人员也应熟练掌握防水施工要领,严格按相关规范流程进行操作,把好防水质量关,只有这样才能使装配式建筑产品获得广大用户的认同和市场的认可。


参考文献:
[1]朱宏,预制装配式(PC)建筑外墙防水密封设计与选材[J],中国建筑防水,2016(6):26-29
[2]张喆,预制装配式建筑外墙防水构造及施工要点[J],建设施工,2015(4):120-121
[3]何若象,张文华,蠕变型热熔防水涂料在复合防水中的应用,新型建筑材料,2012(3):63-66
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