工艺工法qc大坡度屋面琉璃瓦施工工法

'大面积大坡度屋面琉璃瓦施工工法编制单位：工法编号：YJGF143-2006主要执笔人：1前言琉璃瓦或青瓦坡屋面是我国延续了几千年的传统屋面形式。坡屋面的瓦由陶土制作成形、阴干后烧制而成；琉璃瓦还要在烧成的瓦坯表面上涂一层彩色釉，再经高温烧结。琉璃瓦表面致密、光亮、色彩华贵，采用琉璃瓦也是一种地位的象征，因此，琉璃瓦坡屋面成为重要古建筑的代表形式。坡屋面以其排水好、隔热保温优良和造型丰富，当前在我国公共建筑、住宅建筑建筑中得到了较为广泛的应用。图1琉璃瓦坡屋面构造示意图***博物馆是湖北省的标志性建筑，主要展馆有编钟馆、楚文化馆、综合陈列馆。编钟馆由外单位于上世纪八十年代建成，建成后因坡屋面漏水、琉璃瓦多处大面积下滑等事故，造成了经济损失和极大的不良社会影响。我们承接到楚文化馆和综合陈列馆的工程后，考虑到大面积四坡屋面坡度陡、面积大（水平夹角38.66°，楚文化馆2400m2，综合陈列馆9000m2），构造复杂（见图1）。要在陡峭的斜面上展开大面积施工挂琉璃瓦有极大难度；更由于馆藏大量国宝级文物，必须要确保琉璃瓦屋面不渗不漏、保温良好；因此，陡峭琉璃瓦屋面施工成为***博物馆扩建工程施工技术的主要难点和重点。需要开展相关项目的技术攻关，才能保证各道工序的质量完全符合设计要求；需要有综合性的技术突破，才能保证使用功能和耐久性，才能准确体现重要公共建筑的建筑艺术效果。 2工艺特点2.1四坡屋面的承重结构为C35.S8现浇钢筋砼梁板体系，琉璃瓦用水泥石灰混合砂浆座浆铺设在屋面板上。鉴于前期形状与楚文化馆相同的编钟馆屋面琉璃瓦施工教训，在陡峭的混凝土板面设置柔性防水层，大面积的琉璃瓦在陡峭的屋面上的滑移问题难以解决。因此必须要有可靠的措施，保证屋面在直接承受日晒夜露、风霜雨雪的作用、剧烈的温湿度变化的作用下，保持琉璃瓦不松动、不下滑、不翘起、不裂不漏。***博物馆扩建工程通过与设计协商，在不设置柔性防水层情况下，采取屋面构造综合优化措施，保证屋面防水功能和使用年限，使之达到一类屋面防水要求。2.1.1由于屋面不能设置柔性防水层，屋面坡度必须准确、檐沟、脊沟的防水构造措施必须可靠，确保排水顺畅；设置有足够刚度的挂瓦钢筋网，钢筋网与浇筑屋面板的对拉螺杆焊接固定，形成固定琉璃瓦的挂瓦骨架，将瓦与屋面结构固定，防止琉璃瓦滑移。2.1.2用双股18#铜丝将琉璃瓦逐块绑扎固定在焊接钢筋网片上。2.1.3用水泥石灰混合砂浆座灰，将琉璃瓦坐实找平、并将铜扎丝全部埋入砂浆中封闭严实。2.1.4大坡度琉璃瓦屋面采用内保温措施，将保温材料设在屋面混凝土板底，保温材料的骨架用浇筑屋面板的对拉螺杆固定。由于对拉螺杆也是固定挂瓦钢筋网的预埋件，安装保温材料时必须小心操作。2.2控制对每条瓦垄的中线标高，保证瓦屋面线条清晰美观、坡面平顺、排水顺畅。2.3通过对琉璃瓦验收、分选，控制琉璃瓦的质量，并使大面上色泽基本一致，外表美观。2.4自制运料小滑车运输琉璃瓦和砂浆，解决坡屋面材料运输困难和减少损耗。2.5自制挂架式斜坡平台，确保施工人员行走和操作安全、舒适。2.6科学的优化施工工艺流程、选择有效的成品保护措施。3适用范围本工法适用于琉璃瓦、陶土瓦的仿古建筑，工业与民用建筑坡屋面和顶屋面“平改坡”改造的工程施工。4材料性能4.1琉璃瓦及配件的类型表4.1琉璃瓦及配件序号名称规格备注1底瓦300*220*132勾头筒瓦200*130*133筒瓦200*130*134脊沟瓦200*130*13脊沟底瓦5正当沟220*50*12屋脊处收口配件 6斜当沟300*50*12屋脊处收口配件7压带条200*80*20屋脊处收口配件8群色条200*90*50屋脊处收口配件4.2琉璃瓦尺寸误差按产品说明书控制。不得有缺楞掉角、裂缝、瓦面缺釉。4.3有釉板瓦、有釉筒瓦及上表所列各类配件的抗弯曲性能、吸水率、抗冻性、耐急冷急热性指标符合JC709-1998中有釉板瓦、有釉筒瓦要求。见下表：表4.3有釉板瓦、有釉筒瓦性能要求序号检验项目标准要求1抗弯曲性能弯曲破坏荷重≥1170N2吸水率≤12％3耐急冷急热性经3次耐急冷急热性循环不出现炸裂、剥落及裂纹现象4抗冻性经15次冻融循环不出现剥落、掉角、掉棱及裂纹现象4.4扎丝：应有足够的强度和韧性、较好的耐久性。一般宜采用经过退火处理的18#铜丝。4.5水泥石灰混合砂浆：石灰膏应用熟化7d以上的成品，砂采用中砂，筛去5mm以上颗粒；按重量比配制，拌合后3h内必须使用完毕。5工艺原理5.1在大坡度屋面上大面积铺设琉璃瓦，必须确保瓦与屋面不产生相对滑移，因此要有可靠的构造措施将琉璃瓦牢固固定。***博物馆综合陈列馆采用退火铜丝将琉璃瓦固定在穿出混凝土屋面板的大量密布的预埋件上，采用水泥混合砂浆将琉璃瓦直接座砌在设置于自防水现浇钢筋砼上的防水砂浆找平层上，通过采取综合构造措施防止琉璃瓦滑移，改变和优化了琉璃瓦下设置防水卷材的传统工艺做法。5.2在大坡度屋面上大面积铺设琉璃瓦，必须确保琉璃瓦屋面不开裂、不渗漏，因此要采取可靠的构造措施保证琉璃瓦屋面的防水功能。***博物馆综合陈列馆琉璃瓦屋面通过设置大坡度的现浇钢筋砼结构自防水层、防水砂浆找平层和大坡度的优良琉璃瓦面层，通过综合构造措施，确保琉璃瓦屋面不开裂、不渗漏，有效的保证屋面防水功能、提高屋面防水的使用年限，使之达到一类屋面防水的要求。5.3大面积大坡度琉璃瓦坡屋面必须确保屋面的保温隔热效果，因此要有可靠的构造措施保证屋面的保温隔热功能。***博物馆综合陈列馆琉璃瓦屋面采用屋面板留设的对拉螺杆形成的骨架将保温材料固定在现浇钢筋砼坡屋面板板底，保证了屋面的保温隔热功能。6工艺流程和操作方法 6.1施工工艺流程图6.1工艺流程6.2操作方法6.2.1钢筋混凝土屋面板基层处理混凝土表面按间距5cm×5cm凿毛，凿除明显超高部分混凝土。6.2.2水泥砂浆找平层施工找平层施工方法、质量要求与一般混凝土面砂浆找平相同。本工程的控制要点是坡度正确、大面平整度符合要求、不空鼓、不开裂，表面压实抹平、搓毛，表面成均匀毛面；留出固定挂瓦钢筋网片的对拉螺栓端头。1．找平层上设分格缝用上宽下窄的楔形小木枋作分格条，留出宽20mm，深度同抹灰厚度的分格缝。分格缝既有控 制找平层标高和平整度的作用，又是有控制裂缝的诱导缝作用。其间距控制在6m×6m以内。2．找平层尽量安排在晴朗无风天气施工，施工气温不低于5°C，雨雪天气禁止施工，防止受冻。特别要注意保湿养护，夏季要避免暴晒和高温时段施工，终凝前要注意防止水分大量散失出现塑性裂缝，终凝后要注意及时小水慢淋保湿，防止出现失水空鼓、开裂。6.2.3现场排版分线1．排版原则1）瓦垄的中心间距为250mm，即：琉璃瓦底瓦及筒瓦中心间距均为250mm。按屋面瓦水平方向（每垄）必须为整瓦，屋脊的泄水孔必须对准底瓦中心的原则分线（见图1.1、图6.1）。图6.2.3-1铺砌琉璃瓦的标准垄布置示意2）在脊沟部位分线时，需确定阴角脊沟瓦宽度，再进行底瓦水平分格（垄）。3）调节天沟处筒、底瓦伸入天沟的长度，一般不超过70mm，保证正屋脊处为整瓦、屋脊压带条及群色条交圈为整体的原则，弹出每块底瓦的上边线。4）力求不出现断头瓦。根据上述原则确定底瓦之间及筒瓦之间的的搭接长度，并根据现场琉璃瓦实物略作微调。2．“标准垄”现场排版：按排版原则，结合屋面结构的实际尺寸误差情况排版分线，先在找平层上用墨线弹出泄水管及阴角部位底瓦的中心位置。以屋面中心泄水口处3垄底瓦2垄筒瓦、正脊与斜脊交会处2垄底瓦1垄筒瓦、与大屋面连接的屋面中心线处2垄底瓦1垄筒瓦、其它每隔12m处2垄底瓦1垄筒瓦以及脊沟处阴角瓦作为标准垄（见图6.2.3-1）。标准垄先施工，标准垄的瓦铺砌完毕后，有作为施工段划分和大面积铺贴琉璃瓦“标筋”的作用。图6.2.3-2脊沟构造示意图6.2.3-3檐沟构造示意 标准垄施工前应进行现场预排，调整檐沟、脊沟处勾头瓦的起始位置（外伸长度），见图6.2.3-2、图6.2.3-3，保证与脊瓦相交处底瓦和筒瓦不出现八分以下瓦，然后用墨线弹出每垄、每一块底瓦沿坡面的上边线位置及每一垄底瓦顺坡向的的中心线。排版分线完毕后应由有关方面共同验收后进行下道工序。6.2.4钢筋网的焊接及防锈处理1．钢筋网片按挂瓦的水平方向钢筋φ8@200；顺坡向的钢筋φ8@500，用E43焊条焊成3000*3000大小的预制网片，每个钢筋相交点必须焊接牢固，验收后除锈、刷两道防锈漆。2．钢筋网片根据琉璃瓦的排版布置。顺坡向钢筋在下紧贴坡屋面砂浆找平层，挂瓦水平钢筋布置在底瓦上边线以的2-3cm处，每排底瓦有一道水平挂瓦钢筋。@500的顺坡向钢筋宜放在筒瓦位置为好，校正位置后将顺坡向钢筋与每个对拉螺杆接点焊接牢固。3．钢筋网片焊接完毕后，将高出网片的对拉螺杆用氧割割除，保留有标高标识的对拉螺杆。割除时应注意不可烧伤找平层。4．钢筋网片焊接节点处补刷两道红丹漆。涂刷时不得污染找平层表面。6.2.5铺砌琉璃瓦1．标准垄琉璃瓦铺先铺砌12000“标准垄”瓦的铺砌是底瓦和筒瓦逐垄由天沟处勾头瓦开始依次向上铺贴至屋脊处。铺砌的施工顺序：群色条压带条筒瓦筒瓦勾头底瓦底瓦勾头2．“标准垄”将每一个坡面分隔成了若干个工作面，“标准垄”之间的工作面分别进行施工。3．施工方法琉璃瓦铺贴用1：2：4水泥石灰砂浆座砌，18#双股铜丝绑扎，在挂瓦钢筋网的横向φ8钢筋上缠绕不少于3圈。4．施工工艺挂瓦前一天应将要用的琉璃瓦用水浸泡湿润，施工前2小时拿出晾干表面才能使用。施工前基层应打扫干净，适当洒水润实表面，并保持基层清洁。通过运料滑车和运输通道转运材料，施工人员通过麻绳软梯及斜坡式挂架平台上下坡屋面进行施工。1）底瓦施工底瓦的施工应逐陇自下而上进行。由下部天沟处开始。根据排版分线标记，在要铺沟头瓦的屋面铺设10mm厚砂浆，然后把穿好铜丝的沟头瓦按位置座砌固定，瓦上口底面应用橡皮锤敲打、挤实砂浆、使瓦底与找平层贴紧，并将铜丝与预留钢筋网片绑扎牢固，再微调瓦的位置使与排版位置吻合。见图6.2.5-1沟头底瓦铺贴后，根据排版分线标记铺贴底瓦。先在要铺底瓦的屋面铺设10mm厚砂浆，再把穿好铜丝的底瓦按位置座砌固定，以底瓦底面的凸槽线抵紧下部已贴瓦片为准，与下部已贴瓦片搭图6.2.5-1挂瓦示意接、贴紧，用橡皮锤敲打底瓦上表面、挤实砂浆、 使瓦底与找平层贴紧，并将铜丝与钢筋网片绑扎牢固，再微调瓦的位置与排版位置吻合。该垄底瓦铺贴至屋脊处后，将两垄底瓦之间空隙用砂浆填实。阴沟瓦的施工同底瓦。底瓦铺贴至斜阴角、斜阳脊处时，应根据左右方向不同选择异形斜底瓦铺贴，如斜底瓦尺寸偏小不能满足现场要求，应由厂家依据现场尺寸加工处理，如斜底瓦尺寸偏大不能满足现场要求，应依据实际尺寸对斜底瓦进行切割及打磨。斜底瓦与脊沟瓦之间的接头处理详见图6.2.3-2《脊沟瓦与底瓦接口大样图》。2）筒瓦施工两陇底瓦铺贴完毕后进行筒瓦的铺贴。筒瓦的施工仍由天沟处沟头瓦开始，自下而上逐垄进行。筒瓦勾头的起始位置应紧贴底瓦勾头挡板。首先将穿好铜丝的筒瓦沟头底面满抹砂浆，然后根据位置扣在两陇底瓦之间挤压固定，筒瓦底面与底瓦之间不留缝隙，再把铜丝与预留钢筋网绑扎牢固，并调节定位，最后将筒瓦与底瓦之间的缝隙用砂浆塞满，用φ6钢筋棍捣实。见图6.2.3-3《檐沟瓦天沟处大样图》。筒瓦的施工与筒瓦沟头类似，起始位置应与下部筒瓦上口插榫抵紧，其它工序同筒瓦沟头施工，自下而上将该陇筒瓦铺贴至屋脊处。斜脊处应根据现场实际尺寸进行切割，确保筒瓦与屋脊斜脊结合严密。3）当沟、压带条及群色条的施工当沟、压带条及群色条是屋脊处琉璃瓦收口构件。当沟瓦施工之前应按底瓦位置、标高以及天沟找图6.2.5-2屋顶排水口示意图坡后的标高按间距2m用机械钻孔后埋不锈钢管泄水孔，泄水孔不锈钢管一直穿通正当沟到底瓦上方，管周边采用灌浆料填实。当沟瓦分为斜当沟和正当沟（见图1），分别用于斜屋脊和正屋脊处。当沟瓦采用砂浆粘贴在屋脊梁侧面。当沟瓦的中距、大小、曲率尺寸必须与筒瓦瓦垄匹配，如当沟瓦尺寸偏差不能满足现场要求时，应由厂家依据现场尺寸加工，依据实际尺寸对当沟瓦进行切割及打磨。斜当沟和正当沟上口应相互交圈，正脊处当沟瓦上口应水平，斜当沟上口应顺直，表面平整。压带条采用砂浆粘贴在屋脊梁侧面、当沟瓦上口，粘贴时应注意斜脊顺直、正脊保证水平，凸出屋脊侧面的宽度保持一致。压带条之间接长。用钢暗销连接，详见图1之A—A。群色条采用砂浆粘贴在压带条上口的屋脊梁侧面，质量要求同压带条。群色条内设通长φ6钢筋，并用砂浆塞实，保持其整体性见图6.2.5-2。6.2.6琉璃瓦勾缝琉璃瓦及其配件施工完毕后，筒瓦之间、筒瓦与底瓦之间、瓦与当沟之间等接口处均应采用801胶水调白水泥并掺入琉璃瓦面釉色泽一致的颜料的水泥浆擦缝。擦缝完成后应立即用棉纱擦净琉璃瓦表面残留的水泥浆，保持瓦面整体清洁美观。6.2.7琉璃瓦养护及成品保护琉璃瓦施工完毕，砂浆终凝后立即进行洒水保湿养护14天。安装屋脊干挂石材的钢骨架或其他钢骨架需要焊接时，应用不燃物将琉璃瓦面覆盖，防止焊接火花或熔渣损坏琉璃瓦。必须经过或在瓦面上放置重物时，要在瓦面上铺跳板、跳板与瓦之间垫放 足够厚度的草袋柔软材料，防止损坏瓦面。屋面施工期间及施工完毕后，非工作人员一律禁止进入，进入屋面的人员必须穿软底鞋。7机具设备坡屋面材料运输采用自制滑车。表7施工机具表序号名称型号规格单位数量1滑车自制（380V/2.5T）套12砂浆机350型强制式拌合机台43切割机220V/350W台24筛子中粗个45铁抹子把406托灰板把407橡皮榔头把408麻袋条20009斗车辆1010麻绳软梯∮1630m条1511钢管φ48×3.5吨3512扣件万个2.513木跳板立方1514安全网平米24015灰桶个308劳动组织不包括屋面找平及找平前各道工序用工见下表:表8主要施工工种序号工种人数负责工作1挂瓦工95座砌用砂浆找平，双股18#铜丝绑扎琉璃瓦2辅工30材料搬运、合灰、养护3电焊工5φ8钢筋网双向与屋面对拉螺杆的钢筋头焊接 9质量标准及检验方法9.1找平层质量标准及检验方法：9.1.1主控项目：使用的材料品种、质量必须符合要求，各层之间，及找平层与基体之间必须粘接牢固、无脱层、空鼓，面层无起砂和裂缝（风裂除外）等缺陷。9.1.2一般项目：表面光滑、洁净，接槎平整，线条顺直清晰。允许偏差：表面平整5mm，用2m尺及塞尺检查。9.2琉璃瓦质量标准及检验方法：9.2.1主控项目：使用的材料品种、质量必须符合要求。屋面排水通畅，无渗水现象。瓦与基体之间必须粘接牢固、无脱层、空鼓等缺陷。检验方法：琉璃瓦屋面施工完毕后应进行淋水试验，淋水时间为2h，在屋面底面观察应无渗水迹印。9.2.1一般项目：表面光滑、洁净，色泽均匀，瓦片排列整齐，线条顺直清晰，接缝严密。检验方法：目测10安全措施10.1坡屋面操作人员正确佩带安全帽、安全带，穿软底鞋。10.2坡屋面外架与天沟同高，满铺脚手板，外架设1.5m高拦秤杆，挂安全网、全封闭。见图10.2。图10.4铺砌琉璃瓦现场图10.2琉璃瓦铺砌时的外架的防护措施10.3材料运输采用自制小滑车运至屋顶回廊，通过屋顶回廊运送至各工作面，快捷安全。10.4大坡度斜屋面上设麻绳软梯供人员上下；铺瓦操作位置，利用焊接牢固的挂瓦钢筋网，临时拴挂材料搁架。见图10.4。11效益分析11.1技术经济效益11.1.1实现建筑造型多样化，大坡度琉璃瓦屋面的合理选用，体现了传统建筑的魅力，展示出建筑的独特风采。11.1.2大坡度琉璃瓦屋面排水良好，不需作卷材防水层，减少了构造层次，节约了材料费用、施工费用和卷材防水层维修费用。 11.1.3屋面挂瓦钢筋网、铜扎丝的设置和连接方式，确保了大坡度、大屋面的琉璃瓦与混凝土基层连接牢固，不会发生滑移。琉璃瓦下满座的水泥石灰混合砂浆能有效的防止铜扎丝锈蚀；砂浆的强度适宜，保证了瓦铺砌严实不易破损。上述措施都是有利于保证屋面结构耐久性的有效的构造措施。11.1.4采用自制运料滑车运输砂浆、琉璃瓦及其他小配件，解决了大坡度屋面上大量易碎材料的垂直和水平运输难题，大大降低了操作人员的劳动强度、减少了材料和成品的损耗。11.2社会效益在外单位施工的与楚文化馆同样规模、形制的编钟馆屋面工程失误的背景下，如何解决大面积、大坡度琉璃瓦屋面不裂、不漏、不滑移的问题是业主和社会的期待和要求。***博物馆扩建工程通过与设计协商采取综合构造措施和先进施工方法，妥善地解决上述难题，屋面的质量和耐久性比设计预期的更好，得到了社会的一致好评。开发的工法可对类似工程的施工提供重要的借鉴。12工程实例***博物馆位于武汉市武昌区**路**号，是国家级重点博物馆，馆藏大量珍贵的国宝级文物。本期楚文化馆和综合陈列馆的建成，完成了博物馆展馆的整体布局，采用大面积、大坡度（38.66°）、重檐四坡水琉璃瓦屋面，干挂石材屋脊、檐口的博物馆规模巨大、庄重大方、气势恢弘，体现了楚文化悠久的历史和丰富的内涵，成为湖北省重要的标志性建筑；*文化馆为二重檐屋面，建筑高度19.18m，屋面面积2400m2，于2002年12月8日开工，2005年12月16日竣工。综合陈列馆为三重檐屋面，建筑高度37.85m、屋面面积9000m2，于2004年2月8日开工，屋面琉璃瓦于2005年10月份施工完，工程尚未竣工。图12***博物馆全景（左：*文化馆、中：**陈列馆、:右：原有的编钟馆） 附录：表12获奖情况获奖项目名称获奖时间、授奖级别大面积大坡度坡屋面施工综合技术2006.11获中建总公司科学技术奖三等奖2006.11获中建三局科技进步二等奖***博物馆综合陈列馆工程2006.11获中建三局科技成果推广一等奖。大面积大坡度坡屋面琉璃瓦施工工法2004-2005年度省级工法2004-2005年度局级工法综合陈列馆A区斜屋面滑道及滑车设计2006年获湖北省优秀五小成果奖9000m2四坡38.66°大坡屋面施工方法的创新2005年湖北省QC成果特等奖***博物馆科技推广2005年湖北省科技示范工程2005中建三局科技示范工程***博物馆坡屋面技术创新QC小组2005年度全国优秀质量管理小组2005年度湖北省最佳质量管理小组***博物馆综合陈列馆工程2006.11获2004-2005年度中建三局优秀施工组织设计三等奖'