1．工程概況 
      河南省科技情報研究所3號樓始建于1998年，4層框架結(jié)構(gòu)，屋面承重結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，主要用作紙件期刊閱覽室和紙件圖書儲藏室。 
      2003年以后，該樓發(fā)生了一系列變化，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：


     （1）與屋面承重層交接處的外墻四周產(chǎn)生了1~10mm寬窄不同的橫向裂紋，環(huán)切四面墻體。
     （2）與外墻裂紋對應(yīng)位置的四面內(nèi)墻均未產(chǎn)生裂紋。
     （3）春夏秋冬、無論陰晴，與北面一側(cè)外墻裂紋對應(yīng)位置的內(nèi)墻，常年處于嚴(yán)重潮濕狀態(tài)；室內(nèi)頂棚上與北墻相距約60cm處安裝的燈泡常年滴水，致使地面水泥粉刷層出現(xiàn)凹坑。
     （4）屋面坡度，北高南低，單面排水，而只有北墻常年潮濕，其它三面墻均無滲漏現(xiàn)象。 
2．裂紋與滲漏原因分析 
      為找到建筑物開裂和滲漏的原因，消除安全隱患，維護(hù)建筑物的正常使用功能，河南省科技情報研究所邀請相關(guān)方面的專家、教授分別對該工程進(jìn)行實(shí)地考察，得出兩種截然不同的開裂滲漏原因和不同的治理方案，分述于下。 
2.1 膨脹機(jī)理 
     以某高校土木工程系組成的高校教授組認(rèn)為，屋面現(xiàn)澆鋼筋混凝土板膨脹是導(dǎo)致外墻開裂的主要原因，其理由如下：該建筑雖為框架結(jié)構(gòu)，但屋面結(jié)構(gòu)層以上的女兒墻是磚砌結(jié)構(gòu)，女兒墻沒有受到鋼筋混凝土框架的束縛。春夏秋冬、氣溫不同，屋面現(xiàn)澆板產(chǎn)生膨脹和收縮。在夏季，氣溫較高，現(xiàn)澆鋼筋混凝土板向四周膨脹，在膨脹力作用下，磚砌結(jié)構(gòu)女兒墻和框架結(jié)構(gòu)墻體在交接處產(chǎn)生橫向環(huán)切裂紋。墻體四周開裂后，雨水順著立墻上的橫向環(huán)切裂紋進(jìn)入墻體，導(dǎo)致墻體潮濕。 
2.2 凍害機(jī)理 
     以河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限公司和鄭州市建委組成的專家組不同意2.1所述的膨脹機(jī)理，并主張凍害是導(dǎo)致建筑物開裂滲漏的主要原因，否定和主張理由如下： 
2.2.1 反駁膨脹機(jī)理的理由 
     （1）膨脹機(jī)理認(rèn)為墻體先開裂后滲漏，雖然能解釋夏季雨水通過墻體裂縫浸濕墻體的現(xiàn)象，但不能解釋冬季下雪造成的室內(nèi)頂棚和墻體滲漏，因?yàn)橥鈮ι蠜]有積雪，水從何處來？沒有水源，怎么產(chǎn)生滲漏？ 
     （2）水從墻體裂紋進(jìn)入建筑物浸濕墻體，不能解釋“春夏秋冬、無論陰晴”，墻體和頂棚燈泡常年均處于嚴(yán)重的潮濕、滴水狀態(tài)。在降雨過程中，進(jìn)入墻體的雨水雖然有可能潤濕墻體，但進(jìn)入墻體的水量不可能使建筑物外墻常年處于潮濕的狀態(tài)；也不可能導(dǎo)致室內(nèi)頂棚上安裝的燈泡常年滴水。 
2.2.2 凍害是導(dǎo)致建筑物外墻開裂滲漏的主要原因 
     （1）防水層失效是發(fā)生開裂滲漏的首要原因 
      該屋面結(jié)構(gòu)組成，由下至上依次是現(xiàn)澆鋼筋混凝土板、保溫層、找平層、SBS改性瀝青防水卷材層。通過仔細(xì)查看屋面防水層發(fā)現(xiàn)：
     （1）屋面防水層多處開裂；
     （2）防水層與女兒墻的泛水處，防水層與基層多處脫開；
     （3）屋面積水嚴(yán)重；
     （4）卷材防水層在女兒墻凹槽內(nèi)的收頭未用密封膠密封，凹槽也未用水泥砂漿填平；
     （5）女兒墻壓頂未作任何防水處理，且水泥砂漿粉刷層已經(jīng)出現(xiàn)開裂；
     （6）SBS改性瀝青防水卷材并非真品，而是一道3mm厚的復(fù)合胎卷材，同期施工的2號樓防水層已經(jīng)更換2年，這道防水層應(yīng)該在2年前已經(jīng)失去防水功能。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，上述原因能造成屋面產(chǎn)生嚴(yán)重的滲漏。 
（2）水的流經(jīng)、凍害的發(fā)生與外墻滲漏 


      由于屋面板是整體現(xiàn)澆，沒有施工縫和變形縫，且現(xiàn)澆板澆筑質(zhì)量高，防水性能較好，雨水、雪水沒有直接滲漏到室內(nèi)。透過防水層的雨水、雪水積聚在屋面保溫層中，保溫層孔隙率高、容水較多，使保溫層中具有豐富的水源。當(dāng)進(jìn)入保溫層的水足夠多時，水沿現(xiàn)澆混凝土板向四周擴(kuò)散，由于保溫層的吸水性較強(qiáng)，水向四周擴(kuò)散的速度緩慢、時間持久。 
      現(xiàn)澆板四周架在框架結(jié)構(gòu)墻體上，現(xiàn)澆板外端是水泥砂漿外墻粉刷層，實(shí)際施工過程中，粉刷層和現(xiàn)澆板的施工時間相隔幾個月，導(dǎo)致新舊混凝土之間結(jié)合不牢，并產(chǎn)生細(xì)微的空隙，從現(xiàn)澆板上流出的水源源不斷地進(jìn)入該空隙中。 
      夏季進(jìn)入上述孔隙中的水直接潤濕墻體；冬季白天進(jìn)入上述空隙中的雪水直接潤濕墻體，殘余的的雪水晚上結(jié)冰。我們在《水的物理性質(zhì)與建筑防水》（《中國建筑防水》2006的期）一文中，推算出水從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程中，體積膨脹約9%，對空隙四周產(chǎn)生200Mpa的壓力，如此大的壓力可以開山劈石，足以導(dǎo)致墻體粉刷層開裂。 
      四面墻體均有裂紋，說明保溫層中在冬季曾經(jīng)有過豐富的積水，雪水從現(xiàn)澆板四周向外溢出，溢出的雪水結(jié)冰，在同一時期內(nèi)對板端外的粉刷層產(chǎn)生有害膨脹，導(dǎo)致橫向環(huán)切裂紋的產(chǎn)生。 
      富的雨水、雪水儲存在保溫層中，且向四周緩慢而持久地擴(kuò)散，理應(yīng)造成四周墻體常年均處于嚴(yán)重的潮濕狀態(tài)，而現(xiàn)實(shí)情況是只有處于屋面坡度上游的北面墻體產(chǎn)生滲漏，而其它三面墻體均沒有滲漏。主要原因是混凝土現(xiàn)澆板并不水平，北面稍低，盡管通過保溫層、找平層使屋面由北向南排水，但屋面防水層失效后，水進(jìn)入保溫層并通過現(xiàn)澆板向北竄流，造成北面墻體常年處于潮濕狀態(tài)。 
我們曾認(rèn)為，只有北面墻體滲漏的另一個原因是該地域降雨時總伴隨有西北風(fēng)，雨水被風(fēng)吹到墻體上，從開裂的縫隙內(nèi)進(jìn)入墻體。雖然自然現(xiàn)象和滲漏現(xiàn)狀支持這一觀點(diǎn)，但從下述的治理效果中可以看出，通過墻體裂縫進(jìn)入墻體的水，不足以浸透墻體，同時也支持了我們認(rèn)為的水是從現(xiàn)澆板上流入墻體這一觀點(diǎn)。 
（3）內(nèi)墻沒有開裂的原因 
      外墻粉刷層厚度通常只有15~20mm，而墻體厚度至少有240mm，當(dāng)水結(jié)冰膨脹時，粉刷層是薄弱環(huán)節(jié)，首先被脹裂。粉刷層被脹裂后，結(jié)冰空隙壓力消除，不會對結(jié)構(gòu)墻體造成破壞，所以該建筑物內(nèi)墻沒有開裂，結(jié)構(gòu)不存在安全隱患，沒有必要做結(jié)構(gòu)加固。 
（4）頂棚常年滲漏的原因 
      頂棚燈泡處常年滴水，與外墻開裂沒有關(guān)系，造成滴水的原因是在安裝燈泡、布設(shè)暗線的過程中，將混凝土頂棚擊穿，保溫層中豐富的積水常年順著燈泡滴入室內(nèi)，致使水泥砂漿地面粉刷層被滴成凹坑。 
      通過上述分析，凍害機(jī)理能完全解釋該建筑物上發(fā)生的所有開裂、滲漏現(xiàn)象，當(dāng)屬正確的開裂滲漏機(jī)理。 
2.3 兩種機(jī)理的區(qū)別 
      膨脹機(jī)理要點(diǎn)：
     （1）開裂發(fā)生在夏季；
     （2）開裂原因是鋼筋混凝土現(xiàn)澆板膨脹；
     （3）開裂在先、滲漏在后；
     （4）修復(fù)辦法：結(jié)構(gòu)加固。 
      凍害機(jī)理要點(diǎn)：
     （1）開裂發(fā)生在冬季；
     （2）開裂原因是進(jìn)入墻體中的水結(jié)冰膨脹；
     （3）滲漏在先、開裂在后；
     （4）修復(fù)辦法：治理滲漏。 


      盡管雙方均沒有觀察到開裂的發(fā)生過程，但在自然科學(xué)發(fā)展過程中，人們曾假設(shè)了許多理論來解釋自然現(xiàn)象，能解釋自然現(xiàn)象的假設(shè)，被我們稱為定律、定理、原理，不能解釋自然現(xiàn)象的假設(shè)，不能成為定理。 
膨脹機(jī)理不能完全解釋墻體、頂棚的滲漏現(xiàn)象，現(xiàn)澆混凝土屋面板膨脹導(dǎo)致該建筑物外墻開裂滲漏的假設(shè)不成立。 
      凍害機(jī)理科學(xué)、合理地解釋了該建筑物上發(fā)生的全部開裂滲漏現(xiàn)象，水結(jié)冰膨脹導(dǎo)致建筑物外墻開裂滲漏的假設(shè)成立，是正確的技術(shù)分析并被河南省科技情報研究所采納。 
3．治理維修技術(shù) 
      由于該建筑物外墻的開裂是由屋面滲漏造成的，因此維修屋面防水是解決外墻開裂滲漏的關(guān)鍵。在維修方案中，根據(jù)河南省科技情報研究所的經(jīng)濟(jì)承受能力，我們?nèi)圆捎靡坏繱BS改性瀝青防水卷材。SBS改性瀝青防水卷材的施工工藝比較成熟，本文不再重復(fù)，但對本次施工中的關(guān)鍵技術(shù)作如下陳述。 
3.1同一施工面的防水層保持整體性 
      我們在《試論建筑防水的四大板塊》（《中國建筑防水》2006年第11期）和《試論防水層應(yīng)具備的性能》（2006年第12期）中強(qiáng)調(diào)了防水層應(yīng)保持整體性的重要性，并主張把水落口、排氣管等作為屋面防水層的一部分，使水落口、排氣管等和屋面防水層成為一體。在本次工程維修中，這一觀點(diǎn)得到徹底貫徹執(zhí)行，卷材的搭接寬度不少于80mm，搭接處熔融卷材并擠出1~2mm涂蓋油，所有搭接縫用熱融型SBS改性瀝青防水涂料封閉，寬度不少于20mm；卷材和水落口、排氣管滿粘，除用附加層加強(qiáng)外，最上層用熱融型SBS改性瀝青防水涂料封閉，覆蓋卷材在該處過多的接縫。 
3.2 不同施工面的防水層順?biāo)�搭�?nbsp;
      我們在《試論建筑防水的四大板塊》一文中強(qiáng)調(diào)同一板塊不同施工面的防水層之間采用順?biāo)�搭接，這一觀點(diǎn)在本工程中也得到徹底貫徹執(zhí)行。該建筑女兒墻蓋頂未做滴水線（槽），也未作任何防水，且出現(xiàn)開裂。不僅能導(dǎo)致水潤濕墻體，而且水順著女兒墻上的裂紋流入現(xiàn)澆板，造成水在現(xiàn)澆板上竄流。為此，我們采用SBS改性瀝青防水卷材在女兒墻蓋頂上做防水層，并在蓋頂內(nèi)側(cè)立面下延20mm，代替滴水線，使女兒墻上的水直接滴落到屋面防水層上，避免水順著女兒墻下流。女兒墻內(nèi)側(cè)立面也作防水層，并和女兒墻蓋頂防水層、屋面防水層形成順?biāo)�搭接�?nbsp;
3.3 SBS改性瀝青防水卷材采用點(diǎn)粘技術(shù) 
      我們在《防止SBS防水卷材零延伸斷裂的施工技術(shù)》（《中國建筑防水》2006年第9期）中介紹了基層開裂30~40mm，SBS防水層不被拉斷的施工技術(shù)，在本次工程中繼續(xù)采用。該屋面舊防水層和屋面基層已經(jīng)基本完全分離，處于空鋪或點(diǎn)粘狀態(tài)。該屋面基層局部空鼓高約200mm，空鼓面積約5m2，盡管基層變形很大但該處舊防水層未被拉斷，再次證明了空鋪、點(diǎn)粘對防止防水層零延伸斷裂具有重要的意義。舊防水層上沒有重物覆蓋，處于空鋪或點(diǎn)粘狀態(tài)的舊防水層并沒有被風(fēng)揭走，說明負(fù)壓風(fēng)力并不大，在該建筑上采用點(diǎn)粘施工工藝完全可行。 
      空鼓的找平層理應(yīng)更換，但未空鼓的找平層也被凍碎，這意味著需要更換全部的找平層，為節(jié)約維修基金，我們決定不更換找平層，保留失去防水功能的舊防水層，在舊防水層上直接點(diǎn)粘SBS防水層。新舊防水層點(diǎn)粘在一起，不僅提高了防水層抵抗零延伸斷裂的能力，同時增加了防水層的重量，提高了防水層抵抗負(fù)壓風(fēng)力的能力。 
3.4卷材收頭加強(qiáng)密封處理 
      該工程中，女兒墻上留有凹槽，供封閉卷材收頭使用。但凹槽內(nèi)水泥砂漿粉刷極不平整，造成原防水層收頭不嚴(yán)密，防水層施工完畢，凹槽也未用砂漿抹平，上述現(xiàn)象是造成卷材收頭滲漏的主要原因。為加強(qiáng)收頭防水，我們拆除了女兒墻上原泛水防水層，重新做卷材防水層，用熱融SBS改性瀝青密封膠填平卷材收頭和基層之間縫隙，達(dá)到密封收頭的效果。最后，用水泥砂漿抹平凹槽，將卷材收頭壓固在凹槽中。 
4 治理效果 
      該工程防水層維修部分于2006年9月完工后數(shù)日，外墻開裂尚未維修時，即遇到50mm/h強(qiáng)降雨，30min內(nèi)河南省科技情報研究所門前街道被完全淹沒，倒灌到院內(nèi)的積水達(dá)20cm深，該單位多位領(lǐng)導(dǎo)冒雨檢查維修質(zhì)量，均未發(fā)現(xiàn)滲漏。自維修完畢至今，歷經(jīng)嚴(yán)冬酷暑及多次雨雪天氣，也未發(fā)現(xiàn)任何滲漏，維修后的外墻裂紋未出現(xiàn)再開裂現(xiàn)象。維修治理效果再次證明了我們對外墻開裂滲漏原因分析定位準(zhǔn)確，制訂的維修方案和施工要點(diǎn)科學(xué)合理。