JP7030943B2 - 屋上防水施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、屋上の露出防水層を改修する際に、既存の防水層をそのままに、新たに防水層を施工する屋上防水施工方法に関する。

従来、露出防水層を改修する際には、既存防水層を除去し、新たに防水層を施工する方法と、既存防水層を除去せずに、そのまま上から新規防水層を施工する方法がある。

改修防水層の種別は、アスファルト防水、ウレタン防水、高分子系シート防水などと多岐に亘るが、既存防水層への固定方法は接着剤による非機械的固定方法と、機械的固定方法（例えば特許文献１）に大別される。

接着剤による固定方法では、接着剤の性能に負うところが大きく、特性上、強度を得るまでの接着剤の反応時間、乾燥時間が必要であり、直ちに所望の強度を得ることは困難である。

一方、機械的固定方法では、即座に所望強度を得ることは可能であるが、躯体へビスなどを用いて固定するため、躯体側の損傷や、施工時の騒音、振動などの発生が課題であった。

また、下地の種類、施工環境によっては、上記固定方法のうち、いずれかの固定方法に限定されてしまうことがある。なお、下地の例として、デッキ下地（例えば波形、あるいはフラット型の薄鋼板を用いて、鉄骨造りの床スラブの型枠を兼ねた床材）の防水工法は、そのほとんどがシート防水の機械的固定方法、すなわち、下地の穴あけ加工箇所に、固定金具を介してビスやボルトで締め付けて固定する方法による固定方法が多い。

デッキ下地の防水層を改修する場合、既存の防水層の固定方法はシート防水機械的固定方法が大多数となるため、既存の防水層上より、再度、固定位置をずらし、機械的固定手段によりデッキ下地への固定が必須のものとなる。

デッキ構造の建物の用途は、工場及び商業施設がほとんどであるが、固定の際には、金属粉、騒音などの発生により、屋内側の厳重な養生処置が要求されるか、もしくは施設の稼働、営業停止を余儀なくされる。

ＲＣ下地への機械的固定方法による改修工事は、既存防水層の固定方法が機械的固定手段による方式が多いが、既存の機械的固定の箇所を避けて、別の箇所にその都度、ビスなどにより固定せざるを得ないため、躯体の損傷は増大してしまう。

上記の課題を解決するために、特許文献２には、既存の防水層上に外装板材を敷設して、これらの外装板材状に防水シートを被覆して防水シートを被覆し、平坦な新規防水層を形成する、屋上防水施工方法において、既存防水層の所定の施工部位を除去して下地を露出させ、露出した下地に既存の防水層上に敷設される外装板材を連結して締め付け固定する締付式固定手段を設置する、屋上防水施工方法が開示されている。

特許文献２に示す屋上防水施工方法では、風によるシート膨れを、既存の防水層上に外装板材を敷設することで、防水シートにかかる水平力を減少させていた。しかしながら、外装板材を敷設することで屋根にかかる荷重が増加するという課題があった。

特開平０９－１５１５７４号公報 特開２０１２－０３１５６７号公報

本発明は、例えば新たに防水層を施工するにあたり、機械的固定方法のように躯体を損傷することなく施工することができ、機械的固定方法並みの初期強度が得られると共に屋根にかかる荷重を低減する、屋上防水施工方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の屋上防水施工方法は、建物屋上における既存防水層又は断熱層に、さらに新規の防水シートを被覆し新規防水層を形成する、屋上防水施工方法であって、既存防水層又は断熱層の所定の施工部位を除去して下地を露出させる除去工程と、露出した下地に、新規の防水シートを固定する固定手段を接着による固定方法によって設置する固定手段設置工程と、固定手段周囲の既存防水層又は断熱層の除去箇所を埋め戻す工程と、既存防水層又は断熱層に、新規の防水シートを被覆し、固定手段に新規の防水シートを固定する、新規防水シート設置工程と、を具備する。

本発明によれば、既存の防水層をそのままに、新たに防水層を施工するにあたり、新たな防水シートを固定するために、接着による固定方法により下地に設置される固定手段を採用している。そのため躯体の損傷、並びに騒音、切り粉、金属粉などが発生することはない。従って、屋内施設の使用を中断することなく、改修工事を進めることが可能となり、作業の効率化、及び工期の短縮化につながる。また、外装板材を敷設せず、固定手段により新規の防水シートを固定するため、屋根の荷重を軽減しつつ新規防水層を形成することができる。

本発明の実施形態にかかる屋上防水施工方法によって、防水処理を施す際の屋上構造物の一例を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態にかかる屋上防水施工方法によって、防水処理を施した屋上構造物と、その屋上構造物の要部の一例を示す、断面図である。 図１に示す屋上防水施工方法に用いられる締付式固定手段を示す外観斜視図である。 図１に示す屋上防水施工方法に用いられる締付式固定手段の下地側固定部材を示す平面図である。 図３ａのＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った締付式固定手段の断面図である。 締付式固定手段の別例を示す断面図である。 本発明の実施形態にかかる屋上防水工法施工方法において、既存防水層除去工程を説明するための工程説明図である。 本発明の実施形態にかかる屋上防水施工方法において、下地側固定部材を接着によって固定する締付式固定手段の下地側固定部材の設置工程を説明するための工程説明図である。 本発明の実施形態にかかる屋上防水施工方法において、既存防水層の除去箇所を埋め戻す工程を説明するための工程説明図である。 本発明の実施形態にかかる屋上防水施工方法において、締付式固定手段のシート側固定部材を設置する工程を説明するための工程説明図である。 本発明の実施形態にかかる屋上防水施工方法により、新規の防水層を設置した場合を示す断面図である。

以下、添付の図面に基づいて、本実施形態である、屋上構造物に対し、防水処理を施す屋上防水施工方法について説明する。

本実施形態の屋上防水施工方法は、防水処理対象が鉄骨造（Ｓ）の屋上の構造物を対象としている。防水対処理対象は、いわゆるコンクリート構造物、例えば、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ）、鉄骨鉄筋コンクリート構造（ＳＲＣ）、コンクリート充填鋼管構造（ＣＦＴ）、補強コンクリートブロック造（ＣＢ）の屋上の構造物であってもよい。

すなわち、ここでは、屋上の構造物として、図１に示すように、躯体である鉄骨梁上に橋渡されたデッキ下地（一例として波形をした薄鋼板を用いて、鉄骨造りの床スラブの型枠を兼ねた床材、デッキプレートと称する場合がある）に被覆形成された防水層を想定している。かかる防水層、すなわち既存防水層２は、硬質のポリウレタンフォームやポリスチレンフォームを素材とする断熱材２１（断熱層とも呼ぶ）と、かかる断熱材２１に塩化ビニールシート等の防水シート２２を被覆して構成している（図２参照）。

デッキプレート１は、上述のように波形をした薄鋼板であり、所定幅の平坦な底部の谷部１１と、平坦な頂部の山部１２とを有し、山部１２に防水層２における断熱材２１が、機械固定手段であるビス３によって固定されている。ビス３は、頭部に樹脂で被覆されたディスクを介して断熱材２１及びデッキプレート１の山部１２を貫通させている。そして、断熱材２１がデッキプレート１の山部１２上にビス３で固定された上から、防水シート２２が覆うように被覆されている。

以上のようなデッキプレート１上の既存防水層２に対し、本実施形態では後述する施工方法によって施工された、既存防水層２を被覆する新規の防水シート４が積層される。

図２及び図３ａに示すように締付式固定手段５（固定手段の一例）は、実質的に下地側固定部材５１とシート側固定部材５２とを具備する。

下地側固定部材５１は、板状の接着固定基盤５１ａと接着固定基盤５１ａに立設した締付調節手段を構成する連結ロッド５１ｂとからなる（図３ａ参照）。接着固定基盤５１ａは、後述するが、デッキプレート１の山部１２に接着剤６によって固定するようにしている。接着固定基盤５１ａは、接着強度を得るために、適切な底面面積を有している。また、図３ｃに示すように連結ロッド５１ｂは、接着固定基盤５１ａに例えば溶接によって溶着されている。そして連結ロッド５１ｂには、軸方向に沿って内側にめねじが螺刻されている。

また、接着固定基盤５１ａには、図３ａ～図３ｂに示すように、連結ロッド５１ｂの周囲に４つの穴部５１ｃが形成されている。図２に示すように下地側固定部材５１は、接着剤６によりデッキプレート１の山部１２に固定されるが、接着剤６により必要な接着力を発現させるためには、接着剤６が接着固定基盤５１ａの裏面に満遍なく広がって塗布されている必要がある。作業者は穴部５１ｃを通して接着剤６を視認することで、接着固定基盤５１ａの裏面に接着剤６が満遍なく塗布されていることを確認することができる。

次に、シート側固定部材５２は、図３ａ、図３ｃに示すように、例えば円盤形状のトッププレート５２ａと、中心軸に沿って垂下する、締付調節手段を構成するボルト５２ｂとを有している。ボルト５２ｂには、締付調節手段を構成する連結ロッド５１ｂに螺入して締付固定できるように先端側に外ねじが螺刻されている。

また、トッププレート５２ａは樹脂により被覆されており、新規の防水シート４を樹脂の溶着により固定することができる。

締付式固定手段５は、図２に示すように隣接する既存防水層２を挟みつけるとともに、新規の防水シート４をシート側固定部材５２に溶着することで固定する。別の固定方法として、シート側固定部材５２のボルト５２ｂを新規の防水シート４に貫通させ、新規の防水シート４を表面側（上側）からシート側固定部材５２のトッププレート５２ａにより押圧することで、新規の防水シート４をシート側固定部材５２で固定してもよい。

また、本実施形態では接着固定基盤５１ａの直径Ｒ１を６０ｍｍ、連結ロッド５１ｂの直径Ｒ２を１５ｍｍ、高さＨを２０ｍｍ、ボルト５２ｂのボトル径をＭ１０として作製している（図３ｃ参照）。これは一例であり、それぞれの寸法は既存防水層の厚さや必要な強度に応じて変更されてよい。

また、図３ｄに示す締付式固定手段５ａように、ボルト５１ｄを用いて連結ロッド５１ｂを接着固定基盤５１ａに固定してもよい。連結ロッド５１ｂを接着固定基盤５１ａに溶接するほうが、ボルト５１ｄで締結する場合よりも、ボルト５２ｂを連結ロッド５１ｂに螺入可能な範囲である、ねじ込み許容深さＤ（図３ｃ、図３ｄ参照）をより大きくすることができる。そのため、連結ロッド５１ｂが溶接により固定された締付式固定手段５の方がより多くの既存の防水層の厚さに対応することができる。

次に、デッキプレート１上の既存防水層２に対し、新規の防水シート４を積層して防水処理を施す、屋上構造物の屋上防水施工方法について説明する。

先ず、図４ａに示すように、施工図を基に既存防水層２を除去して下地、すなわち、デッキプレート１の山部１２を露出させる除去工程を行う。この場合、デッキプレート１の山部１２上の既存防水層２の断熱材２１及び防水シート２２を、適宜な工具によってくり抜くように除去し、デッキプレート１の山部１２を、下地側固定部材５１の接着固定基盤５１ａに比較して若干広い範囲で露出させる。これによって、締付式固定手段５を設置すべき箇所が確保される。

次に、かかる露出した下地に、下地側固定部材５１を固定する締付式固定手段の設置工程を接着によって行う（図４ｂ参照）。この場合、デッキプレート１の露出した山部１２と、下地側固定部材５１の接着固定基盤５１ａの底面とに接着剤６を塗布し、適度な押圧力をかけて、接着固定基盤５１ａの底面を露出下地に押し付ける。その後、所定時間維持し、所望の接着強度を得る。これによって、接着固定基盤５１ａの中心に、締付調節手段を構成する連結ロッド５１ｂを鉛直方向に向って立設状態とすることができる。

下地側固定部材５１の接着固定基盤５１ａが露出下地に接着固定されたら、かかる接着固定基盤５１ａ上に、断熱材２１を埋め戻す工程を行う（図４ｃ参照）。断熱材２１の埋め戻しは、除去した防水層２の断熱材２１をそのまま用いるか、別途新規の発泡ウレタンを使用して埋め戻してもよい。この場合、接着固定基盤５１ａ中心の締付調節手段を構成する連結ロッド５１ｂが確認できる状態で収容されるように、断熱材２１が埋め戻される。

そして、図４ｄに示すように、下地側固定部材５１上に、シート側固定部材５２のトッププレート５２ａを配置し、トッププレート５２ａの中心穴から中心軸に沿ってボルト５２ｂを挿通する。そして、ボルト５２ｂを、接着固定基盤５１ａ中心の連結ロッド５１ｂにねじ込んでいくことで、トッププレート５２ａを断熱材２１及び既存の防水シート２２に向って下降させて、締め付け固定することができる。

このとき、トッププレート５２ａ側のボルト５２ｂをさらに、締付け調整することで、トッププレート５２ａの上面を、既存の防水シート２２の上面に合わせることで、既存の防水層２と締付式固定手段５との段差を解消してもよい。

既存の防水シート２２上に、新規の防水シート４を覆うように被せ、トッププレート５２ａと新規の防水シート４とを接着し、全体として略平坦な新規防水層を形成し、防水施工工程を完了する（図２参照）。なお、新規の防水シート４を被せる前に、既存の防水シート２２にプライマーを塗布してもよい。

本実施形態では、下地に接着により固定された締付式固定手段５により新規の防水シート４を固定する。そのため、風による防水シート４の膨れにより垂直力及び水平力が締付式固定手段５にかかる可能性がある。締付式固定手段５をそのような垂直力及び水平力に抗することができるよう、締付式固定手段５を下地に固定する接着剤６に所定の性能を要する。具体的には、（１）耐久性に優れている（設計強度は１ｋＮを基準とする）（２）硬化が早く最低１６ｈで強度発現する（夕方４時～翌朝８時まで）（３）ルーフデッキ上にある油面への接着性がよい、という３つの性能を満たす必要がある。

発明者らは上記の性能を満たす接着剤を選定するため、複数の市販のアクリル接着剤及びエポキシ接着剤を用いて、以下の水平繰り返し荷重試験を行った。
＜試験機器＞ サーバルサー（島津製 繰り返し疲労試験機）
＜試験条件＞荷重 水平方向に５Ｈｚ １ｋＮ⇔０ｋｎを１０．８万回繰り返す。
上記試験の結果、繰り返し荷重に対しては、アクリル接着剤を用いた場合、変性アクリルであり、ゴム分が多く含まれているアクリル接着剤が１０．８万回の水平繰り返し荷重試験をクリアした。エポキシ接着剤を用いた場合、弾性エポキシであり、ゴム分が多く含まれているエポキシ接着剤が１０．８万回の水平繰り返し荷重試験をクリアした。この試験により、発明者らは、締付式固定手段５を固定するアクリル接着剤として、（１）変性アクリルである、（２）接着剤中にゴム分を多く含むということが有効であるという知見を得た。また、発明者らは、締付式固定手段５を固定するエポキシ接着剤として、（１）弾性エポキシである、（２）接着剤中にゴム分を多く含むということが有効であるという知見を得た。

また、発明者らは、上記試験で選定した接着剤に対し、さらに以下の耐久性試験を行い、十分な耐久性能を有することを確認している。
＜試験機器＞ オートグラフ（島津製 万能引張試験機AG2000)
＜試験条件＞ 劣化条件 ８０℃、耐水４０℃浸漬 引張速度１００ｍｍ／分
上記試験の結果、接着剤をミックスノズルにて塗布した場合においては、下地の接着面にやすり掛けを行うことで、３Ｍ劣化後（耐水４０℃、８０℃）まで設計強度１ｋＮの２００％である２ｋＮ以上の強度を有することが分かった。

さらに、発明者らは、締付式固定手段５について、以下の繰り返し疲労試験を行い、性能の評価を行っている。
＜試験機器＞ サーボパルサー（島津製 繰り返し疲労試験機）
＜試験条件＞ 荷重 水平方向に５Ｈｚ １ｋＮ⇔０ｋｎを１０．８万回繰り返す。
＜部材＞ ボルトサイズをＭ８とＭ１０とした場合と、連結ロッドと接着固定基盤を溶接した場合（図３ｃ参照）及びボルト締結した場合（図３ｄ参照）と、をそれぞれ準備した。
試験結果として、ボルト５２ｂのボルトサイズをＭ１０とした場合、繰り返し疲労試験をクリアした。また、発明者らはこの構成で、垂直、水平疲労試験を行い、引張強度は２ｋＮ以上であることを確認している。

図１～図４ｄに示す実施形態では既存の防水層２に対し新規の防水シート４を被覆していたが、新規の防水層を設置する際に、屋上防水施工方法を適用しても構わない。図５に新規の防水層２ａを設置した場合の断面図を示している。新規の防水層２ａを設置する場合、デッキプレート１に断熱材２１ａ（断熱層）を配置した後、断熱材２１ａの所定の施工部位を除去して下地を露出（除去工程）させる。そして、露出したデッキプレート１の山部１２（下地）に、締付式固定手段５を接着による固定方法によって設置する（固定手段設置工程）。その後、締付式固定手段５周囲の断熱層を除去した箇所を埋め戻す。断熱材２１ａに、新規の防水シート４ａを被覆し、締付式固定手段５に新規の防水シート４ａを固定する（新規防水シート設置工程）。新規の防水シート４ａを締付式固定手段５に固定する方法は、図２に示す屋上防水施工方法と同様、隣接する断熱材２１ａを挟みつけるとともに、シート側固定部材５２に新規の防水シート４ａを溶着することで固定する。もしくは、シート側固定部材５２のボルト５２ｂを新規の防水シート４ａに貫通させ、新規の防水シート４ａを表面側（上側）からシート側固定部材５２のトッププレート５２ａにより押圧することで行ってもよい。

新規の防水層２ａを設置する際、締付式固定手段５の一部を挿入できるよう断熱材２１ａの一部を予め除去しておき、締付式固定手段５を下地に接着による固定方法によって設置した後に断熱材２１ａを配置してもよい。この場合、締付式固定手段５を断熱材２１より先に設置するため、除去する部分は締付式固定手段５の連結ロッド５１ｂ及びボルト５２ｂが挿入可能な大きさでよい。断熱材２１ａの設置は、除去された部分に締付式固定手段５の連結ロッド５１ｂを挿入して行う（断熱層設置工程）。その後、断熱材２１ａに新規の防水シート４ａを被覆し、締付式固定手段５に新規の防水シート４ａを固定する。

また、図２及び図５に示す実施形態では、新規の防水シート４、４ａを、シート側固定部材５２により固定しているが、新規の防水シート４、４ａを、既存防水層２又は新規の防水層２ａの断熱材２１ａに接着剤を塗布して固定してもよい。また、新規の防水シート４、４ａを、既存防水層２又は新規の防水層２ａの断熱材２１ａに粘着剤付きのシートを貼り付けることで固定してもよい。

以上のように、本実施形態によれば、既存の防水層をそのままに、新たに防水層を施工するにあたり、新たな防水層を構成する新規の防水シートを固定するために、機械的固定方法を採用しているわけではないので躯体の損傷、並びに騒音、切り粉、金属粉などが発生することはなく、屋内側への厳重な養生処置をする必要はない。また、外装板材を敷設しないため、屋根に掛かる荷重を軽減させることができる。したがって、屋内施設の使用を中断することなく、改修工事を進めることが可能となり、作業の効率化、及び工期の短縮化につながる。

１ デッキプレート
１１ 谷部
１２ 山部
２ 既存防水層
２ａ 新規の防水層
２１、２１ａ 断熱材（断熱層）
２２ 防水シート
３ ビス
４、４ａ 新規の防水シート
５、５ａ 締付式固定手段
５１ 下地側固定部材
５１ａ 接着固定基盤
５１ｂ 連結ロッド
５１ｃ 穴部
５１ｄ ボルト
５２ シート側固定部材
５２ａ トッププレート
５２ｂ ボルト

Claims (1)

1. 建物屋上における既存防水層又は断熱層に、さらに新規の防水シートを被覆し新規防水層を形成する、屋上防水施工方法であって、
   前記既存防水層又は断熱層の所定の施工部位を除去して下地を露出させる除去工程と、
   前記露出した下地に、前記新規の防水シートを固定する固定手段を接着による固定方法によって設置する固定手段設置工程と、
   前記固定手段周囲の前記既存防水層又は断熱層の除去箇所を埋め戻す工程と、
   前記既存防水層又は断熱層に、前記新規の防水シートを被覆し、前記固定手段に前記新規の防水シートを固定する、新規防水シート設置工程と、
   を具備することを特徴とする屋上防水施工方法。

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