淺談預(yù)應(yīng)力無縫混凝土地坪在廠房中的應(yīng)用

封志華

摘 要：鋼筋混凝土地坪在使用過程中暴露諸多質(zhì)量缺陷，預(yù)應(yīng)力無縫地坪由于其防開裂性，解決了對混凝土地坪開裂或?yàn)榉乐箼C(jī)械切割縫對影響設(shè)備的使用的問題，增加地坪的使用耐久性，降低了地坪結(jié)構(gòu)的維護(hù)費(fèi)用，降低成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；無切割縫；工藝流程

1 前言

混凝土地面具有堅(jiān)固、耐久、施工簡單、造價低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類工程的地面，是工程實(shí)踐中應(yīng)用最廣的地面做法之一，但混凝土自身具有的化學(xué)收縮、干濕收縮、溫度變形、徐變等特性，容易造成混凝土開裂的情況產(chǎn)生，嚴(yán)重影響了混凝土地面的使用功能，降低了應(yīng)用范圍。隨著現(xiàn)代施工技術(shù)的不斷進(jìn)步以及工業(yè)廠房等建筑對于高質(zhì)量等級的地坪逐漸擴(kuò)大的使用要求，新型預(yù)應(yīng)力無縫地坪的應(yīng)用有效的解決了這一技術(shù)難題。

2 依托工程概況

本文以遵義卷煙廠易地技術(shù)改造聯(lián)合工房項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目位于遵義市高新工業(yè)園內(nèi)，廠房地面為預(yù)應(yīng)力無縫地面。整體無縫預(yù)應(yīng)力地面約3.5萬平米，主要為制絲和卷接包車間區(qū)域，制絲廠房長252.3米，寬96.2米，卷接包車間長242.8米，寬59.95米，按照預(yù)應(yīng)力地坪施工工藝各劃分為8個和4個施工流水區(qū)域，其中最大單倉長135.5米，寬32.7米，面積4400㎡。通過采用預(yù)應(yīng)力地坪技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整體無縫，其建造規(guī)模和建造難度當(dāng)屬目前國內(nèi)之最。

3 傳統(tǒng)鋼筋混凝土地坪容易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷

鋼筋混凝土地坪是一種自身抗外壓能力強(qiáng)，出現(xiàn)裂縫時鋼筋利用螺紋結(jié)構(gòu)與混凝土的握裹力，在水平方向約束裂縫擴(kuò)展，控制裂縫寬度的復(fù)合混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體出現(xiàn)裂縫的通常因素：混凝土塑化過程中水化反應(yīng)釋放出大量熱量，使混凝土內(nèi)部溫度升高至50℃左右，隨時間遷移，水化反應(yīng)變?nèi)?，其?nèi)溫開始下降。在降溫過程，伴隨的收縮應(yīng)力加大致使混凝土開裂。常規(guī)的辦法是切割引導(dǎo)縫，人為設(shè)置薄弱點(diǎn)，來引導(dǎo)一部分開裂。另外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體在使用的環(huán)境里，熱脹冷縮的物理特性會持續(xù)影響混凝土的穩(wěn)定性，裂縫也會隨著氣溫的變化而擴(kuò)展。以上所述的兩種因素是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)在特性，再加上外部的不均勻沉降、過載、商砼質(zhì)量、澆筑事故等因素，使得鋼筋混凝土地坪容易出現(xiàn)裂縫。

4 預(yù)應(yīng)力地坪的優(yōu)勢

預(yù)應(yīng)力地坪從荷載設(shè)計(jì)充分考慮到地坪在承載過程中包含的外部荷載、溫度梯度變化、地基滑動阻力等一些列影響荷載的因素，并做充分且有針對性的設(shè)計(jì)和措施，通過外加預(yù)應(yīng)力P/A抵御所有承載之和，確保地坪承載能力萬無一失，這與傳統(tǒng)鋼筋混凝土主要依靠混凝土自身抗壓強(qiáng)度MR承載的方式具有本質(zhì)區(qū)別。采用后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)和大型激光整平技術(shù)，利用精確的澆筑管理流程，可以實(shí)現(xiàn)單塊約3000～5000㎡的板塊一次性澆搗成活，各板塊通過預(yù)應(yīng)力錨具連接器，直接拉成了一塊整體混凝土板。無分倉縫、無切割縫，真正有效控制包括混凝土澆筑過程中因水化熱反應(yīng)造成的漲縮裂縫在內(nèi)的所有開裂現(xiàn)象。此外大幅提高對不均勻沉降的抵御能力，降低對地基依賴程度。

預(yù)應(yīng)力地坪采用鋼絞線做主材，將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)鋼筋用量減少90-95%，甚至可以根據(jù)實(shí)際情況降低板厚，在確保大幅提高混凝土板性能和壽命的基礎(chǔ)上確保成本不會大幅增加；此外，提高了地坪用壽命意味著維修成本的降低，不僅可直接節(jié)省維修經(jīng)費(fèi)，更可以降低因地坪維修對工業(yè)生產(chǎn)的耽誤。

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

①基層的準(zhǔn)備和交接→②砂石墊層鋪設(shè)→③PE薄膜鋪設(shè)→④模板制安→⑤固定錨具和防爆鋼筋→⑥墻邊柱腳處理→⑦鋼絞線布設(shè)→⑧波紋管布設(shè)→⑨構(gòu)造鋼筋的布設(shè)→⑩混凝土澆筑→?激光整平→?壓實(shí)收光養(yǎng)護(hù)→?預(yù)應(yīng)力張拉→?灌漿→?封錨

5.2 施工技術(shù)操作要點(diǎn)

（1）基層的準(zhǔn)備和交接?；鶎淤|(zhì)量達(dá)到GB 50209-2010《建筑地面工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定。

（2）碎石、砂墊層鋪設(shè)。碎石須進(jìn)行級配，并用機(jī)械壓實(shí)，采用中砂鋪設(shè)，不得含有尖銳顆粒；碎石與砂墊層須在單塊混凝土四邊找坡，碎石、砂墊層最終成型面平整度要求同地基處理平整度要求。

（3）PE薄膜鋪設(shè)。采用0.3mmPE膜兩層鋪設(shè)；各層PE膜采用熔接工藝連接，上下層PE膜接縫方向平行錯開鋪設(shè)；在澆筑混凝土前檢查漏穿點(diǎn)，漏穿點(diǎn)處采用透明膠帶封補(bǔ)。

（4）模板制安。使用高精度光學(xué)水平儀，全場統(tǒng)一標(biāo)高點(diǎn)；按設(shè)計(jì)標(biāo)高設(shè)置模板，用激光抄平系統(tǒng)檢測模板標(biāo)高，對偏差處用楔性塊調(diào)整；模板設(shè)置三角支撐，使模板平直、穩(wěn)固，然后在底部進(jìn)行間隙堵漏處理，防止混凝土漿外泄；在所有伸縮縫處設(shè)置角鋼或傳力鋼筋銷拉結(jié)。

（5）固定錨具和防爆鋼筋。錨具四周設(shè)置防爆鋼筋，防爆鋼筋為螺旋鋼筋，按圖紙要求在模板對應(yīng)位置開設(shè)錨具固定孔并布置錨具（見圖1、圖2）。

（6）墻邊柱腳的處理及縫隙處理。墻邊柱腳按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行隔離保護(hù)，墻邊用聚塑板圍置隔開；圓柱及其他柱腳嚴(yán)格按圖紙要求布設(shè)局部加強(qiáng)鋼筋，預(yù)應(yīng)力混凝土地坪的縫隙分為施工縫及伸縮縫，施工縫為澆筑時間差異導(dǎo)致的縫隙，中間有傳力鋼筋連接，面層環(huán)氧施工之后，為肉眼不可見縫隙；伸縮縫為永久活動縫隙，上下貫通；后安裝蓋板縫為施工完成后安裝鋁合金活動蓋板（見圖3）。

（7）鋼絞線的布設(shè)。鋼絞線采用低松弛1860級鋼絞線，每根鋼絞線彈性模量195kN/mm2，極限抗拉值260.5kN。每組波紋管中設(shè)置3根15.2mm鋼絞線，每組鋼絞線設(shè)置間距2225mm。鋼絞線下料長度須長于設(shè)計(jì)圖中標(biāo)注的長度。

（8）波紋管的布設(shè)。按每道波紋管放置3根鋼絞線；采用波紋結(jié)構(gòu)將波紋管彼此相連，并用防水膠帶封閉連接處；按照錨具固定位置將波紋管及其內(nèi)鋼絞線與錨具相連。波紋管采用橫豎十字交叉布置，交叉處采用馬鐙支護(hù)，并用扎絲固定交叉處；錨固端相鄰兩根波紋管之間采用注漿管U型連接，并做密封處理；波紋管布設(shè)完畢應(yīng)仔細(xì)檢查連接處是否緊密，馬鐙支護(hù)是否牢靠，防爆鋼筋是否到位（見圖4、圖5）。

（9）構(gòu)造筋的布設(shè)。構(gòu)造鋼筋嚴(yán)格按照圖紙要求制作和安裝，安裝過程輕拿輕放，不得損傷波紋管、錨具、模板以及PE薄膜等；安裝完畢驗(yàn)收合格方可進(jìn)行混凝土澆筑（見圖6）。

（10）混凝土澆筑?；炷翉?qiáng)度等級C40，采用天泵泵送至澆筑面，泵送長度不得低于單倉澆筑寬度；用手持振動棒在板邊的伸縮縫處、防爆鋼筋處補(bǔ)充振搗；保持混凝土連續(xù)供應(yīng)，且供應(yīng)頻率須滿足澆筑要求。

（11）激光整平。采用大型激光整平設(shè)備進(jìn)行激光整平施工；按照預(yù)先規(guī)劃的澆筑行走路線鋪設(shè)激光整平設(shè)備行走導(dǎo)軌，導(dǎo)軌不得碾壓波紋管；激光整平設(shè)備集刮料、振搗及整平于一體，覆蓋率應(yīng)達(dá)到95%以上；整平過程中須采用激光超平系統(tǒng)隨時檢查復(fù)核標(biāo)高；激光整平設(shè)備無法覆蓋的區(qū)域必須采用振動棒進(jìn)行充分振搗，并采用刮尺進(jìn)行整平，質(zhì)量達(dá)到《建筑地面工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)要求以及圖紙上的要求。

（12）壓實(shí)、抹平、收光和養(yǎng)護(hù)。初凝期間用手扶式抹光機(jī)進(jìn)行起漿，隨后用刮尺進(jìn)行精平；再使用駕駛式抹光機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，并再次用刮尺進(jìn)行精找平；使用駕駛式抹光機(jī)重復(fù)上述步驟，直至收光結(jié)束；要求整個過程不得破壞平整度，不得留下明顯收光痕跡；采用飽水養(yǎng)護(hù)方法，即在混凝土表面充分澆水，并用薄膜搭接覆蓋；養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)如發(fā)現(xiàn)缺水應(yīng)立即補(bǔ)水，直至養(yǎng)護(hù)周期結(jié)束。

（13）鋼絞線張拉。整個鋼絞線張拉分3級張拉，第一級張拉在混凝土強(qiáng)度達(dá)到25%，拆除模板，取出預(yù)埋的塑料盒，并在此處安裝錨環(huán)、夾片，施加25%的預(yù)應(yīng)力；當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%時，施加50%的預(yù)應(yīng)力，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%時張拉全部預(yù)應(yīng)力；地坪預(yù)應(yīng)力筋終極張拉時混凝土強(qiáng)度fci=30 MPa。用單根張拉的千斤頂逐根張拉，張拉時遵循均勻、對稱的張拉原則。先張拉長向鋼絞線，再張拉短向鋼絞線。長向張拉為2端張拉，短向張拉為單向張拉。張拉控制應(yīng)力值采用鋼絞線極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的80%：80%fptk=1488MPa 。預(yù)應(yīng)力筋施工張拉值通過千斤頂、油壓表配套標(biāo)定的油壓值—張拉力關(guān)系曲線換算成相應(yīng)張拉油壓表數(shù)值。預(yù)應(yīng)力張拉過程中采用雙控的方法進(jìn)行質(zhì)量控制，以預(yù)應(yīng)力張拉力控制為主，測量張拉伸長值作校核。預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長實(shí)測值與計(jì)算值的偏差不大于±6%。如超出范圍，則須查明原因后采取措施進(jìn)行處理。張拉完畢后，校對張拉記錄對有疑問的預(yù)應(yīng)力筋要進(jìn)行必要的補(bǔ)張拉。張拉工作完成驗(yàn)收后，采用砂輪鋸切斷超長部分的預(yù)應(yīng)力筋，嚴(yán)禁用電弧切斷。

（14）灌漿與封錨。張拉工序完成后應(yīng)及時對所有預(yù)應(yīng)力筋孔道實(shí)施灌漿，灌漿開始前先采用壓縮空氣清孔，然后在進(jìn)行灌漿，灌漿時從注漿孔一端注入，直至管道內(nèi)漿體飽滿，沒有氣泡殘留，繼續(xù)加壓至0.5MPa，穩(wěn)壓1～2min后封閉灌漿口；漿體應(yīng)滿足無收縮性且28天強(qiáng)度為40MPa的設(shè)計(jì)要求；漿體要進(jìn)行流動性測試和強(qiáng)度測試。灌漿料固化后，切除多余的注漿管。使用混凝土砂漿封堵錨具位置至平齊。

6 結(jié)論

傳統(tǒng)地坪在使用過程中往往會暴露諸多質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重時可影響其使用功能，導(dǎo)致地坪維護(hù)及機(jī)械維修費(fèi)用增加。預(yù)應(yīng)力無縫地坪，實(shí)現(xiàn)單個車間整倉澆筑，無分倉縫、無切割縫，真正有效控制包括混凝土澆筑過程中因水化熱反應(yīng)造成的漲縮裂縫，防止機(jī)械切割縫對影響設(shè)備的使用的問題；相比較于普通混凝土地坪建筑材料用量減少（如由于使用了高強(qiáng)度的預(yù)應(yīng)力筋使普通鋼筋用量減少，以及結(jié)構(gòu)施工縫數(shù)量的減少），從而減少人工、機(jī)械的使用量，減少施工過程中對環(huán)境的影響。增加地坪的耐久性，降低了地坪結(jié)構(gòu)的維護(hù)費(fèi)用，降低成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。此外大幅提高對不均勻沉降的抵御能力，降低對地基依賴程度，工程質(zhì)量容易保證、適用領(lǐng)域?qū)?。尤其是在高質(zhì)量地坪要求的工業(yè)廠房等建筑中具有良好的推廣價值和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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