淺談預應力無縫混凝土地坪在廠房中的應用

封志華

摘 要：鋼筋混凝土地坪在使用過程中暴露諸多質量缺陷，預應力無縫地坪由于其防開裂性，解決了對混凝土地坪開裂或為防止機械切割縫對影響設備的使用的問題，增加地坪的使用耐久性，降低了地坪結構的維護費用，降低成本，經濟效益顯著。

關鍵詞：預應力混凝土；無切割縫；工藝流程

1 前言

混凝土地面具有堅固、耐久、施工簡單、造價低等優點，被廣泛應用于各類工程的地面，是工程實踐中應用最廣的地面做法之一，但混凝土自身具有的化學收縮、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生，嚴重影響了混凝土地面的使用功能，降低了應用范圍。隨著現代施工技術的不斷進步以及工業廠房等建筑對于高質量等級的地坪逐漸擴大的使用要求，新型預應力無縫地坪的應用有效的解決了這一技術難題。

2 依托工程概況

本文以遵義卷煙廠易地技術改造聯合工房項目為例，該項目位于遵義市高新工業園內，廠房地面為預應力無縫地面。整體無縫預應力地面約3.5萬平米，主要為制絲和卷接包車間區域，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，按照預應力地坪施工工藝各劃分為8個和4個施工流水區域，其中最大單倉長135.5米，寬32.7米，面積4400㎡。通過采用預應力地坪技術，實現整體無縫，其建造規模和建造難度當屬目前國內之最。

3 傳統鋼筋混凝土地坪容易出現的質量缺陷

鋼筋混凝土地坪是一種自身抗外壓能力強，出現裂縫時鋼筋利用螺紋結構與混凝土的握裹力，在水平方向約束裂縫擴展，控制裂縫寬度的復合混凝土結構。鋼筋混凝土結構體出現裂縫的通常因素：混凝土塑化過程中水化反應釋放出大量熱量，使混凝土內部溫度升高至50℃左右，隨時間遷移，水化反應變弱，其內溫開始下降。在降溫過程，伴隨的收縮應力加大致使混凝土開裂。常規的辦法是切割引導縫，人為設置薄弱點，來引導一部分開裂。另外，鋼筋混凝土結構體在使用的環境里，熱脹冷縮的物理特性會持續影響混凝土的穩定性，裂縫也會隨著氣溫的變化而擴展。以上所述的兩種因素是鋼筋混凝土結構體內在特性，再加上外部的不均勻沉降、過載、商砼質量、澆筑事故等因素，使得鋼筋混凝土地坪容易出現裂縫。

4 預應力地坪的優勢

預應力地坪從荷載設計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計和措施，通過外加預應力P/A抵御所有承載之和，確保地坪承載能力萬無一失，這與傳統鋼筋混凝土主要依靠混凝土自身抗壓強度MR承載的方式具有本質區別。采用后張預應力技術和大型激光整平技術，利用精確的澆筑管理流程，可以實現單塊約3000～5000㎡的板塊一次性澆搗成活，各板塊通過預應力錨具連接器，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造成的漲縮裂縫在內的所有開裂現象。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。

預應力地坪采用鋼絞線做主材，將傳統設計鋼筋用量減少90-95%，甚至可以根據實際情況降低板厚，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，不僅可直接節省維修經費，更可以降低因地坪維修對工業生產的耽誤。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

①基層的準備和交接→②砂石墊層鋪設→③PE薄膜鋪設→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→⑧波紋管布設→⑨構造鋼筋的布設→⑩混凝土澆筑→?激光整平→?壓實收光養護→?預應力張拉→?灌漿→?封錨

5.2 施工技術操作要點

（1）基層的準備和交接。基層質量達到GB 50209-2010《建筑地面工程施工質量驗收規范》規定。

（2）碎石、砂墊層鋪設。碎石須進行級配，并用機械壓實，采用中砂鋪設，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。采用0.3mmPE膜兩層鋪設；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；在澆筑混凝土前檢查漏穿點，漏穿點處采用透明膠帶封補。

（4）模板制安。使用高精度光學水平儀，全場統一標高點；按設計標高設置模板，用激光抄平系統檢測模板標高，對偏差處用楔性塊調整；模板設置三角支撐，使模板平直、穩固，然后在底部進行間隙堵漏處理，防止混凝土漿外泄；在所有伸縮縫處設置角鋼或傳力鋼筋銷拉結。

（5）固定錨具和防爆鋼筋。錨具四周設置防爆鋼筋，防爆鋼筋為螺旋鋼筋，按圖紙要求在模板對應位置開設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。墻邊柱腳按設計要求進行隔離保護，墻邊用聚塑板圍置隔開；圓柱及其他柱腳嚴格按圖紙要求布設局部加強鋼筋，預應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致的縫隙，中間有傳力鋼筋連接，面層環氧施工之后，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。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。每組波紋管中設置3根15.2mm鋼絞線，每組鋼絞線設置間距2225mm。鋼絞線下料長度須長于設計圖中標注的長度。

（8）波紋管的布設。按每道波紋管放置3根鋼絞線；采用波紋結構將波紋管彼此相連，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，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；波紋管布設完畢應仔細檢查連接處是否緊密，馬鐙支護是否牢靠，防爆鋼筋是否到位（見圖4、圖5）。

（9）構造筋的布設。構造鋼筋嚴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；安裝完畢驗收合格方可進行混凝土澆筑（見圖6）。

（10）混凝土澆筑。混凝土強度等級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、防爆鋼筋處補充振搗；保持混凝土連續供應，且供應頻率須滿足澆筑要求。

（11）激光整平。采用大型激光整平設備進行激光整平施工；按照預先規劃的澆筑行走路線鋪設激光整平設備行走導軌，導軌不得碾壓波紋管；激光整平設備集刮料、振搗及整平于一體，覆蓋率應達到95%以上；整平過程中須采用激光超平系統隨時檢查復核標高；激光整平設備無法覆蓋的區域必須采用振動棒進行充分振搗，并采用刮尺進行整平，質量達到《建筑地面工程施工質量驗收規范》標準要求以及圖紙上的要求。

（12）壓實、抹平、收光和養護。初凝期間用手扶式抹光機進行起漿，隨后用刮尺進行精平；再使用駕駛式抹光機進行壓實，并再次用刮尺進行精找平；使用駕駛式抹光機重復上述步驟，直至收光結束；要求整個過程不得破壞平整度，不得留下明顯收光痕跡；采用飽水養護方法，即在混凝土表面充分澆水，并用薄膜搭接覆蓋；養護周期內如發現缺水應立即補水，直至養護周期結束。

（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度達到25%，拆除模板，取出預埋的塑料盒，并在此處安裝錨環、夾片，施加25%的預應力；當混凝土強度達到50%時，施加50%的預應力，當混凝土強度達到75%時張拉全部預應力；地坪預應力筋終極張拉時混凝土強度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。張拉控制應力值采用鋼絞線極限強度標準值的80%：80%fptk=1488MPa 。預應力筋施工張拉值通過千斤頂、油壓表配套標定的油壓值—張拉力關系曲線換算成相應張拉油壓表數值。預應力張拉過程中采用雙控的方法進行質量控制，以預應力張拉力控制為主，測量張拉伸長值作校核。預應力筋張拉伸長實測值與計算值的偏差不大于±6%。如超出范圍，則須查明原因后采取措施進行處理。張拉完畢后，校對張拉記錄對有疑問的預應力筋要進行必要的補張拉。張拉工作完成驗收后，采用砂輪鋸切斷超長部分的預應力筋，嚴禁用電弧切斷。

（14）灌漿與封錨。張拉工序完成后應及時對所有預應力筋孔道實施灌漿，灌漿開始前先采用壓縮空氣清孔，然后在進行灌漿，灌漿時從注漿孔一端注入，直至管道內漿體飽滿，沒有氣泡殘留，繼續加壓至0.5MPa，穩壓1～2min后封閉灌漿口；漿體應滿足無收縮性且28天強度為40MPa的設計要求；漿體要進行流動性測試和強度測試。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 結論

傳統地坪在使用過程中往往會暴露諸多質量缺陷，嚴重時可影響其使用功能，導致地坪維護及機械維修費用增加。預應力無縫地坪，實現單個車間整倉澆筑，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造成的漲縮裂縫，防止機械切割縫對影響設備的使用的問題；相比較于普通混凝土地坪建筑材料用量減少（如由于使用了高強度的預應力筋使普通鋼筋用量減少，以及結構施工縫數量的減少），從而減少人工、機械的使用量，減少施工過程中對環境的影響。增加地坪的耐久性，降低了地坪結構的維護費用，降低成本，經濟效益顯著。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，工程質量容易保證、適用領域寬。尤其是在高質量地坪要求的工業廠房等建筑中具有良好的推廣價值和應用前景。

參考文獻：

[1] 《建筑施工手冊》（第五版）編寫組.建筑施工手冊（第五版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2013.