室內(nèi)鋼纖維混凝土地坪設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

張發(fā)儒，張永蘭

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連116083）

1 引言

倉(cāng)庫(kù)或產(chǎn)業(yè)設(shè)施應(yīng)被視為單個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)，只有在貨架、物料搬運(yùn)設(shè)備（MHE）和地板的設(shè)計(jì)與操作達(dá)到通用公差和要求的情況下才能獲得最佳性能。阿布扎比哈里發(fā)港場(chǎng)站一期項(xiàng)目倉(cāng)庫(kù)被定位為現(xiàn)代高性能倉(cāng)儲(chǔ)建筑設(shè)施，在提高運(yùn)營(yíng)效率、面向未來(lái)的貨架配置、降低地板及MHE 維修成本等方面對(duì)地坪的平整度提出高要求。鋼纖維混凝土地坪相較于傳統(tǒng)地坪，因其大大減少了施工縫的設(shè)置、同等混凝土強(qiáng)度下更高的抗剪強(qiáng)度以及摻入鋼纖維后的抗裂、增韌效能[1]，被廣泛應(yīng)用于超平地坪與大面積地坪中。

2 鋼纖維混凝土地坪設(shè)計(jì)

本文項(xiàng)目背景為阿布扎比哈里發(fā)港場(chǎng)站單層鋼結(jié)構(gòu)倉(cāng)庫(kù)，建筑高度為13 m，室內(nèi)地坪面積為50 430 m2，采用鋼纖維混凝土地板結(jié)構(gòu)，最大單塊無(wú)縫地板尺寸可達(dá)31.4 m×33 m，如圖1 所示。2 塊地板之間設(shè)計(jì)為一種叫PEIKKO TERA 的鋼鎧接頭連接（施工縫）。

地板與地梁及立柱基礎(chǔ)的接觸面一般采用20 mm 厚的可壓縮泡沫板隔開(kāi)。其中，在進(jìn)出口處由于是運(yùn)營(yíng)階段主要貨物運(yùn)輸通道，在門(mén)檻處增設(shè)了PEIKKO TOP 鋼鎧和平板銷(xiāo)，平板銷(xiāo)須在地梁混凝土澆筑前預(yù)埋。

考慮到倉(cāng)庫(kù)內(nèi)有許多小單體和鋼結(jié)構(gòu)立柱基礎(chǔ)，故在立柱基礎(chǔ)四角鋪4×φ8 mm×1 000 mm 的鋼筋網(wǎng)片。對(duì)于小單體四角即地板邊緣凹角處，若距最近的鋼鎧接頭施工縫較近，則增設(shè)另一條鋼鎧接頭施工縫，否則鋪4×φ8 mm×1 000 mm 的鋼筋網(wǎng)片，防止形成地板收縮限制裂縫。

圖1 倉(cāng)庫(kù)內(nèi)無(wú)縫地坪分塊平面布置圖（單位：m）

3 鋼纖維混凝土地坪施工工藝

3.1 主要設(shè)備與材料

近年來(lái)，鋼纖維混凝土地坪的施工已逐漸形成一套完善的工藝，從地基夯實(shí)、碾壓、整平、做載荷板試驗(yàn)，到鋼纖維混凝土的現(xiàn)場(chǎng)攪拌、澆筑與攤鋪，所采用的設(shè)備除了表1 所列的4 種主要設(shè)備外，還包括壓路機(jī)、激光發(fā)射器與接收器、電焊設(shè)備以及叉車(chē)吊車(chē)等。

表1 施工主要設(shè)備及其功能

主要材料包括：Dramix 80/60 鋼纖維成品；C35 成品混凝土；PEIKKO TERA 鋼鎧，用于施工縫連接處及進(jìn)出口處；約50 cm 長(zhǎng)的直條鋼銷(xiāo)釘，用于固定鋼鎧；防裂鋼筋網(wǎng)片，用于立柱基礎(chǔ)及小單體凹角處；平板銷(xiāo)及套管；20 mm 厚度的泡沫板；防水膜；Masterkure 181，混凝土表面養(yǎng)護(hù)、密封硬化劑等。

鋼纖維混凝土的配合比設(shè)計(jì)：采用C35 混凝土，綜合考慮阿聯(lián)酋地區(qū)夏季高溫影響來(lái)設(shè)計(jì)混凝土配合比。混凝土水灰比為0.45；坍落度200 mm±40 mm，其中鋼纖維的摻入量為20 kg/m3。

3.2 施工流程

3.2.1 地基整平與碾壓

路基頂部厚度為50～100 mm 的墊層/流平層，選取干凈的精細(xì)分級(jí)材料，至少有10%～30%的顆粒通過(guò)了100 號(hào)（孔徑150 μm）篩子，不能被黏土、淤泥或有機(jī)物污染。

碾壓須達(dá)到FDT（現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度實(shí)驗(yàn)）≥95%MDD（最大干密度），整平誤差須控制在±10 mm 以內(nèi)，加載卡車(chē)的輪胎滲入墊層表面不能超過(guò)13 mm。碾壓完成后進(jìn)行載荷板試驗(yàn)，取得地基反應(yīng)模量K值，K值不得小于60 MN/m3。

3.2.2 施工縫鋼鎧接頭的安裝

將激光發(fā)射器固定在合適的立柱或三腳架上，然后將激光接收器設(shè)置在完成的地板基準(zhǔn)面上；按照批復(fù)的施工圖標(biāo)記出施工縫所在位置的線；沿接縫線在地基層的頂部鋪設(shè)防水膜（約1 m 寬）；使用木楔將一定長(zhǎng)度的鋼制異型接頭即鋼鎧固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｊ褂眉す獍l(fā)射器和手持接收器檢查完成標(biāo)高，并使用木楔進(jìn)行調(diào)整；使用錘鉆將鋼銷(xiāo)釘沿著鋼鎧以中心距大約1 m 插入地基，直到深度足夠支撐鋼鎧。確保鋼銷(xiāo)釘?shù)捻敳课挥阡撴z接頭的頂部以下。將鋼鎧接頭的相鄰端焊接在一起，并將鋼鎧接頭焊接到銷(xiāo)釘上。

3.2.3 鋼纖維與混凝土攪拌混合

成品混凝土在拌和站按照設(shè)計(jì)的配合比完成攪拌，運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)之后，取樣送到現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室檢查混凝土質(zhì)量，肉眼觀察確保混凝土充分混合，并達(dá)到所需的可加工性。將鋼纖維袋倒入位于地面的攪拌機(jī)上的料斗中。料斗自動(dòng)提升，將纖維倒入攪拌鼓中，隨后被吹入混凝土卡車(chē)的旋轉(zhuǎn)鼓中進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛Ｒ坏╅_(kāi)始添加鋼纖維，混凝土將在混凝土卡車(chē)中以12 r/min的速度高速混合約6 min，以產(chǎn)生150～180 mm 的目標(biāo)坍落度。

3.2.4 地坪混凝土攤鋪及表面處理

地基上鋪設(shè)6 m 寬的防水膜，確保沒(méi)有任何折返或折痕，因?yàn)檎酆蹠?huì)限制地板的自由移動(dòng)；按照施工圖，將防裂鋼筋網(wǎng)設(shè)在立柱基礎(chǔ)及凹角等可能形成收縮限制裂縫的位置；復(fù)查先前安裝的鋼鎧接頭的位置，主要檢查定位線和標(biāo)高是否準(zhǔn)確；將混凝土從攪拌車(chē)中直接泵送到先前鋪設(shè)的防水膜上，并以大約4 m 寬的條狀澆筑。必須始終朝同一方向工作，以免在條帶之間形成冷縫。首先使用激光整平機(jī)和接收器將混凝土進(jìn)行鋪展和點(diǎn)平。通過(guò)內(nèi)置的檢查和校正系統(tǒng)，所有的整平皆為全自動(dòng)。當(dāng)操作員縮回臂桿時(shí),刮板頭攤鋪，壓實(shí)和刮平的面積為22 m2。完成一個(gè)區(qū)域后將千斤頂抬起，機(jī)器將向右移至新位置并重復(fù)該過(guò)程。

在激光整平機(jī)無(wú)法操作的區(qū)域，例如，鋼鎧接頭附近、立柱周?chē)? m 寬的周邊帶等，使用電動(dòng)刮平尺對(duì)混凝土進(jìn)行手工刮平和完全壓實(shí)，并人工將其精整到水平。通過(guò)機(jī)械澆頭撒料機(jī)將干式搖砂澆頭攤鋪到混凝土表面，確保在整個(gè)表面積上均勻鋪開(kāi)。當(dāng)激光整平機(jī)刮平并壓實(shí)后，立即將撒料機(jī)驅(qū)動(dòng)到位，操作員將6.5 m 伸縮臂架延伸到找平的混凝土上方。當(dāng)動(dòng)臂縮回時(shí)，澆筑面自動(dòng)均勻分撒在混凝土表面[2]。

當(dāng)混凝土工作面從入口處進(jìn)入到鋼鎧接頭的入口/開(kāi)口處約4 m 時(shí)，激光整平機(jī)和混凝土攪拌車(chē)將被移出該區(qū)域。根據(jù)需要清除初始的自由水。

當(dāng)混凝土充分硬化可以支撐人和機(jī)器的質(zhì)量時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行動(dòng)力抹光，并持續(xù)進(jìn)行幾次，直到獲得光滑、光亮的表面且沒(méi)有明顯的棱紋。無(wú)法機(jī)加工的區(qū)域?qū)⑼ㄟ^(guò)手工抹子的方式進(jìn)行拋光。抹光機(jī)重達(dá)800 kg，需要使用伸臂叉裝機(jī)將其提升到位。動(dòng)力抹光操作完成后，將以0.1 L/ m2比例的Masterkure 181（固化劑/防塵劑/密封劑）在混凝土表面進(jìn)行噴涂。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

為了保證工程整體質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾個(gè)控制要點(diǎn)：

1）地基碾壓后，除了壓實(shí)度報(bào)告之外，需要做載荷板試驗(yàn)以確定地基反應(yīng)模量K值，K值對(duì)地基板的強(qiáng)度與耐久性起到關(guān)鍵作用。

2）成品濕混凝土的溫度需控制在5～32 ℃，由于阿布扎比當(dāng)?shù)貧鉁爻８哂?0 ℃，故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室需嚴(yán)格把關(guān)；當(dāng)每車(chē)混凝土抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，取樣在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室做坍落度試驗(yàn)，每50 m2或每個(gè)工作日提取濕混凝土制作試塊，分別作7 d、28 d 強(qiáng)度試驗(yàn)；從水泥摻入到壓實(shí)之間間隔不得超過(guò)1 h（溫度超過(guò)25 ℃）[3]。

3）拌和物中鋼纖維的均勻性控制采用水洗法，要求檢驗(yàn)每一班混凝土中鋼纖維的體積率誤差不超過(guò)配合比要求體積率的±15%。

4）施工縫處鋼鎧接頭安裝的位置和高度誤差應(yīng)控制在±3 mm 內(nèi)，接頭兩端或接頭與銷(xiāo)釘焊接時(shí)應(yīng)控制焊接強(qiáng)度，并且在焊接完成之后再次校正位置與高度。

5）混凝土攤鋪?zhàn)詈箅A段噴灑固化劑時(shí)應(yīng)保證均勻，后期養(yǎng)護(hù)階段應(yīng)注意防止水、油以及化學(xué)品等的污染。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以實(shí)際工程案例為背景，在鋼纖維混凝土地坪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面主要以英國(guó)倉(cāng)庫(kù)地坪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)進(jìn)行承載力計(jì)算驗(yàn)證，同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)規(guī)范的規(guī)定分析其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；在施工工藝流程方面，以項(xiàng)目實(shí)際施工全過(guò)程為基礎(chǔ)，分別介紹新型設(shè)備與材料的詳細(xì)信息，歸納總結(jié)出一般施工工藝與流程，并提煉了質(zhì)量控制要點(diǎn)。實(shí)踐證明，鋼纖維混凝土地坪具有地板厚度小、施工快捷方便、耐久性好、平整度高以及綜合造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，本工程最終取得了良好的施工效果，可為今后類(lèi)似項(xiàng)目提供借鑒。