精密儀器車間混凝土地坪一次成型施工技術

李驥

(廣東梁亮建筑工程有限公司 廣東廣州 510400)

廣州數控設備有限公司第二園區，由兩棟生產大樓組成，分別為減速器大樓及機械加工車間，總建筑面積為26 544 m2，廠房為數控機床和機器人減速器生產車間。

生產車間樓板為金剛砂地坪，樓地面板厚160～180 mm，混凝土強度等級為C30。精密儀器生產車間地坪采用結構樓板與地坪面一次成型施工方法。

樓板與地坪面一次成型施工做法如下：樓地面澆筑混凝土后，在混凝土初凝時，鋪撒地坪面金剛砂總量的2/3（約3 kg/m2），用磨光盤壓實搓毛；在混凝土終凝時，鋪撒地坪面金剛砂總量的1/3（約2 kg/m2），用磨光盤壓實搓毛。混凝土澆筑完成24 h后澆水養護不少于7 d，混凝土強度達到設計強度70%后縱橫間距不大于6 m、采用切割機切6 mm 深5 mm 寬伸縮縫，采用彈性樹脂等材料進行填縫。樓地面與地坪面一次成型施工做法具體如圖1所示。

圖1 樓地面一次成型做法示意圖

由于地坪與結構樓地面一次成型，結構板為整體地坪，因此可避免因結構樓板與地坪二次施工造成的脫殼、開裂及空鼓等質量通病的發生，從而有效提高地坪面的硬度，滿足精密儀器生產車間對地坪硬度的要求[1]。同時，精密儀器生產車間對地坪面標高及平整度要求也較高，其標高及平整度允許偏差≤±2 mm，對于樓地面結構混凝土施工來說，一般不易實現。

為實現樓地面混凝土結構與地坪一次成型后其標高及平整度滿足相關要求[2]，需采用一種可以有效確保混凝土結構面平整度達標的施工方法，或者在施工中應用一種可以控制平整度在允許偏差范圍內的裝置，以期達到預定的施工目的和目標，該種方法或應用亦可以稱作為混凝土平整度控制裝置。

1 原因分析

采用分層法對導致標高及平整度偏差的原因進行分析。

1.1 分析1

首先，對已施工完成一次成型混凝土地坪抽查分析，具體情況見表1。

表1 質量統計表

機械加工車間±0.000 一次成型混凝土地坪質量合格率為85.8%，未達到質量目標要求。

其次，通過不合格項頻數統計表，找出影響結構混凝土觀感質量的主要問題，具體情況見表2。

表2 不合格項頻數統計表

結論：通過不合格項排列圖，可知平整度和標高是造成混凝土地坪質量合格率低的主要問題項，具體見圖2。

圖2 不合格項排列圖

1.2 分析2

首先，通過調查統計表，對主要問題的34 個不合格點再分析，找出導致問題的主要癥結，具體見表3。

表3 調查統計表

在34個不合格點中，因平整度參照點設置和標高控制點制作安裝造成的質量合格率低分別占比47.1%、38.2%，兩項共占所有不合格項的85.3%。

其次，進一步通過癥結頻數統計表，找出導致影響平整度和標高合格率低的主要癥結項，具體見表4。

表4 癥結頻數統計表

結論：通過不合格項排列圖，可知平整度參照點不準確及標高控制點有誤差這兩項是問題的主要癥結，具體見圖3。

圖3 不合格項排列圖

1.3 分析3

借鑒經驗：對使用目前正在施工的研發基地項目2#廠房進行實地考察，同樣抽查360個點，該項目一次成型混凝土地坪質量合格率為92.6%，不合格率為8.4%，其中平整度參照點不準確占不合格率的0.3%、標高控制點有誤差占0.5%；而由前面分析，該項目機械加工車間±0.000 質量合格率為88.1%，不合格率為11.9%，其中平整度參照點不準確占16/360=4.4%、標高控制點有誤差占13/360=3.6%，同行經驗可以借鑒。

1.4 分析4

計算分析：通過同行經驗對比，該項目平整度參照點不準確及標高控制點有誤差施工質量分別可以提高4.4%-0.3%=4.1%、3.6%-0.5%=3.1%，平整度參照點不準確合格點數可以增加360×4.2%≈15個點；標高控制點誤差合格點數可以增加360×3.1%≈11個點。即地坪面質量合格率可提高（15+11）/360=7.2%，最終合格率可以提高到（4.1%+3.1%）+88.1%=95.3%（預測）≥95%（目標），預測目標可達成。

2 對策措施

2.1 對策1

設置鋁合金軌道（控制裝置）來實現地坪面平整度的控制[3]。在已綁扎完成樓板底、面筋后，安裝鋁合金導軌。混凝土澆筑完成，將輥筒放在相鄰兩根鋁合金導軌上來回輥壓。輥筒緊貼鋁合金軌道頂面，混凝土澆筑面與軌道面保持一致。選用優質鋁合金型材，保證其型材剛度滿足不變形、不扭曲要求；鋁合金軌道布置間距4.25 m，輥筒長度為4.5 m，保證輥筒兩端支撐在兩側軌道上。在混凝土終凝前將及時將軌道取出，軌道凹槽部位采用混凝土填平壓實。

2.2 對策2

鋁合金軌道通過固定卡片與螺栓連接，螺栓再與樓板鋼筋點焊固定。固定卡片與鋁合金軌道、螺栓與樓板鋼筋焊接牢固。螺栓不可直接焊接在板面鋼筋上，在兩相鄰板筋間架設兩根垂直方向的短鋼筋與板筋焊接，再將螺栓焊接在短鋼筋上固定；為保證固定卡片穩固，固定卡片與螺栓連接采用上下螺母進行固定。

2.3 對策3

在混凝土澆筑完成后面層找平前，采用水平尺對鋁合金軌道二次調平，防止混凝土澆筑過程軌道移位造成平整度偏差。混凝土澆筑過程跟蹤監測鋁合金軌道兩端標高，一旦發現標高誤差及時糾正。

3 控制裝置

3.1 基本構造

該控制裝置主要由以下部分構成：（1）鋼墊板；（2）調節螺栓；（3）調節螺母；（4）固定卡片；（5）鋁合金導軌，其他輔助設施有：水平尺、水準儀等。標高及平整度控制裝置具體見圖4。

圖4 標高及平整度控制裝置示意圖

圖5 調節螺母安裝

3.2 控制裝置的安裝

3.2.1 調節螺栓安裝

調節螺栓采用M14 或M16 螺栓，螺栓長度應比一次成型樓地面厚度高出100 mm，以便于調節螺母的標高調節。螺栓底部焊接50×50×2 鋼墊板，鋼墊板主要起到支撐上部荷載作用。在樓地面鋼筋綁扎完成后，即可進行調節螺栓的安裝。調節螺母水平位置的固定采用在板底筋及面筋部位加設附加鋼筋進行固定，附加固定鋼筋分為上下兩部分，其中下部附加鋼筋垂直于板底底筋，與底筋點焊不少于三跨板筋；上部附加鋼筋位于板面筋底部，與板底附加鋼筋垂直并與板面筋點焊不少于三跨。為加強調節螺栓的整體穩定性，除將其固定在板筋上外，在底板鋼墊板四角處用螺絲將其擰入模板或水泥釘頂入混凝土墊層內固定，防止由于施工過程中震動產生偏移。

將調節螺栓垂直置于焊接于板筋內的上下附件鋼筋相交點一側，并點焊進行固定，調節螺栓沿縱向長度方向間距1.0 m設置一根，橫向寬度為4.25 m。

3.2.2 固定卡片安裝

固定卡片主要是調節和控制豎向標高，起到關鍵性的作用，如該工序步驟不能精確設置，則最終導致標高和平整度出現偏差。

為確保其有足夠的剛度以及連接的可靠性，固定卡片采用5厚-50×100鍍鋅鋼板，一端開螺栓孔，另一端支撐鋁合金導軌。在安裝固定卡片前，按照設計混凝土板面地坪相對標高，采用高精度水準儀將固定卡片底標高測量并標識于調節螺栓上，將調節下螺母擰入調節螺栓內，將其頂面墊片平齊標識的標高刻度。將固定卡片置于調節螺栓內，底部支撐在下螺母墊片上，為確保固定卡片牢固無松動，固定卡片采用雙螺母進行擰緊固定。至此，固定卡片安裝設置完成。

3.2.3 導軌安裝

導軌采用30×40×1.4厚鋁合金型材，鋁合金具有質輕、不易變形的特點，在便于施工的同時，可減少由于導軌變形帶來的施工誤差。鋁合金導軌安裝首先要保證其豎向固定，因此在鋁合金導軌與固定卡片連接時，需采取固定措施確保其水平及豎向無位移。安裝導軌前，在固定卡片安裝軌道部位測量垂直通線，確保導軌縱向位置的一致性，并將控制線標識于固定卡片上。軌道與固定卡片的連接采用直角連接卡扣，導軌兩側各設置一個，連接卡扣一側螺絲固定在固定卡片上；另一側螺絲固定在鋁合金導軌側面。導軌縱向分段拼接，拼接縫設在固定卡片位置，拼接縫兩端各設置一個連接卡扣進行連接，確保兩端拼接緊密保持一致。標高及平整度控制裝置剖面大樣及導軌設置具體見圖6～8。

圖6 調節卡扣連接導軌剖面示意圖

圖7 鋁合金導軌剖面示意圖

圖8 軌道安裝

4 實施方案

4.1 實施流程

實施流程分為：控制裝置安裝、板面混凝土找平及軌道凹槽修補三大部分，具體見圖9。

圖9 實施流程

4.2 實施過程

4.2.1 標高復測

標高及平整度控制裝置如前所述安裝完成后，再澆筑混凝土前需再次采用水準儀對安裝后軌道頂面標高進行測量，測量標高點如有偏差，則通過調節固定卡片上下螺母對軌道標高進行調節，直至測量標高滿足要求為止。

4.2.2 混凝土澆筑塌落度

因考慮到混凝土澆筑后，因混凝土凝結硬化過程將發生泌水現象，而泌水將造成混凝土表面找平出現難度，從而影響到平整度的控制。因此，在滿足泵送澆筑需求的情況下，澆筑所用混凝土應盡量降低其塌落度，以便降低泌水對表面平整度控制[4]。因此，混凝土塌落度根據澆筑時天氣氣候狀況等因素，將其控制在140±2范圍為宜。

4.2.3 混凝土泵送澆筑

由于調節螺栓固定于樓板鋼筋上，板筋在混凝土澆筑過程中，施工人員的踩踏或泵管的震動等將會造成鋼筋移位，導致鋁合金導軌產生偏移，從而影響標高及平整度的控制。為此，在混凝土澆筑前，需采用分離墊板將施工操作人員及泵管與板筋進行隔離，隔離墊板采用鋼筋馬凳制作并在其上鋪設模板，作為施工操作平臺[5]。泵管敷設則采用專用鋼筋支架進行支撐，支架直接支撐在樓板底層上，與板筋完全分離。混凝土泵送由板跨一端沿長邊方向澆筑退縮，分離墊板同時隨澆筑方向分段拆除。混凝土澆筑過程采用振動棒充分振搗密實，振搗完成后混凝土頂面略微比完成面高，混凝土沿縱向分段連續澆筑，在前端澆筑完成后，在混凝土初凝前采用輥筒找平。

4.2.4 混凝土面找平

將輥筒架設在控制裝置的鋁合金頂面，輥筒在導軌頂面來回滾壓，直至混凝土表面平整至與導軌面一致。待混凝土初凝后，再采用鋁合金尺對混凝土面進行二次修整并壓光收面，終凝后灑水養護成型[6]。

5 工程應用

將上述混凝土平整度控制裝置地坪施工方法應用于廣州數控設備有限公司第二園區精密儀器生產車間，設置鋁合金軌道來實現地坪面平整度的控制。

（1）在已綁扎完成樓板底、面筋后，安裝鋁合金導軌。混凝土澆筑完成，將輥筒放在相鄰兩根鋁合金導軌上來回輥壓。輥筒緊貼鋁合金軌道頂面，混凝土澆筑面與軌道面保持一致。（2）選用優質鋁合金型材，保證其型材剛度滿足不變形、不扭曲要求；鋁合金軌道布置間距4.25 m，輥筒長度為4.5 m，保證輥筒兩端支撐在兩側軌道上。（3）在混凝土終凝前將及時將軌道取出，軌道凹槽部位采用混凝土填平壓實。

6 結語

（1）通過豎直設置的高度調節件以及套設在高度調節件上且與軌道固定的定位板，高度調節件上還設有用于固定定位板的固定件，該裝置還包括放置于軌道上的尺式水平儀。（2）由于定位板與軌道固定，則通過調節定位板在豎直調節件上的相對位置從而調節軌道的水平度，當調整好定位板的在豎直調節件上的位置后可通過固定件對定位板進行固定，從而提高了軌道的穩定性，同時利用尺式水平儀可輔助工人對軌道的水平度進行調節，從而提高軌道的水平度。該法結構簡單，操作方便，進而提高混凝土與地坪一次成型的標高及整平度。（3）該施工技術應用于工程實踐中，對于地坪面平整度的控制，取得了良好的應用效果。