浅谈预应力无缝混凝土地坪在厂房中的应用

封志华

摘 要：钢筋混凝土地坪在使用过程中暴露诸多质量缺陷，预应力无缝地坪由于其防开裂性，解决了对混凝土地坪开裂或为防止机械切割缝对影响设备的使用的问题，增加地坪的使用耐久性，降低了地坪结构的维护费用，降低成本，经济效益显著。

关键词：预应力混凝土；无切割缝；工艺流程

1 前言

混凝土地面具有坚固、耐久、施工简单、造价低等优点，被广泛应用于各类工程的地面，是工程实践中应用最广的地面做法之一，但混凝土自身具有的化学收缩、干湿收缩、温度变形、徐变等特性，容易造成混凝土开裂的情况产生，严重影响了混凝土地面的使用功能，降低了应用范围。随着现代施工技术的不断进步以及工业厂房等建筑对于高质量等级的地坪逐渐扩大的使用要求，新型预应力无缝地坪的应用有效的解决了这一技术难题。

2 依托工程概况

本文以遵义卷烟厂易地技术改造联合工房项目为例，该项目位于遵义市高新工业园内，厂房地面为预应力无缝地面。整体无缝预应力地面约3.5万平米，主要为制丝和卷接包车间区域，制丝厂房长252.3米，宽96.2米，卷接包车间长242.8米，宽59.95米，按照预应力地坪施工工艺各划分为8个和4个施工流水区域，其中最大单仓长135.5米，宽32.7米，面积4400㎡。通过采用预应力地坪技术，实现整体无缝，其建造规模和建造难度当属目前国内之最。

3 传统钢筋混凝土地坪容易出现的质量缺陷

钢筋混凝土地坪是一种自身抗外压能力强，出现裂缝时钢筋利用螺纹结构与混凝土的握裹力，在水平方向约束裂缝扩展，控制裂缝宽度的复合混凝土结构。钢筋混凝土结构体出现裂缝的通常因素：混凝土塑化过程中水化反应释放出大量热量，使混凝土内部温度升高至50℃左右，随时间迁移，水化反应变弱，其内温开始下降。在降温过程，伴随的收缩应力加大致使混凝土开裂。常规的办法是切割引导缝，人为设置薄弱点，来引导一部分开裂。另外，钢筋混凝土结构体在使用的环境里，热胀冷缩的物理特性会持续影响混凝土的稳定性，裂缝也会随着气温的变化而扩展。以上所述的两种因素是钢筋混凝土结构体内在特性，再加上外部的不均匀沉降、过载、商砼质量、浇筑事故等因素，使得钢筋混凝土地坪容易出现裂缝。

4 预应力地坪的优势

预应力地坪从荷载设计充分考虑到地坪在承载过程中包含的外部荷载、温度梯度变化、地基滑动阻力等一些列影响荷载的因素，并做充分且有针对性的设计和措施，通过外加预应力P/A抵御所有承载之和，确保地坪承载能力万无一失，这与传统钢筋混凝土主要依靠混凝土自身抗压强度MR承载的方式具有本质区别。采用后张预应力技术和大型激光整平技术，利用精确的浇筑管理流程，可以实现单块约3000～5000㎡的板块一次性浇捣成活，各板块通过预应力锚具连接器，直接拉成了一块整体混凝土板。无分仓缝、无切割缝，真正有效控制包括混凝土浇筑过程中因水化热反应造成的涨缩裂缝在内的所有开裂现象。此外大幅提高对不均匀沉降的抵御能力，降低对地基依赖程度。

预应力地坪采用钢绞线做主材，将传统设计钢筋用量减少90-95%，甚至可以根据实际情况降低板厚，在确保大幅提高混凝土板性能和寿命的基础上确保成本不会大幅增加；此外，提高了地坪用寿命意味着维修成本的降低，不仅可直接节省维修经费，更可以降低因地坪维修对工业生产的耽误。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

①基层的准备和交接→②砂石垫层铺设→③PE薄膜铺设→④模板制安→⑤固定锚具和防爆钢筋→⑥墙边柱脚处理→⑦钢绞线布设→⑧波纹管布设→⑨构造钢筋的布设→⑩混凝土浇筑→?激光整平→?压实收光养护→?预应力张拉→?灌浆→?封锚

5.2 施工技术操作要点

（1）基层的准备和交接。基层质量达到GB 50209-2010《建筑地面工程施工质量验收规范》规定。

（2）碎石、砂垫层铺设。碎石须进行级配，并用机械压实，采用中砂铺设，不得含有尖锐颗粒；碎石与砂垫层须在单块混凝土四边找坡，碎石、砂垫层最终成型面平整度要求同地基处理平整度要求。

（3）PE薄膜铺设。采用0.3mmPE膜兩层铺设；各层PE膜采用熔接工艺连接，上下层PE膜接缝方向平行错开铺设；在浇筑混凝土前检查漏穿点，漏穿点处采用透明胶带封补。

（4）模板制安。使用高精度光学水平仪，全场统一标高点；按设计标高设置模板，用激光抄平系统检测模板标高，对偏差处用楔性块调整；模板设置三角支撑，使模板平直、稳固，然后在底部进行间隙堵漏处理，防止混凝土浆外泄；在所有伸缩缝处设置角钢或传力钢筋销拉结。

（5）固定锚具和防爆钢筋。锚具四周设置防爆钢筋，防爆钢筋为螺旋钢筋，按图纸要求在模板对应位置开设锚具固定孔并布置锚具（见图1、图2）。

（6）墙边柱脚的处理及缝隙处理。墙边柱脚按设计要求进行隔离保护，墙边用聚塑板围置隔开；圆柱及其他柱脚严格按图纸要求布设局部加强钢筋，预应力混凝土地坪的缝隙分为施工缝及伸缩缝，施工缝为浇筑时间差异导致的缝隙，中间有传力钢筋连接，面层环氧施工之后，为肉眼不可见缝隙；伸缩缝为永久活动缝隙，上下贯通；后安装盖板缝为施工完成后安装铝合金活动盖板（见图3）。

（7）钢绞线的布设。钢绞线采用低松弛1860级钢绞线，每根钢绞线弹性模量195kN/mm2，极限抗拉值260.5kN。每组波纹管中设置3根15.2mm钢绞线，每组钢绞线设置间距2225mm。钢绞线下料长度须长于设计图中标注的长度。

（8）波纹管的布设。按每道波纹管放置3根钢绞线；采用波纹结构将波纹管彼此相连，并用防水胶带封闭连接处；按照锚具固定位置将波纹管及其内钢绞线与锚具相连。波纹管采用横竖十字交叉布置，交叉处采用马镫支护，并用扎丝固定交叉处；锚固端相邻两根波纹管之间采用注浆管U型连接，并做密封处理；波纹管布设完毕应仔细检查连接处是否紧密，马镫支护是否牢靠，防爆钢筋是否到位（见图4、图5）。

（9）构造筋的布设。构造钢筋严格按照图纸要求制作和安装，安装过程轻拿轻放，不得损伤波纹管、锚具、模板以及PE薄膜等；安装完毕验收合格方可进行混凝土浇筑（见图6）。

（10）混凝土浇筑。混凝土强度等级C40，采用天泵泵送至浇筑面，泵送长度不得低于单仓浇筑宽度；用手持振动棒在板边的伸缩缝处、防爆钢筋处补充振捣；保持混凝土连续供应，且供应频率须满足浇筑要求。

（11）激光整平。采用大型激光整平设备进行激光整平施工；按照预先规划的浇筑行走路线铺设激光整平设备行走导轨，导轨不得碾压波纹管；激光整平设备集刮料、振捣及整平于一体，覆盖率应达到95%以上；整平过程中须采用激光超平系统随时检查复核标高；激光整平设备无法覆盖的区域必须采用振动棒进行充分振捣，并采用刮尺进行整平，质量达到《建筑地面工程施工质量验收规范》标准要求以及图纸上的要求。

（12）压实、抹平、收光和养护。初凝期间用手扶式抹光机进行起浆，随后用刮尺进行精平；再使用驾驶式抹光机进行压实，并再次用刮尺进行精找平；使用驾驶式抹光机重复上述步骤，直至收光结束；要求整个过程不得破坏平整度，不得留下明显收光痕迹；采用饱水养护方法，即在混凝土表面充分浇水，并用薄膜搭接覆盖；养护周期内如发现缺水应立即补水，直至养护周期结束。

（13）钢绞线张拉。整个钢绞线张拉分3级张拉，第一级张拉在混凝土强度达到25%，拆除模板，取出预埋的塑料盒，并在此处安装锚环、夹片，施加25%的预应力；当混凝土强度达到50%时，施加50%的预应力，当混凝土强度达到75%时张拉全部预应力；地坪预应力筋终极张拉时混凝土强度fci=30 MPa。用单根张拉的千斤顶逐根张拉，张拉时遵循均匀、对称的张拉原则。先张拉长向钢绞线，再张拉短向钢绞线。长向张拉为2端张拉，短向张拉为单向张拉。张拉控制应力值采用钢绞线极限强度标准值的80%：80%fptk=1488MPa 。预应力筋施工张拉值通过千斤顶、油压表配套标定的油压值—张拉力关系曲线换算成相应张拉油压表数值。预应力张拉过程中采用双控的方法进行质量控制，以预应力张拉力控制为主，测量张拉伸长值作校核。预应力筋张拉伸长实测值与计算值的偏差不大于±6%。如超出范围，则须查明原因后采取措施进行处理。张拉完毕后，校对张拉记录对有疑问的预应力筋要进行必要的补张拉。张拉工作完成验收后，采用砂轮锯切断超长部分的预应力筋，严禁用电弧切断。

（14）灌浆与封锚。张拉工序完成后应及时对所有预应力筋孔道实施灌浆，灌浆开始前先采用压缩空气清孔，然后在进行灌浆，灌浆时从注浆孔一端注入，直至管道内浆体饱满，没有气泡残留，继续加压至0.5MPa，稳压1～2min后封闭灌浆口；浆体应满足无收缩性且28天强度为40MPa的设计要求；浆体要进行流动性测试和强度测试。灌浆料固化后，切除多余的注浆管。使用混凝土砂浆封堵锚具位置至平齐。

6 结论

传统地坪在使用过程中往往会暴露诸多质量缺陷，严重时可影响其使用功能，导致地坪维护及机械维修费用增加。预应力无缝地坪，实现单个车间整仓浇筑，无分仓缝、无切割缝，真正有效控制包括混凝土浇筑过程中因水化热反应造成的涨缩裂缝，防止机械切割缝对影响设备的使用的问题；相比较于普通混凝土地坪建筑材料用量减少（如由于使用了高强度的预应力筋使普通钢筋用量减少，以及結构施工缝数量的减少），从而减少人工、机械的使用量，减少施工过程中对环境的影响。增加地坪的耐久性，降低了地坪结构的维护费用，降低成本，经济效益显著。此外大幅提高对不均匀沉降的抵御能力，降低对地基依赖程度，工程质量容易保证、适用领域宽。尤其是在高质量地坪要求的工业厂房等建筑中具有良好的推广价值和应用前景。

参考文献：

[1] 《建筑施工手册》（第五版）编写组.建筑施工手册（第五版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2013.