精密仪器车间混凝土地坪一次成型施工技术

李骥

(广东梁亮建筑工程有限公司 广东广州 510400)

广州数控设备有限公司第二园区，由两栋生产大楼组成，分别为减速器大楼及机械加工车间，总建筑面积为26 544 m2，厂房为数控机床和机器人减速器生产车间。

生产车间楼板为金刚砂地坪，楼地面板厚160～180 mm，混凝土强度等级为C30。精密仪器生产车间地坪采用结构楼板与地坪面一次成型施工方法。

楼板与地坪面一次成型施工做法如下：楼地面浇筑混凝土后，在混凝土初凝时，铺撒地坪面金刚砂总量的2/3（约3 kg/m2），用磨光盘压实搓毛；在混凝土终凝时，铺撒地坪面金刚砂总量的1/3（约2 kg/m2），用磨光盘压实搓毛。混凝土浇筑完成24 h后浇水养护不少于7 d，混凝土强度达到设计强度70%后纵横间距不大于6 m、采用切割机切6 mm 深5 mm 宽伸缩缝，采用弹性树脂等材料进行填缝。楼地面与地坪面一次成型施工做法具体如图1所示。

图1 楼地面一次成型做法示意图

由于地坪与结构楼地面一次成型，结构板为整体地坪，因此可避免因结构楼板与地坪二次施工造成的脱壳、开裂及空鼓等质量通病的发生，从而有效提高地坪面的硬度，满足精密仪器生产车间对地坪硬度的要求[1]。同时，精密仪器生产车间对地坪面标高及平整度要求也较高，其标高及平整度允许偏差≤±2 mm，对于楼地面结构混凝土施工来说，一般不易实现。

为实现楼地面混凝土结构与地坪一次成型后其标高及平整度满足相关要求[2]，需采用一种可以有效确保混凝土结构面平整度达标的施工方法，或者在施工中应用一种可以控制平整度在允许偏差范围内的装置，以期达到预定的施工目的和目标，该种方法或应用亦可以称作为混凝土平整度控制装置。

1 原因分析

采用分层法对导致标高及平整度偏差的原因进行分析。

1.1 分析1

首先，对已施工完成一次成型混凝土地坪抽查分析，具体情况见表1。

表1 质量统计表

机械加工车间±0.000 一次成型混凝土地坪质量合格率为85.8%，未达到质量目标要求。

其次，通过不合格项频数统计表，找出影响结构混凝土观感质量的主要问题，具体情况见表2。

表2 不合格项频数统计表

结论：通过不合格项排列图，可知平整度和标高是造成混凝土地坪质量合格率低的主要问题项，具体见图2。

图2 不合格项排列图

1.2 分析2

首先，通过调查统计表，对主要问题的34 个不合格点再分析，找出导致问题的主要症结，具体见表3。

表3 调查统计表

在34个不合格点中，因平整度参照点设置和标高控制点制作安装造成的质量合格率低分别占比47.1%、38.2%，两项共占所有不合格项的85.3%。

其次，进一步通过症结频数统计表，找出导致影响平整度和标高合格率低的主要症结项，具体见表4。

表4 症结频数统计表

结论：通过不合格项排列图，可知平整度参照点不准确及标高控制点有误差这两项是问题的主要症结，具体见图3。

图3 不合格项排列图

1.3 分析3

借鉴经验：对使用目前正在施工的研发基地项目2#厂房进行实地考察，同样抽查360个点，该项目一次成型混凝土地坪质量合格率为92.6%，不合格率为8.4%，其中平整度参照点不准确占不合格率的0.3%、标高控制点有误差占0.5%；而由前面分析，该项目机械加工车间±0.000 质量合格率为88.1%，不合格率为11.9%，其中平整度参照点不准确占16/360=4.4%、标高控制点有误差占13/360=3.6%，同行经验可以借鉴。

1.4 分析4

计算分析：通过同行经验对比，该项目平整度参照点不准确及标高控制点有误差施工质量分别可以提高4.4%-0.3%=4.1%、3.6%-0.5%=3.1%，平整度参照点不准确合格点数可以增加360×4.2%≈15个点；标高控制点误差合格点数可以增加360×3.1%≈11个点。即地坪面质量合格率可提高（15+11）/360=7.2%，最终合格率可以提高到（4.1%+3.1%）+88.1%=95.3%（预测）≥95%（目标），预测目标可达成。

2 对策措施

2.1 对策1

设置铝合金轨道（控制装置）来实现地坪面平整度的控制[3]。在已绑扎完成楼板底、面筋后，安装铝合金导轨。混凝土浇筑完成，将辊筒放在相邻两根铝合金导轨上来回辊压。辊筒紧贴铝合金轨道顶面，混凝土浇筑面与轨道面保持一致。选用优质铝合金型材，保证其型材刚度满足不变形、不扭曲要求；铝合金轨道布置间距4.25 m，辊筒长度为4.5 m，保证辊筒两端支撑在两侧轨道上。在混凝土终凝前将及时将轨道取出，轨道凹槽部位采用混凝土填平压实。

2.2 对策2

铝合金轨道通过固定卡片与螺栓连接，螺栓再与楼板钢筋点焊固定。固定卡片与铝合金轨道、螺栓与楼板钢筋焊接牢固。螺栓不可直接焊接在板面钢筋上，在两相邻板筋间架设两根垂直方向的短钢筋与板筋焊接，再将螺栓焊接在短钢筋上固定；为保证固定卡片稳固，固定卡片与螺栓连接采用上下螺母进行固定。

2.3 对策3

在混凝土浇筑完成后面层找平前，采用水平尺对铝合金轨道二次调平，防止混凝土浇筑过程轨道移位造成平整度偏差。混凝土浇筑过程跟踪监测铝合金轨道两端标高，一旦发现标高误差及时纠正。

3 控制装置

3.1 基本构造

该控制装置主要由以下部分构成：（1）钢垫板；（2）调节螺栓；（3）调节螺母；（4）固定卡片；（5）铝合金导轨，其他辅助设施有：水平尺、水准仪等。标高及平整度控制装置具体见图4。

图4 标高及平整度控制装置示意图

图5 调节螺母安装

3.2 控制装置的安装

3.2.1 调节螺栓安装

调节螺栓采用M14 或M16 螺栓，螺栓长度应比一次成型楼地面厚度高出100 mm，以便于调节螺母的标高调节。螺栓底部焊接50×50×2 钢垫板，钢垫板主要起到支撑上部荷载作用。在楼地面钢筋绑扎完成后，即可进行调节螺栓的安装。调节螺母水平位置的固定采用在板底筋及面筋部位加设附加钢筋进行固定，附加固定钢筋分为上下两部分，其中下部附加钢筋垂直于板底底筋，与底筋点焊不少于三跨板筋；上部附加钢筋位于板面筋底部，与板底附加钢筋垂直并与板面筋点焊不少于三跨。为加强调节螺栓的整体稳定性，除将其固定在板筋上外，在底板钢垫板四角处用螺丝将其拧入模板或水泥钉顶入混凝土垫层内固定，防止由于施工过程中震动产生偏移。

将调节螺栓垂直置于焊接于板筋内的上下附件钢筋相交点一侧，并点焊进行固定，调节螺栓沿纵向长度方向间距1.0 m设置一根，横向宽度为4.25 m。

3.2.2 固定卡片安装

固定卡片主要是调节和控制竖向标高，起到关键性的作用，如该工序步骤不能精确设置，则最终导致标高和平整度出现偏差。

为确保其有足够的刚度以及连接的可靠性，固定卡片采用5厚-50×100镀锌钢板，一端开螺栓孔，另一端支撑铝合金导轨。在安装固定卡片前，按照设计混凝土板面地坪相对标高，采用高精度水准仪将固定卡片底标高测量并标识于调节螺栓上，将调节下螺母拧入调节螺栓内，将其顶面垫片平齐标识的标高刻度。将固定卡片置于调节螺栓内，底部支撑在下螺母垫片上，为确保固定卡片牢固无松动，固定卡片采用双螺母进行拧紧固定。至此，固定卡片安装设置完成。

3.2.3 导轨安装

导轨采用30×40×1.4厚铝合金型材，铝合金具有质轻、不易变形的特点，在便于施工的同时，可减少由于导轨变形带来的施工误差。铝合金导轨安装首先要保证其竖向固定，因此在铝合金导轨与固定卡片连接时，需采取固定措施确保其水平及竖向无位移。安装导轨前，在固定卡片安装轨道部位测量垂直通线，确保导轨纵向位置的一致性，并将控制线标识于固定卡片上。轨道与固定卡片的连接采用直角连接卡扣，导轨两侧各设置一个，连接卡扣一侧螺丝固定在固定卡片上；另一侧螺丝固定在铝合金导轨侧面。导轨纵向分段拼接，拼接缝设在固定卡片位置，拼接缝两端各设置一个连接卡扣进行连接，确保两端拼接紧密保持一致。标高及平整度控制装置剖面大样及导轨设置具体见图6～8。

图6 调节卡扣连接导轨剖面示意图

图7 铝合金导轨剖面示意图

图8 轨道安装

4 实施方案

4.1 实施流程

实施流程分为：控制装置安装、板面混凝土找平及轨道凹槽修补三大部分，具体见图9。

图9 实施流程

4.2 实施过程

4.2.1 标高复测

标高及平整度控制装置如前所述安装完成后，再浇筑混凝土前需再次采用水准仪对安装后轨道顶面标高进行测量，测量标高点如有偏差，则通过调节固定卡片上下螺母对轨道标高进行调节，直至测量标高满足要求为止。

4.2.2 混凝土浇筑塌落度

因考虑到混凝土浇筑后，因混凝土凝结硬化过程将发生泌水现象，而泌水将造成混凝土表面找平出现难度，从而影响到平整度的控制。因此，在满足泵送浇筑需求的情况下，浇筑所用混凝土应尽量降低其塌落度，以便降低泌水对表面平整度控制[4]。因此，混凝土塌落度根据浇筑时天气气候状况等因素，将其控制在140±2范围为宜。

4.2.3 混凝土泵送浇筑

由于调节螺栓固定于楼板钢筋上，板筋在混凝土浇筑过程中，施工人员的踩踏或泵管的震动等将会造成钢筋移位，导致铝合金导轨产生偏移，从而影响标高及平整度的控制。为此，在混凝土浇筑前，需采用分离垫板将施工操作人员及泵管与板筋进行隔离，隔离垫板采用钢筋马凳制作并在其上铺设模板，作为施工操作平台[5]。泵管敷设则采用专用钢筋支架进行支撑，支架直接支撑在楼板底层上，与板筋完全分离。混凝土泵送由板跨一端沿长边方向浇筑退缩，分离垫板同时随浇筑方向分段拆除。混凝土浇筑过程采用振动棒充分振捣密实，振捣完成后混凝土顶面略微比完成面高，混凝土沿纵向分段连续浇筑，在前端浇筑完成后，在混凝土初凝前采用辊筒找平。

4.2.4 混凝土面找平

将辊筒架设在控制装置的铝合金顶面，辊筒在导轨顶面来回滚压，直至混凝土表面平整至与导轨面一致。待混凝土初凝后，再采用铝合金尺对混凝土面进行二次修整并压光收面，终凝后洒水养护成型[6]。

5 工程应用

将上述混凝土平整度控制装置地坪施工方法应用于广州数控设备有限公司第二园区精密仪器生产车间，设置铝合金轨道来实现地坪面平整度的控制。

（1）在已绑扎完成楼板底、面筋后，安装铝合金导轨。混凝土浇筑完成，将辊筒放在相邻两根铝合金导轨上来回辊压。辊筒紧贴铝合金轨道顶面，混凝土浇筑面与轨道面保持一致。（2）选用优质铝合金型材，保证其型材刚度满足不变形、不扭曲要求；铝合金轨道布置间距4.25 m，辊筒长度为4.5 m，保证辊筒两端支撑在两侧轨道上。（3）在混凝土终凝前将及时将轨道取出，轨道凹槽部位采用混凝土填平压实。

6 结语

（1）通过竖直设置的高度调节件以及套设在高度调节件上且与轨道固定的定位板，高度调节件上还设有用于固定定位板的固定件，该装置还包括放置于轨道上的尺式水平仪。（2）由于定位板与轨道固定，则通过调节定位板在竖直调节件上的相对位置从而调节轨道的水平度，当调整好定位板的在竖直调节件上的位置后可通过固定件对定位板进行固定，从而提高了轨道的稳定性，同时利用尺式水平仪可辅助工人对轨道的水平度进行调节，从而提高轨道的水平度。该法结构简单，操作方便，进而提高混凝土与地坪一次成型的标高及整平度。（3）该施工技术应用于工程实践中，对于地坪面平整度的控制，取得了良好的应用效果。