高平整金刚砂耐磨地坪施工技术
摘 要：地坪的平整度控制、抗开裂措施一直是建筑地坪产业的控制重点和难点,以物流中心高平整金刚砂耐磨地坪施工为实例,通过对地坪基层处理、配合比设计、浇筑方案优化等具体措施,有效完成了高平整耐磨地坪的施工。
0 引言
高平整金刚砂耐磨地坪,自问世以来以其抗渗耐油、耐磨、抗冲击、易清洁等优点迅速普及。目前广泛用于工业厂房、物流仓储、停车场等对地坪要求较高的场所。金刚砂耐磨地坪主要原理是将耐磨骨料均匀地撒布在即将初凝的混凝土表面上,经精平、镘磨、研磨、涂刷固化剂抛光,最终形成具有高致密性的高性能耐磨地面。
1 工程概况
华中B2C物流配送中心位于湖北鄂州葛店开发区,其中物流仓储配送中心建筑面积130 000m2,建筑地坪采用金刚砂耐磨地坪,投入使用后行走高速高位叉车,地坪平整度按照美国混凝土协会(ACI)要求FF≥50mm,FL≥30mm标准施工。
地坪主要构造做法为(自上而下):①3mm厚金刚砂耐磨骨料层(含混凝土固化剂);②200mm厚C30钢筋混凝土内配10@200双层双向钢筋;③100mm厚C15混凝土垫层;④600mm厚2∶8灰土垫层;⑤素土回填压实。
2 工程重难点分析
1)原场地内存在鱼塘、沟槽、水井、暗河道等,因此控制好土方回填质量是确保建筑地坪施工质量的前提,也是关键步骤和控制重点。
2)月台升降平台(坑位)、基础柱、防火隔墙等部位是应力集中点,如何采取伸缩缝设置、构造措施解决应力集中造成的地坪裂缝是施工的难点。
3)库区行走快速高位叉车,对地坪的平整度要求较高,按照美国混凝土协会(ACI)要求FF≥50mm,FL≥30mm标准,等同于常规3m靠尺检测间隙≤3mm的要求,地坪的平整度控制是本工程的重点和难点。
3 施工工艺流程及技术措施(见图1)
3.1 地坪施工工艺流程
施工工艺流程如下:地坪土方回填压实→灰土垫层压实→C15垫层浇筑→地坪钢筋绑扎→地坪混凝土浇筑、整平→耐磨骨料撒布、精平→地坪切缝→混凝土固化剂涂刷抛光→伸缩缝打胶→地坪清理。
3.2 地坪土方回填
项目建设位置原先为完整的村落,通过查阅该地块先前卫星影像资料,确定了该地块鱼塘、河道、沟槽的大概位置,并进行了开挖,将原河道鱼塘的淤土层全部清理。土方回填从土料备选、含水率控制、分层压实方面重点控制。
1)土料选取优先选用本地块土方平衡调配时预存的土方。在土方调配时,有意识地将开挖部分的优质黏土层进行了筛选,将含有的杂草、树根、砖块进行剔除,确保回填土料的质量。
2)土方含水率控制回填土含水量过大过小都难以夯压密实,当土壤在最佳含水量的条件下压实时,能获得最大的密实度。对含水率较大的土方采取了掺入熟石灰粉和干土的措施,回填压实效果较好。
图1 施工工艺流程及质量控制点
3)土方分层压实在拟回填压实区域每间隔10m,设置了竖向分层压实层数标杆,用于控制每层土方虚铺厚度和压实遍数。
4)在对回填土层进行环刀取样检测的基础上,充分利用现有的负载渣土车、混凝土输送车进行辗压试验,辗压试验是确定土壤支承系统是否能在施工期间或之后提供一致稳定的和适合支撑的最有效方法之一。当基层牢固时,通常会出现浅层车辙;当基层不具备承载能力时,通常出现凹陷、开裂等不良情况,对问题区域进行重新压实返工处理。
3.3 灰土层施工
1)灰土层严格控制配比,优先选用了集中拌合方式运输至现场,并采用摊铺机摊铺,控制每层摊铺厚度,分层压实厚度控制在20~30cm,最后一层施工时,人工配合机械找平,控制灰土层平整度。
2)控制灰土含水率,现场以手握成团,两指轻捏即散为宜。
3)压实完毕后,根据天气情况喷洒水养护。
3.4 地坪混凝土浇筑整平
根据以往项目的施工和设计经验,如采用结构层+建筑面层的传统方式进行,投入使用后由于叉车长期行走碾压,建筑面层极易出现空鼓开裂等诸多质量问题。为此本项目调整了地坪垫层+结构层的施工思路并得到了设计单位认可,直接在结构层面撒布金刚砂耐磨料。
3.4.1 地坪混凝土配合比要求
混凝土强度≥C30,水灰比≤0.45,到场坍落度为140±20mm,水泥含量为280~340kg/m3,沙石骨料宜采用河砂,细度模数2.4~2.7,含泥量<2%,石子宜采用花岗岩,级配良好,初凝时间:6~8h,终凝时间≤12h,外加剂为混凝土粉煤灰,≤20kg/m3。
混凝土配合比要严格控制粉煤灰的掺量,粉煤灰在地坪混凝土浇筑振捣后悬浮在面层,粉煤灰无强度和黏结性,会造成耐磨骨料撒布后,形成隔离层导致后期耐磨层起皮脱落。
3.4.2 地坪混凝土浇筑部署
大面积地坪混凝土浇筑一般采用长条交替浇筑法和激光整平浇筑法。该项目平整度、进度要求较高,通过2种方案优缺点的比选,选定采用激光整平法进行施工。
1)激光整平机标高控制原理大型激光整平机由激光发射器、激光接收器和水准标尺杆组成。施工前,首先在尽量通视区域安装独立的激光发射器,激光发射器将以10次/s的频率发射激光,形成一个激光束控制平面,然后在地面设计标高的水准控制点上立水准标尺杆,通过其上的水准定位头接收激光束锁定水准定位头,最后调整激光整平机上的激光接收器,通过激光整平机内置的电脑系统,控制整平头的作业标高。
由于激光发射器为独立设置,一旦激光系统初始化完毕,只要激光发射器不受扰动,无论激光整平机移动到哪里,地面标高始终以激光发射器发射的旋转激光束构成的平面为控制而保证了大面积整体浇筑的地面标高以及地面的平整度。
2)激光整平机振捣整平原理激光整平机由刮板刀、布料螺旋、振动器和整平梁组成。首先刮板刀将高出的混凝土料刮走,余料通过旋转的螺旋自左至右将混凝土料分布到设计要求的标高,同时由偏心块产生的振动带动整个整平梁一起对混凝土进行振捣和压实,整平梁底部的斜坡起到镘刀的作用,在振动行进过程中,将混凝土表面刮平,使混凝土表面光亮平整,是高平整地坪平整度控制的基础。
3)混凝土浇筑平面部署采用激光整平机进行混凝土浇筑,单次浇筑面积1 500~2 000m2(见图2),施工时按照钢结构柱和防火墙间隔划分施工段,混凝土采用泵送方式输送,减少施工对地坪钢筋的影响。
4)混凝土浇筑后,应安排施工人员在现场值班,混凝土符合提浆要求时(3~5h后),使用专业抹平机,安装提浆圆盘进行提浆作业;提浆时,要注意抹平机的运动方向,防止局部因抹平机抹平重复次数过多而造成局部凹陷。提浆同时也将混凝土面层的浮浆层进行清理。对于浇筑后混凝土泌水较多的,可以采用养护薄膜卷成条状,人工从两侧在混凝土表面拖曳赶走表面泌水和浮浆,有利于金刚砂撒布。
3.5 金刚砂耐磨层撒布精平
1)施工前应核对材料证明文件,检查其金刚砂耐磨骨料含量,地坪行业标准金刚砂骨料含量应为60%±5%。
2)金刚砂耐磨材料撒布时间应在混凝土初凝前开始,以手指按压成印为参考,金刚砂耐磨材料撒布分2次进行。第1次撒布设计单位用量的2/3,采用驾驶式镘磨机械进行整平作业,并能同时抵消局部混凝土平整时的平整度问题,镘磨次数≥3次;第2次撒布量为设计单位用量的1/3,并再次使用驾驶式镘磨机进行高精度整平作业,镘磨次数≥3次,人工配合对边角部位进行收光。
图2 混凝土浇筑平面布置
金刚砂撒布用量现场应严格控制,宜采取单位面积用量法控制,如按100m2使用量约500kg控制,金刚砂撒布应均匀,不能局部堆积或撒布量不足,应安排有经验施工人员进行。国外较为先进的方式为采用粉料撒布机进行控制。
3.6 地坪的养护及混凝土固化剂施工
3.6.1 养护
由于地坪施工期间天气温度较高,优先采用了覆盖薄膜洒水养护的方式,确保地坪混凝土有效养护时间≥7d,需注意的是养护时不能进行压力水冲刷。
3.6.2 地坪混凝土固化剂施工
固化剂施工前,应对地坪整体进行全面检查,检查地坪基面状况、平整度、界面处理状况、边角处理等细节问题,一并先行处理;特别注意墙角及柱底周边,除去原地面上所有旧膜层(包括养护密封剂)、油脂、脏物、杂物等。冲洗并吸去所有水和残余物,使地面干燥后,可以马上吸收洁净水且不会出现水结珠现象。
1)首先对原耐磨地坪进行打磨处理,使地坪面层的微小空隙、气孔等全部打开,以便固化剂的有效渗入。
2)先涂刷1遍固化剂(用量按说明书进行),并采用毛刷来回涂刷,使固化剂与地坪混凝土充分渗透反应;约40min后,采用水将面层多余固化剂进行冲洗,并用工业吸尘器将面层的水全部吸走。
3)待地坪面层干燥后,涂刷第2遍固化剂,方法同1遍施工。
4)采用抛光机械使用不同规格树脂抛光头抛光地面。如果前面磨砂片划痕还很明显,降底速度,直到磨痕消失,吸去表面松散的颗粒。从500目树脂片开始抛光,之后用800,1 500,2 000目直至抛到地坪出现镜面光亮程度为止。
4 地坪裂缝的控制措施
为防止地坪混凝土浇筑后,由于混凝土收缩应力、温度变化应力、基础不均匀沉降而导致地坪开裂等质量问题,宜根据地坪受力特点设置施工缝、开裂引导缝、膨胀缝、沉降缝,有效释放应力从而确保地坪施工质量。
1)为防止地坪混凝土和主体结构的不均匀沉降造成地坪裂缝,在地坪与主体结构之间设置沉降缝,如独立柱周边(见图3)。
2)混凝土自身的收缩应力以及外部温度变化产生的温度应力,采取设置切割缝的方式来分散应力,并作为相应位置的开裂引导缝,如设置≤6m×6m伸缩缝。
3)在周边墙体、防火隔墙与地坪之间设置胀缝,采用30mm厚挤塑板填充后浇筑,有效防止地坪周边应力无法释放导致开裂。
4)卸货月台设置升降机平台的位置是应力集中点,如何处理该部分应力分散,合理的设置伸缩缝最有效的方法(见图4)。
5)在施工缝处设置传力杆,防止板块间的不均匀沉降造成地坪开裂爆边。
图3 沉降缝设置
图4 施工缝设置
5 结语
以该项目高平整耐磨地坪施工为实例,从基土回填、混凝土配合比要求、地坪平整度控制措施、耐磨材料撒布和裂缝控制措施方面进行了简单的描述和探讨。经过后期现场检查和第三方机构评测,地坪平整度满足高位叉车高速行走要求,无明显的地坪裂缝,地坪满足物流日常运作需求。可作为其他工业厂房、地下室停车库和物流仓库地坪等类似工程参考。
