软土地基上高标准厂房超大面积地坪关键施工技术*

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

1 工程概况

上海高端医疗影像设备生产及示范基地一期工程主要包括3 个单体：配套综合楼、生产综合大楼及综合动力站，总建筑面积120 850.23 m2。其中，生产综合大楼主体建筑分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3 段，呈凹形，其基础结构为桩基承台，地上为5层框架结构，主体结构高度为23.7 m，首层建筑面积共29 395 m2。

生产综合大楼首层近3 万m2室内地坪，具有无裂缝、高平整度、高耐磨度、高美观度等高标准地坪质量要求。按照工艺荷载及标高要求地坪构造分为A、B、C共3 类，自上而下构造见表1。

地坪分类平面位置如图1所示。

2 主要技术难点

本工程厂房建造在软土地基上，其超大面积厂房地坪具有荷载与无裂缝、高平整度、高耐磨度、高美观度等高标准质量要求，一方面，地坪地基处理方法与构造设计的合理性关系到地坪承载力与最终质量的保证，包括桩基承台、设备基础周侧软硬交接部位的处理，均需采取针对性的措施，同时也关系到工程进度的保证[1]。另一方面，针对大面积混凝土地坪如何合理分缝并采取分块跳仓浇筑方法，以避免不均匀沉降及有效控制混凝土整浇垫层与面层的裂缝，包括面层应用激光抄平机械新技术，以确保其平整度都是该工程地坪施工的技术难点。

表1 生产综合大楼地坪构造分类表

图1 地坪分类平面示意

3 关键施工技术

3.1 地基处理技术

目前，针对软土地基地坪基础的处理方法有素土强夯、加设地坪桩、设置架空楼板、换填夯实等多种形式，在施工速度、工程造价、处理效果上各有利弊，以下是针对各种地基处理方法的对比分析，如表2所示。

表2 地基处理方法综合对比表[2-5]

结合本工程施工进度紧张、工程造价控制严格的特点，通过综合比选，确定采用换填夯实的方法进行地基处理。

对于基础换填的材料选择，则结合施工现场条件和设备机具等资源情况综合确定。常用的回填材料主要有：素土、三七灰土、级配砂石回填。各种回填材料对比见表3。

表3 回填材料综合对比表

根据上述对比，结合施工质量控制难易程度、地坪具有不同的荷载要求，初步确定采用三七灰土及级配砂石料作换填材料，具体选用还要根据施工的安排、气候条件等具体情况予以确定。

地基土换填质量将影响到换填层上混凝土整浇层的施工质量。具体施工方案的确定如下[6]：

（a）根据换填面积大的特点，将整个场地划分为7 个回填区域，每个区域回填主要分为2 次进行，第1次回填为承台、地梁放坡部位至自然地面标高回填，大部分回填高度约为1.2 m；第2次换填为大面积回填，换填高度为自然地面标高至设计回填土面标高，为0.5～0.7 m。其中第1次回填为放坡三角形区域回填，回填高度大，回填面积小，采用蛙式打夯机配合回填。第2次回填为大面积回填，回填高度小，大面积采用压路机压实，局部柱脚、墙边采用蛙式打夯机配合。

（b）根据天气预报的情况，预见性地选择针对每个分区的回填材料。若遇连续降雨时期，选择不受雨水气候影响的级配砂石，遇连续晴好天气，则选择压实度容易控制、价格相对较低的三七灰土。针对不同的换填材料、不同的换填部位，采取不同的换填施工措施。

（c）利用上部结构施工时间，创造较长时间的换填层沉降稳定期。本工程基础换填完成时间约为2012年12月1日，换填层上钢筋混凝土地坪施工时间为2013年6月，通过在换填层上设的厚100 mm的C20素混凝土基层，并按照不大于6 m×6 m地面留缝，利用近半年的时间使换填层自然沉降，达到减小后期换填层沉降的目的。

3.2 地坪分缝与分区跳仓浇筑技术

《建筑地面设计规范》（GB 50037—1996）中对混凝土地面结构伸缩缝作出了规定：“室内地面的水泥混凝土垫层，应设置纵向缩缝和横向缩缝，纵向缩缝间距不得大于6 m，横向缩缝不得大于12 m。”对于本工程整体混凝土地坪，如何进行合理分块施工，最大限度发挥激光整平机械的作用，通过实施跳仓浇筑技术、浇筑方向和浇筑宽度是保证混凝土质量的有效措施[7]；合理地进行假缝切割，可以有效减小混凝土地坪受到的应力影响等，都是大面积钢筋混凝土整体地坪施工研究的重中之重。

根据本工程实际情况确定每不大于12 m设置一条缩缝（平头缝），横向缩缝、纵向缩缝不大于6 m，以厂房Ⅰ段区域地坪为例，如图2所示，深色线条为纵向缩缝（平头缝），浅色线条为切割假缝。根据本工程超大面积混凝土整体地面的特点以及混凝土浇筑时恰逢夏季高温，通过试验确定在混凝土浇筑完成24 h后，即采用切割机在混凝土地面上切缝，切缝尺寸不大于6 m×6 m，切割宽度为5 mm，深度为50 mm。可以使混凝土地坪应力较早得到释放，避免规则有害裂缝的产生。

图2 生产综合大楼Ⅰ段地坪分缝、分块、跳仓浇筑施工平面示意

对于整体混凝土地面来说，浇筑方向和浇筑宽度是保证混凝土质量的有效措施，为此，结合设计中柱距特点，在浇筑地面混凝土时，按照柱距尺寸分别为11.5 m、10.5 m、8.4 m，做到分仓宽度不大于12 m，沿长度方向一次浇筑完成，便于分段施工和局部平整度的控制。

为更好地释放混凝土的温度应力和收缩应力，如此大规模的混凝土地坪，连续浇筑混凝土非常容易出现由混凝土应力产生的裂缝。为此，在浇筑混凝土地坪时，按照跳仓技术进行浇筑，仓宽不大于12 m，通过跳仓浇筑混凝土，能有效释放已浇筑混凝土的应力，保证整体混凝土地面质量。

设置假缝主要是便于混凝土整体浇筑，施工方便，易于控制平整度，地面整体性好。假缝采用切割方法，缝的宽度为5 mm，假缝采用本色油膏填塞，切割深度为50 mm。由于本工程地坪浇筑时间处于夏季，切缝时间控制在混凝土整浇层浇筑完24 h左右进行。

3.3 设置防潮层兼滑移能量释放层

由于地坪混凝土整浇面层与其基层混凝土垫层（厚100 mm素混凝土）均为混凝土，考虑到混凝土的各种应力需要释放，减小混凝土的外部约束，有效缓解上下层混凝土能量释放过程中引起的应力变化导致的混凝土裂缝出现，故在混凝土面层浇筑之前，在基层混凝土上表面满铺塑料薄膜（图3），作为上层地坪防潮层的同时，最大限度地减小上下层间的相互滑动阻力，将外约束最小化。同时，为解决地面混凝土与已有混凝土柱和砌体墙间的应力释放问题，防止柱角、墙边处面层开裂，减小地面混凝土应力在此的外部约束，在距离砌体墙边、结构柱四周设置一圈隔离层，隔离层采用厚10 mm聚苯板固定设置在墙柱边。

图3 基层上方铺设防潮隔离层及保护层

3.4 激光整平机技术应用

为确保地坪平整度优于国家规范，达到2 mm/2 m质量标准，本工程采用美国SOMERO公司的SPX-D型大型激光整平机，其机身质量为8.073 t，横臂工作范围为6.1 m，上部车架可以360°旋转。针对本工程地坪钢筋为双层双向钢筋，激光整平机无法直接在钢筋网片上行走，从而设计专用马道，以保证设备作业条件与作业稳定。

激光整平机作业前先安装激光发射器，并预设接收器高度、调整好激光整平机作业高度，符合设计标高；混凝土摊铺达到预设标高后，及时检查混凝土摊放标高是否符合要求；然后进行混凝土整平作业。边角部位及激光整平机不能到达的部位，则结合手工整平刮尺刮平，整平完成后全面复检完成面标高，如图4所示。

图4 SPX-D型大型激光整平机现场作业

4 结语

高端医疗影像设备生产及示范基地（一期）工程自2012年10月进行生产综合大楼地坪方案设计，经过多次与设计方进行方案论证评估，采用大面积换填工艺获得设计人员和各方面专家的认可，避免采用架空楼板、大面积地基加固（压密注浆、水泥土搅拌桩、地坪桩等），在大幅度降低工程造价的同时，缩短了工期，较上述加固措施共节约工程造价约40%，经济效益明显。

通过对地基换填处理方案、地坪分区跳仓浇筑、地面分缝、激光整平等方面的比较分析，确定了最佳施工方案与工艺技术要求，包括混凝土整浇层的混凝土配合比设计、耐磨面层施工工艺的优化以及地坪养护与硬化剂处理技术，实现了一次成型的钢筋混凝土超平耐磨地坪，全面达到了预期的设计生产工艺要求与工程质量标准，同时解决了以往类似厂房建筑大面积钢筋混凝土地坪易出现裂缝、平整度差、采用涂料面层需要反复涂刷以及美观不足的问题。