大体量耐磨固化地坪在北京环球影城停车楼中的应用
2021-09-14金国军郭天宇杨印锁
金国军 郭天宇 杨印锁 陈 浩
中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070
1 技术措施
北京环球影城停车楼项目采用耐磨固化地坪施工技术。项目地下1层、地上4层,建筑高度为19 m,单层面积大(约40 000 m2),作为北京市重点工程,质量要求高;根据国家相关规范要求,面层表面应洁净,不应有裂纹、脱皮、麻面等现象发生;2、3、4层为50 mm厚超薄混凝土找平层,且结构跨度较大,梁后期持续下挠导致空鼓、开裂现象风险较大。
在耐磨固化地坪工程实施前,进行了施工策划及样板试验制作,综合讨论结果及样板实施结果,确定了实体工程施工时跳仓顺序、增加相关措施改进空鼓开裂问题等相关方案[1]。
1.1跳仓法施工
本工程结构跨度较大,楼层平面尺寸为长228 m、宽200 m,为了防止早期混凝土收缩产生应力裂缝,在早期混凝土温度收缩应力较大的阶段,将超长的混凝土面层分为若干小块体间隔施工,经过短期的应力释放,在后期收缩应力较小的阶段再将剩余块体连成整体,依靠混凝土抗拉强度抵抗下一阶段的温度收缩应力。
根据楼层面积沿长度和宽度方向确定分仓尺寸不大于1 000 m2,长不大于50 m、宽不大于20 m,并沿各自方向分别编号,浇筑顺序按图1中1—3—5—7进行,相隔不小于7 d后再浇筑第2批,即按2—4—6—8进行。
图1 楼层分仓示意
跳仓法充分利用混凝土在浇筑初期各种性能尚未稳定及容易造成混凝土温度收缩应力裂缝的特性,按“先策划、后施工”原则施工。相邻2块时间间隔应不少于7 d,可避免混凝土早期因温差作用形成的温度应力裂缝。
为保证施工缝平直,测量放线时应将模板位置线放置在分仓线外沿20 mm的位置,施工完成后根据天气情况及混凝土凝固情况,按锯切引导缝准确位置弹线切割,并敲除多余混凝土,根据时间要求及混凝土应力释放情况,再浇筑下一仓混凝土。
1.2防空鼓开裂措施
1.2.1 基层处理
1)基层铣刨。基层的铣刨相当于对地面进行一次拉毛处理,由于本工程2、3、4层施工地面过薄,为50 mm厚,其与楼板的结合处出现脱层、空鼓、开裂的风险较大,故采取铣刨处理。采用铣刨机去除地坪表面浮浆、松散物,铣刨深度3~5 mm,铣刨要求不少于2遍,边角部位铣刨不到的地方采用剁斧或其他凿毛工具凿毛,铣刨后的基层需浇水浸泡至少24 h,并在混凝土浇筑前清理多余的水分,充分泡水有利于提高基层与找平层的黏结力,减少找平层混凝土的收缩变形,以保证新浇筑的混凝土与楼板有较好的结合面。
2)界面剂。为了降低面层混凝土脱层、空鼓、开裂等风险,在地面清理干净后,混凝土浇筑前,采用界面剂涂刷铣刨后的基层,使粗糙基层与新浇筑混凝土能够更好地结合。界面剂的构成为改性羧基乳胶,其成分为防水黏结剂及砂浆添加剂,界面剂涂刷一次不宜过多且要求涂刷均匀、不透底,涂刷时基层不得有明水,应在混凝土浇筑前1 h内涂刷界面剂,乳液∶水∶水泥∶石英砂=1∶1∶3∶1.5,用量为0.2 kg/m2,使用前依据涂刷面积计算使用量,施工时将乳液的称量桶做好标线,减少称重时间,确保用量准确。
1.2.2 混凝土钢纤维
本工程为开敞式停车楼,2、3、4层为50 mm厚超薄混凝土面层,设计为单层双向钢筋网片,室内外环境温差容易导致混凝土收缩产生收缩裂缝,仅依靠钢筋网片难以解决地坪开裂的问题,通过样板验证,大面积施工时在钢筋网片的基础上增加钢纤维。在标准地坪中,地基处理存在不足,通过钢筋解决了地基沉降所产生的裂缝问题,钢纤维解决混凝土水化热阶段的龟裂、干缩裂缝、膨胀裂缝,2种材料的结合使用有效解决地坪各种裂缝问题,提高混凝土地坪使用寿命。
钢纤维本身施工性能好,掺入混凝土中不需要任何专业设备,在搅拌站传送带上直接添加,要求掺量为20 kg/m3。钢纤维投放要求在粗骨料投放后,细骨料投放时均匀投放,不得集中一次性投放,在掺入钢纤维时,保证搅拌机一直旋转。钢纤维自身抗拉强度高,单根抗拉强度≥1 000 MPa,能够有效提高混凝土的拉弯强度。其与混凝土的黏附性高,能有效连接混凝土中的骨料,提高混凝土的抗拉强度。当混凝土水化阶段产生应力后,由于单根抗拉强度高,拉住了混凝土中的大小骨料,从而阻止了裂缝的产生和发展。
1.2.3 铠甲缝
本工程屋面为120 mm厚耐磨固化找平层,并且屋面为3%结构找坡,波峰至波谷高差为500 mm,屋面为倒置式屋面,找平层下部为挤塑聚苯板。
为防止混凝土找平层在气温升高时于诱导缝边缘产生挤碎或拱起现象,造成裂缝,在屋面层设置伸缝,在施工时预留空间缝隙,使混凝土受热膨胀时有空余位置而不在内部产生压应力。
伸缝采用成品铠甲缝,每条缝由镀锌钢板充当模板,钢板之间垫20 mm厚挤塑板,镀锌钢板通过螺栓连接,模板中部设置传力板,传力板为尺寸150 mm(长)×146 mm(宽)×5 mm(厚)的Q235B镀锌钢板,按设计间距500 mm布置在地坪厚度的1/2处,与分仓模板焊接到一起,并在相邻地坪相应方向,给每个传力板安装自由伸缩鞘套。铠甲缝下部垫方木,侧边用方木加钢筋斜撑固定,间距30~45 m。
传力钢板用于传递伸缩缝相邻两边地坪的竖向荷载,使得伸缩缝两边地坪的相对高差位移达到最小,不会形成因为不均匀受力和沉降带来的高低差。
2 色差控制
本工程作为环球影城开工后全球游客的第一站,不仅面层的质量要满足规范以及业主的要求,面层的观感也应满足顾客需求,所以耐磨固化地坪的色差控制也尤为重要。关于耐磨地坪的色差防止问题,可以从人、机、料、法、环这5个方面进行考虑。
2.1人的因素
1)人员培训:开工前对所有施工人员进行技术交底,重要的施工步骤安排经验丰富的施工人员操作。
2)合理配置施工人员:若按800 m2/d的工作量计算,浇筑混凝土采用激光整平仪工艺至少需6名工人,耐磨层施工需7~8名工人,地坪要求越高,则适当增加施工人员。
3)组织措施:现场配置专职质检员,对工程质量进行全程监督、检查,发现问题及时修改。
2.2机械的因素
1)充足合理的施工设备和工具:若按800 m2/d的工作量计算,应配有4~6台合格的抹光机;施工区域条件允许时,尽量采用驾驶式抹光机,对平整度控制更有利。
2)专业的边角施工机械:墙边用短距整平尺整平,初凝时用手工工具进行表面收光作业。
2.3材料的因素
1)混凝土的一致性(使用合格的混凝土):施工前,与混凝土搅拌站交底,明确混凝土各项指标的要求;施工时,到混凝土搅拌站检查混凝土的原材料,要求每次使用的水泥及砂石的原材料必须一致,根据要求进行配比,控制现场坍落度稳定。
2)使用合格的耐磨材料:材料到场时,注意检查耐磨材料的出厂检验报告和合格证;施工时,要求材料厂家派技术人员做现场指导。
3)耐磨材料的一致性:要求同一施工区域使用同一批次的耐磨骨料。
2.4施工方法
1)均匀备料:均匀划分施工区域,按照材料用量,提前根据当天的施工区域分配好相应量的耐磨材料。
2)分次布料:严格按照要求分次撒布耐磨材料,耐磨材料的用量为5 kg/m2,第1次按2/3用量均匀地撒布粉末耐磨材料作业,第2次按1/3用量进行撒布作业。
3)骨料的撒布时机:受现场温度、混凝土水灰比、坍落度等因素影响,一般在混凝土接近初凝,踩踏混凝土表面留有较浅的脚印时(约2.5 mm)进行第1次撒布,第2次撒布应在现场混凝土凝固到一定程度,并且表面没有凹凸不平的情况下进行。
4)施工工艺的一致性:同一区域内由相同的施工人员操作,使用工艺及手法保持一致,并且要求混凝土提浆时工人穿着混凝土地坪专用铝鞋,防止出现脚印。
5)注意地坪养护方法:采用洒水养护(间隔2~3 h),可全面覆盖土工织物;应避免覆膜养护(会导致地面水分挥发不均匀,薄膜与地坪接触部位泛白)。
2.5环境因素
1)充足的照明:施工前准备充足的应急照明,避免因照明不足而不能及时发现质量缺陷。
2)施工区域应防止无关人员穿行:防止因污染造成色差或其他缺陷。
3)施工区域应防止交叉施工时的污染造成色差或其他缺陷。
4)注意施工区域的通风性差异:通风好的地方水分挥发较快。
5)注意施工区域阳光照射的差异:阳光直接照射的地方水分挥发较快。
6)后期成品保护也应防止污染:防止涂料、颜料及其他污染物造成的色差。
3 防滑控制
本工程建筑功能为停车楼,并且屋面也作为停车使用,所以对于耐磨固化地坪的防滑控制十分重要。
由于3%的结构找坡屋面很容易导致汽车“打滑”,针对耐磨固化地坪混凝土面层的特点,我们采用防滑值(BPN)来判断面层的防滑性能是否符合要求。
本工程采用摆式仪来测试地面的防滑值(湿态),根据相关规范要求,室内及室外潮湿地面湿态防滑值应满足在60~80之间,项目根据耐磨固化地坪不同的施工工艺对防滑性能进行分析,总结出2个影响因素。
3.1研磨粒径及工艺
固化剂的研磨能够使液体固化剂更好地渗入、吸收至混凝土中,而根据研磨工艺的不同以及面层的观感程度,耐磨固化地坪分为抛光施工法、保浆施工法以及露砂施工法这3种,3种工艺的区别为面层研磨时磨片的粒径不同。
为验证研磨粒径及工艺对本工程地面防滑性能的影响,项目在场外试验区根据3种不同的工艺以及研磨的磨片粒径制作了13组样块,最后采用摆式仪测定地坪表面的防滑值。测试数据表明,研磨粒径在50 μm(300)目及30 μm(500目)时能够满足防滑值(BPN)要求,而露砂的施工工艺防滑值更高并且表面美观,所以本工程选用500目露砂效果。
3.2增加面层防滑构造
为保证车辆在屋面行车时的安全性,本工程3%的结构找坡屋面在固化500目露砂的效果上,增加防滑凹槽工艺。
项目部成员在第1阶段验证的基础上,增加2种防滑凹槽做法(刻痕、防滑圈),验证防滑性能。
通过摆式仪对2种防滑凹槽的防滑值测试数据发现,刻痕工艺的防滑值为85,防滑圈工艺的防滑值为79,2种面层防滑构造设计均能满足防滑性能的要求,而刻痕工艺的防滑值更高,故采用刻痕机对完成的耐磨固化地面刻痕,宽度400 mm、间距120 mm,单个条纹尺寸:宽度3~4 mm、深度5 mm、间距25 mm。本工程针对屋面的特点,选用500目露砂效果+刻痕工艺。
4 结语
本工程通过对耐磨固化地面的施工工艺、防开裂措施、色差控制、防滑控制进行研究改进,现场耐磨固化地坪在成形过程中未出现通长贯通性裂缝,表面观感及防滑值满足规范及业主要求。工程交付后,对地坪表面的空鼓开裂及防滑值进行实测,无超出范围偏差,地坪表面颜色统一,无肉眼可见质量缺陷,既控制了施工工期与质量,也取得了明显的社会与经济效益。