陶 金(上海建工七建集團(tuán)有限公司,上?!?00050)
本工程位于中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所園區(qū)東北角,總建筑面積 6 919.5 m2。東西總長(zhǎng) 293 m,南北最寬處 31 m,建筑高度 8.6 m,2 層,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。加速器隧道為直線形,長(zhǎng)約 260 m,基礎(chǔ)底板厚 1 m,隧道墻板厚 1.5 m、2 m,頂板厚 1.5 m。
其中加速器隧道地坪施工總面積約 3 000 m2,包括束流診斷區(qū)及 3 個(gè)迷道的地坪。加速器隧道內(nèi)地坪做法為(由上至下):1 mm 厚封閉面層;1~2 mm 厚自流平環(huán)氧膠泥,強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后表面進(jìn)行修補(bǔ)打磨;環(huán)氧底漆一道;200 mm 厚 C20 混凝土層;水泥砂漿一道(內(nèi)摻建筑膠)結(jié)構(gòu)混凝土底板。
本工程加速器隧道長(zhǎng) 293 m,寬 6 m,僅有少量迷道出入口。在如此狹長(zhǎng)的空間內(nèi),需高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求完成 200 mm 厚鋼筋混凝土整澆地坪形成了較大的施工難度。特別是地坪裂縫的控制中,對(duì)分層澆搗施工還是一次澆搗施工,對(duì)板塊的大小的合理劃分、澆搗流程部署、施工縫設(shè)置等施工措施將直接影響到地坪的裂縫控制。
本工程加速器隧道內(nèi)業(yè)主需要安裝高精密儀器,對(duì)地坪的精度、耐久性等要求極高。業(yè)主方要求地坪平整度控制在1 mm 以內(nèi),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了規(guī)范要求的 3 mm。如何通過(guò)控制原材料,優(yōu)化混凝土配合比,選擇合理的平整度控制工藝措施,使得本工程地坪達(dá)到業(yè)主及設(shè)計(jì)要求,也是本工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)。
隧道地坪整體施工部署穿插于整個(gè)工藝隧道裝飾施工過(guò)程中??紤]到施工操作面的合理銜接及產(chǎn)品保護(hù),在完成隧道墻面頂面 2 度膩?zhàn)邮┕ご蚰ソY(jié)束后先進(jìn)行 200 mm 厚細(xì)石混凝土施工,等細(xì)石混凝土施工結(jié)束 7 d 后再進(jìn)行墻面涂料施工,最后墻面涂料全部施工結(jié)束后,再進(jìn)行環(huán)氧地坪施工。
考慮到混凝土的變形控制,如何進(jìn)行合理的分塊是本工程順利實(shí)施的關(guān)鍵。在結(jié)合主體結(jié)構(gòu)的約束、地坪混凝土的收縮、施工現(xiàn)場(chǎng)狹窄等諸多因素,通過(guò)大量的比選,最終確定隧道地坪板塊按照隧道長(zhǎng)度方向每 12 m 設(shè)置一條漲縫,并結(jié)合墻面伸縮縫劃分,共劃分 28 大板塊,每分塊面積約超過(guò) 70 m2。地坪澆筑采用跳倉(cāng)施工,以隧道 17 軸部位為中心板塊,向東西兩側(cè)跳倉(cāng)施工。單個(gè)板塊混凝土終凝后,按照隧道長(zhǎng)度方向切割 4 寬 60 深的橫向縮縫,縮縫間距控制在6米范圍,縮縫小塊面積不大于 36 m2。
一般建筑裝飾地坪厚度在 50~100 mm 厚,本工程由于設(shè)備安裝要求,地坪厚度達(dá)到 200 mm。普通工程對(duì)于200 mm 厚的超厚地坪一般采取分次澆搗的的施工工藝措施。優(yōu)點(diǎn)在于容易控制地坪精度和產(chǎn)品保護(hù),缺點(diǎn)在于多一道工序,容易在銜接面引起空鼓,并在上下層的相互約束中容易產(chǎn)生裂縫??紤]到本工程的高精度設(shè)備的安裝使用功能要求,對(duì)混凝土的施工質(zhì)量要求高,綜合考慮后采取 200 mm 厚地坪混凝土一次澆搗的工藝措施,減少可能引起質(zhì)量通病的風(fēng)險(xiǎn),但在精度控制及鋼筋設(shè)置等其它方面進(jìn)行詳細(xì)的研究與控制。
(1) 采用鋼筋混凝土墊塊加人工提拉確保鋼筋位置。本工程地坪鋼筋設(shè)計(jì)采用 Φ6 mm×150 mm 雙向設(shè)置。鋼筋網(wǎng)片主要起到防止混凝土表面開(kāi)裂的作用,一般設(shè)置在地面混凝土表面以下 40 mm 處。采用 160 mm 高混凝土墊塊進(jìn)行定位,施工時(shí)派專人對(duì)鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行看管,由于操作時(shí)容易下陷,必要時(shí)進(jìn)行提拉,使鋼筋網(wǎng)片處在合適的位置,確保工程質(zhì)量。
(2) 混凝土先澆筑,鋼筋網(wǎng)片隨后整體嵌入混凝土中。本工程地坪鋼筋設(shè)計(jì)采用 Φ6 mm×150 mm 雙向設(shè)置。鋼筋網(wǎng)片主要起到防止混凝土表面開(kāi)裂的作用,一般設(shè)置在地面混凝土表面以下 40 mm 處。混凝土澆筑時(shí)因?qū)︿摻畈忍?,很容易使鋼筋發(fā)生變形或位置變化等。于是提出,待混凝土澆筑完成后,將事前綁好的鋼筋網(wǎng)片人工嵌入混凝土下40 mm 處。
(3) 采用 Φ6 mm×150 mm + Φ14 mm×150 mm復(fù)合鋼筋網(wǎng)片。優(yōu)化地坪鋼筋,采用 Φ6 mm×150 mm +Φ14 mm×150 mm 復(fù)合鋼筋網(wǎng)片,通過(guò)在結(jié)構(gòu)地坪上種Φ14 鋼筋支架,將 Φ14 mm×150 mm 鋼筋焊接在鋼筋支架上,形成鋼筋骨架。將 Φ6 mm×150 mm 鋼筋網(wǎng)片綁扎在 Φ14 mm 鋼筋骨架上,確保鋼筋能固定在有利位置,有效的避免了裂縫的產(chǎn)生。
針對(duì)上述三種隧道地坪鋼筋施工方案,結(jié)合形象進(jìn)度、質(zhì)量安全、成本控制等各方面因素,最終確定方案三,采用 Φ6 mm×150 mm + Φ14 mm×150 mm 復(fù)合鋼筋網(wǎng)片。
本工程地坪施工在冬季,地坪混凝土的配合比是否合理對(duì)工程質(zhì)量影響較大??紤]到粉煤灰質(zhì)量較輕,冬季施工時(shí)混凝土早期強(qiáng)度較低,容易上浮,造成起砂現(xiàn)場(chǎng),致使環(huán)氧面層出現(xiàn)開(kāi)裂及空鼓等現(xiàn)象,故本工程加速器隧道高精度地坪考慮不摻加粉煤灰。
為確保不添加粉煤灰的混凝土不會(huì)出現(xiàn)裂縫,本工程在施工隧道夾層時(shí)選擇試驗(yàn)塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn),經(jīng)觀察地面沒(méi)有出現(xiàn)裂縫,但打磨后出現(xiàn)輕微起砂現(xiàn)象。故本工程隧道地坪混凝土地坪參考隧道夾層混凝土配合比,將礦粉減少,增加水泥用量且將石子粒徑增大。
地坪側(cè)模采用 20 號(hào)槽鋼作為模板,槽鋼用鋼釬固定。槽鋼上口標(biāo)高與地坪完成面齊平。隧道北側(cè)采用排水溝預(yù)埋的 L50 mm×5 mm 角鋼,南側(cè)在隧道墻板上固定 L50 mm×5 mm 角鋼,角鋼上口標(biāo)高與地坪完成面齊平。分倉(cāng)板塊封閉澆筑時(shí),在先行澆筑的板塊側(cè)邊粘貼 20 mm 厚擠塑板作為漲縫模板。地坪混凝土與墻面交接部位,為防止混凝土收縮開(kāi)裂,混凝土施工前,在墻板下部粘貼 10 mm 厚擠塑板。
本工程地坪混凝土配合比經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)比選后確定不摻入粉煤灰外加劑的商品混凝土。采用固定泵進(jìn)行布料,嚴(yán)格控制混凝土布料的高度及速度。布料前將基層頂面清掃干凈,并灑水潤(rùn)濕,采用 1:2 的水泥砂漿進(jìn)行接漿處理?;炷翝仓^(guò)程中,要保證混凝土保護(hù)層厚度及鋼筋位置的準(zhǔn)確性,不隨意踩踏鋼筋,如發(fā)現(xiàn)偏差和位移,要及時(shí)糾正。地坪混凝土澆搗前,復(fù)核隧道兩側(cè)預(yù)埋角鋼及槽鋼上口標(biāo)高,并用水平儀進(jìn)行校正。
地坪澆筑完成后,采用圓盤式振動(dòng)器振搗密實(shí)。地坪混凝土振搗并初平后,先采用 2 m 的鋁合金刮尺反復(fù)縱橫攤平,攤平后立即用 5 m 長(zhǎng)滾筒在混凝土表面反復(fù)碾壓,直至表面泛出薄漿。然后利用隧道墻上兩側(cè)的角鋼及槽鋼精準(zhǔn)的定位,采用 6 m 的鋁合金括尺括平表面,局部凹陷處用混凝土填平壓實(shí)。最后用木契打磨,分二次打磨平整,后一次在混凝土終凝前,至無(wú)木契印為止?;炷疗絺}(cāng)、滾壓、抹光過(guò)程中配合高精度激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行標(biāo)高復(fù)測(cè),復(fù)測(cè)要求每平方米范圍不得少于一次,以確?;炷恋仄罕砻嫫秸冗_(dá)到要求。
本工程地坪混凝土施工正逢冬季,混凝土的養(yǎng)護(hù)工作尤為重要。在混凝土終凝后立即用塑料薄膜加土工布覆蓋,進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)?;炷翝埠煤蠹皶r(shí)派專人進(jìn)行混凝土表觀質(zhì)量的檢測(cè),避免出現(xiàn)收水裂縫和溫差裂縫。
在混凝土結(jié)構(gòu)地坪達(dá)到精度要求的基礎(chǔ)上,最后一道工序環(huán)氧地坪的施工同樣重要。底漆主劑及硬化劑按規(guī)定比例(15:2)均勻調(diào)合后使用?;炷两Y(jié)構(gòu)地面基層清除干凈,待完全干燥后施工,底漆須經(jīng)過(guò) 12 h 硬化后,再施工下道工序。
中涂主劑及硬化劑按規(guī)定比例(20:10)均勻調(diào)合,再加入約 25 kg 石英砂攪拌均勻涂刷后使用,石英砂粒徑應(yīng)控制在 120~150 μm。將被涂物表面的水份、油脂、污泥、灰塵及腐蝕性鹽類等附著物清除干凈,在完全干燥的狀態(tài)下施工,水泥面含水率控制在 12% 以下,超過(guò) 12% 時(shí)以火焰強(qiáng)制干燥。干燥時(shí)間:一般表面干燥為 6 h,實(shí)際干燥在12 h 以內(nèi),完全硬化需要 7 d。
環(huán)氧膩?zhàn)又鲃┘坝不瘎┍仨毎匆?guī)定比例(20:5)均勻調(diào)合,放置 10~20 min 使用。同樣在被涂物表面干燥后,才可施工。干燥時(shí)間一般表面干燥為 6 h,實(shí)干 12 h 以內(nèi),完全硬化需要 7 d。
最后進(jìn)行自流平環(huán)氧樹(shù)脂面層施工。雖然對(duì)溫度濕度的控制相當(dāng)嚴(yán)格,但現(xiàn)場(chǎng)隧道內(nèi)溫度較低,通風(fēng)差造成濕度升高。為此在施工前應(yīng)提前考慮此類情況并合理安排施工計(jì)劃,待安裝工程空調(diào)系統(tǒng)完成后,將溫度濕度調(diào)至最佳,再進(jìn)行環(huán)氧膠泥面層施工,以確保環(huán)氧膠泥的施工質(zhì)量。
本工程加速器隧道及束流診斷區(qū)地坪總長(zhǎng) 293 m,由于高科技儀器對(duì)地坪質(zhì)量及平整度要求極高,其中地坪平整度要求控制在 1 mm 以內(nèi)。首先通過(guò)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行研究,提出粉煤灰冬季施工易上浮,造成后期地坪質(zhì)量問(wèn)題,適配了相應(yīng)的混凝土;其次在鋼筋定位上合理的使用鋼筋復(fù)合網(wǎng)片,對(duì)地坪抗開(kāi)裂起到很好的作用;最后通過(guò)槽鋼配合激光水平儀整平,很好地控制了地坪平整度,使得地坪質(zhì)量滿足 X 射線自由電子激光試驗(yàn)裝置使用要求。
針對(duì)一次性澆筑 200 mm 厚鋼筋混凝土地坪無(wú)裂縫控制,專門設(shè)計(jì)了抗裂鋼筋的定位支架。本工程 200 mm 厚的混凝土地坪中設(shè)計(jì)采用 Φ6 mm×150 mm 的鋼筋網(wǎng)片進(jìn)行抗裂,由于混凝土澆筑時(shí)工人會(huì)對(duì)鋼筋進(jìn)行踩踏,使得鋼筋網(wǎng)片極易變形且難定位。本工程采用 Φ6 mm×300 mm+Φ14 mm×300 mm 復(fù)合鋼筋網(wǎng)片,通過(guò)在結(jié)構(gòu)地坪上種 Φ14 mm 鋼筋支架,將 Φ14 mm×300 mm 鋼筋焊接在鋼筋支架上,形成鋼筋骨架。將 Φ6 mm×300 mm 鋼筋網(wǎng)片綁扎在 Φ14 鋼筋骨架上,確保鋼筋能固定在有利位置,對(duì)混凝土地坪抗裂起到關(guān)鍵作用。滿足了業(yè)主對(duì)工藝隧道的高精度功能性要求。