徐開(kāi)琦

(中國(guó)化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司，廣西 桂林 541004)

1 橡膠工廠樓蓋面層設(shè)計(jì)概述

大型橡膠工廠的機(jī)械化運(yùn)輸在橡膠制品生產(chǎn)過(guò)程中的物流作用十分顯著，是煉膠、壓延、壓出、成型、硫化等工段及成品庫(kù)、倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房之間通暢物流的保證。橡膠原材料、半成品和成品的物流運(yùn)輸已經(jīng)成為現(xiàn)代大型輪胎工廠生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，是改善生產(chǎn)廠房工作環(huán)境，保證半成品、成品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的重要條件。

橡膠工廠物流運(yùn)輸?shù)男问酱笾陆?jīng)歷了兩個(gè)階段：

（1）20世紀(jì)70～80年代，橡膠工廠廠房的主體結(jié)構(gòu)具有小跨度、小柱網(wǎng)的特點(diǎn)，多層廠房的水平物流形式一般采用重量和體量均較小的中小型運(yùn)輸工具，如人力平板車、小型推車以及載重量在10 kN及以下的電瓶叉車等。水平物流運(yùn)輸工具作業(yè)時(shí)對(duì)樓蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響可以控制在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)，樓蓋面層的開(kāi)裂現(xiàn)象和振動(dòng)效應(yīng)均不太明顯。

（2）20世紀(jì)90年代后的近20年期間，大型輪胎工廠由于橡膠工藝生產(chǎn)和裝備制造的快速發(fā)展促進(jìn)了多層廠房的主體結(jié)構(gòu)趨向大跨度和大柱網(wǎng)的模式改變，各工段之間的物流運(yùn)輸工具也朝著大型、重載發(fā)展。此時(shí)期，載重量超過(guò)10 kN的大噸位叉車作業(yè)逐漸成為多層廠房樓層水平運(yùn)輸?shù)闹饕问?。中外企業(yè)各生產(chǎn)工段和倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房的原材料、半成品和成品的物流運(yùn)輸主要采用叉車的作業(yè)方式。以往使用的小噸位的運(yùn)輸工具逐漸被15～30 kN的各種類型叉車替代，樓蓋出現(xiàn)的質(zhì)量現(xiàn)象也隨之多發(fā)，其中以樓蓋后澆面層的開(kāi)裂現(xiàn)象較為普遍。

大噸位叉車上樓是現(xiàn)代大型輪胎工廠工藝生產(chǎn)的需要，但與之相關(guān)的計(jì)算理論則滯后于應(yīng)用實(shí)踐。鋼纖維混凝土后澆面層在叉車輪壓下的受力機(jī)理及鋼纖維混凝土后澆面層與結(jié)構(gòu)層（現(xiàn)澆板或預(yù)制板）之間的連接構(gòu)造、大噸位叉車車輪對(duì)樓蓋后澆面層產(chǎn)生的沖擊效應(yīng)，無(wú)論從理論上還是從實(shí)踐中均未能得出明確和合理的詮釋。

20世紀(jì)80年代，由原化工部橡膠設(shè)計(jì)加工技術(shù)中心站主持編制的《橡膠廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)暫行規(guī)定TC210A3-84》（以下簡(jiǎn)稱“暫行規(guī)定”）提出“1 t內(nèi)燃叉車在樓板上行走的計(jì)算”，對(duì)1 t內(nèi)燃叉車上樓作業(yè)時(shí)的樓蓋結(jié)構(gòu)計(jì)算做出了具體的規(guī)定。暫行規(guī)定主要針對(duì)預(yù)制工業(yè)槽板、混凝土后澆面層所組成的樓蓋結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析，以ST-1型內(nèi)燃叉車（載重量為10 kN）的設(shè)計(jì)參數(shù)取值為依據(jù)，規(guī)定了樓蓋結(jié)構(gòu)在叉車輪壓作用下的計(jì)算原則和內(nèi)力分析規(guī)定。主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：

（1）當(dāng)10 kN內(nèi)燃叉車在樓板上作業(yè)，樓板使用荷載≥10 kN/m2時(shí)，計(jì)算框架梁和“板肋”（或次梁）時(shí)均不考慮叉車的輪壓作用，僅在計(jì)算樓板強(qiáng)度時(shí)考慮輪壓的作用；

（2）在計(jì)算叉車輪壓作用時(shí)，樓板強(qiáng)度按局部荷載考慮其影響，并按局部荷載的有效分布寬度依據(jù)荷載規(guī)范的規(guī)定計(jì)算，不考慮動(dòng)力系數(shù)；

（3）現(xiàn)澆樓板內(nèi)力根據(jù)樓板的實(shí)際支承情況計(jì)算；采用預(yù)制槽形板時(shí)，一般按5跨連續(xù)板采用彈性理論計(jì)算，不考慮塑性變形引起的內(nèi)力重分布；

（4）現(xiàn)澆樓板配筋按整體計(jì)算；預(yù)制整體式樓板則考慮預(yù)制板和后澆混凝土層的共同工作，板厚度不折減（不包括20 mm建筑面層）；跨中正彎矩鋼筋設(shè)置在預(yù)制板面中，板支座處負(fù)彎矩鋼筋設(shè)置在后澆層中；

（5）樓板構(gòu)造（自上而下）：建筑面層厚20 mm，后澆墊層厚度60 mm，預(yù)制板厚30 mm（板寬1.2 m、1.5 m）、預(yù)制板厚40 mm（板寬1.8 m）。

進(jìn)入90年代，相對(duì)于暫行規(guī)定，CGEC在與叉車上樓相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容上有以下變化：

（1）在動(dòng)荷載取值上，考慮了動(dòng)力系數(shù)取值后按照靜荷載計(jì)算的模式進(jìn)行計(jì)算，與現(xiàn)行荷載規(guī)范規(guī)定值一致；

（2）樓蓋結(jié)構(gòu)層主要采用現(xiàn)澆，其上后澆50～60 mm混凝土，表面敷設(shè)耐磨骨料強(qiáng)化層。后澆混凝土層根據(jù)實(shí)際使用需要通常采用普通混凝土、細(xì)石混凝土（水磨石）、鐵屑混凝土和鋼纖維混凝土；

（3）計(jì)算中未考慮后澆混凝土層的疊合功能。

本文擬結(jié)合橡膠輪胎工程項(xiàng)目大噸位叉車上樓引起樓蓋后澆面層的裂縫現(xiàn)象，重點(diǎn)對(duì)鋼纖維混凝土后澆面層應(yīng)用于橡膠工業(yè)多層廠房樓蓋面層的適宜性做出論析。

2 鋼纖維混凝土面層裂縫現(xiàn)象綜述

90年代后的橡膠工廠樓蓋面層做法多樣，一般采用在現(xiàn)澆板上做50～60 mm厚的混凝土后澆面層的方式。采用的面層類型有：普通混凝土面層、細(xì)石混凝土（水磨石）面層、鐵屑混凝土面層和鋼纖維混凝土面層等。后澆面層的表面采用非金屬骨料、鋼屑、金剛砂、Master-top 特種礦物骨料等材料經(jīng)“鏝磨”抹壓在后澆面層表面形成厚2～3 mm的耐磨層。

橡膠工程項(xiàng)目首次應(yīng)用纖維混凝土技術(shù)是2002年期間某大型項(xiàng)目的子午輪胎車間，在150 mm厚地面鋼筋混凝土墊層中摻入合成纖維，其上后澆80 mm厚C25細(xì)石混凝土層，并在表面敷設(shè)特種骨料耐磨層。從構(gòu)造和功能而言，后澆面層仍屬于細(xì)石混凝土耐磨面層。

使用鋼纖維混凝土材料是在2003年期間煉膠車間的地面工程。具體做法為：在150 mm厚C25混凝土的面層中內(nèi)摻鋼纖維（20 kg/m3），表面“鏝磨”抹壓麥斯特（Master-top）礦物骨料耐磨層。

橡膠輪胎廠房的樓蓋結(jié)構(gòu)在采用鋼纖維混凝土材料作為后澆面層的建造和使用過(guò)程中，裂縫現(xiàn)象層出不盡，尤其在大型叉車作業(yè)時(shí)更加突出。鋼纖維混凝土后澆面層裂縫現(xiàn)象的生成、持續(xù)和延伸，呈現(xiàn)了鋼纖維混凝土裂縫形態(tài)的多樣性。綜合橡膠工程的多項(xiàng)工程實(shí)踐，鋼纖維混凝土后澆面層的裂縫現(xiàn)象一般有如下幾種：

（1）裂縫主要沿面層的縱向出現(xiàn)在被切割縫劃分的每一區(qū)間，呈單一的長(zhǎng)條形狀，彎曲蜿蜒伸展。裂縫寬度大都在2～3 mm左右，通長(zhǎng)分布，頗具規(guī)律性；沿著橫向雖也出現(xiàn)了相似的通長(zhǎng)裂縫，但數(shù)量較少。

（2）在澆筑鋼纖維混凝土后的初凝階段，局部區(qū)域范圍內(nèi)生成不規(guī)則的龜形網(wǎng)狀細(xì)微裂紋和不規(guī)則形狀的細(xì)長(zhǎng)裂縫，多呈彎曲形狀。初凝期間出現(xiàn)裂縫（或裂紋）的性狀反映鋼纖維混凝土所具有的收縮性質(zhì)。

（3）在后澆鋼纖維混凝土面層的硬化階段，初凝期生成的裂縫在性狀上有了較大的變化?？v橫兩個(gè)方向裂縫的長(zhǎng)度和寬度不僅持續(xù)發(fā)展，而且沿斜向也偶有出現(xiàn)。其裂縫形狀不規(guī)則，裂縫數(shù)量和裂縫寬度均有較大發(fā)展，收縮變形仍未完全收斂，在部分區(qū)域形成X、Y形等不規(guī)則形狀裂縫。

（4）生產(chǎn)工段與輔助用房之間的伸縮縫處，由于鋼纖維混凝土采取連續(xù)澆筑未采用分隔措施，致使鋼纖維混凝土因收縮導(dǎo)致該處的裂縫寬度超過(guò)50 mm；投產(chǎn)使用兩年后的裂縫寬度更是達(dá)到100 mm以上，伸縮縫處的裂縫處的鋼纖維數(shù)量稀少，被拉斷的現(xiàn)象清晰可見(jiàn)。

（5）部分區(qū)域的鋼纖維混凝土后澆面層與樓蓋結(jié)構(gòu)板之間存在著“空鼓”。尤其在硫化設(shè)備附近的切割縫處，后澆面層的翹曲部位受到擠壓時(shí)的“兩層皮”現(xiàn)象十分明顯。

（6）框架柱根附近的切割縫由于切割不到位，在相應(yīng)部位處沿切割縫的端頭衍生出約2～3mm左右寬度的收縮裂縫。

（7）在運(yùn)物小車硬質(zhì)車輪碾壓下，通道處切割縫因填充不當(dāng)或未填充實(shí)而遭受損。

（8）切割縫因切割時(shí)間控制等原因，切割縫兩側(cè)的鋼纖維混凝土彈性恢復(fù)變形差異導(dǎo)致切割縫兩側(cè)出現(xiàn)約5～7 mm的高差。切割縫兩側(cè)的高差形成臺(tái)階而成為叉車車輪行駛時(shí)產(chǎn)生沖擊效應(yīng)而被損壞的主要原因。

（9）輪胎倉(cāng)儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)區(qū)在使用了近3年后，該作業(yè)區(qū)域出現(xiàn)了多處涂有綠色油漆耐磨層的剝離脫落。

（10）鋼纖維混凝土面層出現(xiàn)的長(zhǎng)達(dá)十幾米的裂縫，是由細(xì)微裂縫不斷延伸持續(xù)發(fā)展而成寬粗裂縫，并在叉車輪壓的反復(fù)碾壓下出現(xiàn)后澆混凝土的破損脫落。

3 鋼纖維混凝土面層開(kāi)裂原因

鋼纖維混凝土在工程中使用所受到的作用和影響因素來(lái)自多個(gè)方面，有物理作用、化學(xué)作用，有材料自身收縮特性的作用和溫度、濕度的環(huán)境影響作用；存在使用過(guò)程外界的偶然因素，存在施工工藝的因素，也存在設(shè)計(jì)適宜性方面的因素。

3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)欠缺

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 38:2004）規(guī)定了鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工所需要遵循的原則和規(guī)定，但缺少對(duì)鋼纖維混凝土材料用于樓蓋后澆面層的具體規(guī)定。鋼纖維混凝土材料應(yīng)用于樓蓋后澆面層的工程實(shí)踐案例罕見(jiàn)，尤其是大噸位叉車上樓的工程案例更是難覓。由于缺少相關(guān)成熟和可靠的工程實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)積累，技術(shù)規(guī)程還不能為設(shè)計(jì)和施工提供可以依據(jù)和可以遵循的具體規(guī)定。在保證樓蓋鋼纖維混凝土后澆面層的適宜性和可靠性上，后澆面層的設(shè)計(jì)還缺少針對(duì)性的措施，所采用的構(gòu)造措施還不能保證鋼纖維混凝土后澆面層實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。因此，鋼纖維混凝土用于樓蓋后澆面層只能參照地面面層的做法，在構(gòu)造細(xì)節(jié)上因缺少依據(jù)而使設(shè)計(jì)的可靠性不足。

3.2 鋼纖維混凝土的基本特性所致

鋼纖維混凝土澆筑的初凝和硬化階段始終受到混凝土收縮和溫度影響。尤其在初凝階段的鋼纖維混凝土，其抗拉能力非常薄弱，極易受到外界環(huán)境影響而導(dǎo)致裂縫的生成。

（1）商品混凝土是由水泥、骨料、水、外加劑、摻合物等按一定比例配制而成的具有較高流動(dòng)性的非均勻性復(fù)合材料，具有抗壓強(qiáng)度高、可塑性強(qiáng)等特點(diǎn)。為使混凝土具有和易性和可泵性，需要有較大的坍落度、水膠比、砂率和較小粒徑的骨料，這就決定了混凝土具有較強(qiáng)的收縮性。通常在混凝土澆注一段時(shí)間后，水泥水化反應(yīng)激烈，出現(xiàn)“泌水”和水分急劇蒸發(fā)使混凝土表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性收縮?；炷了苄宰钥s的性質(zhì)來(lái)源于水泥中的礦物成分完全水化后使混凝土的絕對(duì)體積減小，成為水泥水化過(guò)程的化學(xué)特性。

鋼纖維混凝土的收縮性質(zhì)與普通混凝土類似，同樣取決于材料組成和配合比。鋼纖維混凝土的收縮收斂時(shí)間、裂縫的形態(tài)、裂縫的長(zhǎng)度和寬度隨著時(shí)間和環(huán)境而變化。據(jù)資料揭示，鋼纖維可使混凝土的收縮率降低10%～30%，但由于工程中的鋼纖維混凝土一般類似細(xì)石混凝土，需要的水泥量較普通混凝土多，實(shí)際的收縮率可能會(huì)偏大。

（2）鋼纖維混凝土澆筑伊始至初凝階段，其抗拉能力處于最薄弱狀態(tài)，圍裹鋼纖維的粗、細(xì)骨料和水泥漿之間拉結(jié)強(qiáng)度極低，若面層的磨平工藝不充分和養(yǎng)護(hù)不到位，則難以抵抗收縮和溫度作用產(chǎn)生的拉應(yīng)力，極易在面層產(chǎn)生網(wǎng)狀細(xì)微裂紋或細(xì)長(zhǎng)彎曲狀裂縫。

（3）鋼纖維混凝土的硬化養(yǎng)護(hù)階段處于干燥環(huán)境時(shí)，鋼纖維混凝土內(nèi)部的水分迅速向外消散將引起鋼纖維混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫產(chǎn)生。因此，鋼纖維混凝土在澆筑后的保溫、保濕覆蓋養(yǎng)護(hù)極為重要。在鋼纖維混凝土養(yǎng)護(hù)期間，突遇降溫也是其表面開(kāi)裂的誘發(fā)原因，此時(shí)的表面因冷縮變形受到內(nèi)部的約束而產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)鋼纖維混凝土極限拉應(yīng)力時(shí)便產(chǎn)生冷縮裂縫。

3.3 大噸位叉車作業(yè)是裂縫發(fā)展、持續(xù)和惡化的主因

大噸位叉車作業(yè)時(shí)，對(duì)樓蓋鋼纖維后澆面層裂縫現(xiàn)象的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。

（1）大噸位叉車上樓是橡膠輪胎工廠的工藝生產(chǎn)物流運(yùn)輸?shù)男枨?，而橡膠輪胎工廠多層化的趨勢(shì)促進(jìn)了這種需求。國(guó)內(nèi)混凝土工程項(xiàng)目使用鋼纖維材料制作構(gòu)件或用于構(gòu)件局部的實(shí)踐較普遍，而用于廠房樓蓋后澆面層則尚未有成功和可以借鑒的案例。

載物叉車行駛時(shí)的急停和急轉(zhuǎn)彎在面層所產(chǎn)生的沖擊作用、強(qiáng)烈的扭力和摩擦力，以及叉車車輪往返行駛時(shí)的反復(fù)碾壓使鋼纖維混凝土后澆面層產(chǎn)生極其復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，這種復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下尚無(wú)可用于計(jì)算的分析軟件。工程實(shí)踐表明，在大噸位的叉車輪壓作用下，50～60 mm厚的后澆面層的表面和內(nèi)部原始存在的細(xì)微裂紋（或裂縫）進(jìn)一步擴(kuò)展、延伸和惡化，由不可見(jiàn)微細(xì)裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)閷挻值目梢?jiàn)裂縫，鋼纖維混凝土耐磨層也因受到嚴(yán)重?fù)p害而脫落。

（2）叉車上樓對(duì)樓板的振動(dòng)影響。某橡膠國(guó)企項(xiàng)目的二樓樓蓋結(jié)構(gòu)在載重量20 kN的行駛叉車輪壓下表現(xiàn)較強(qiáng)的振動(dòng)效應(yīng)，是在投入使用后兩年后才顯現(xiàn)出，并在使用了6、7年之后而逐漸加劇。置身于現(xiàn)場(chǎng)叉車行駛區(qū)域的附近，可以感受到所在部位的振動(dòng)呈現(xiàn)上下的震顫感。二樓的較大范圍內(nèi)，由于后澆混凝土面層處于破損狀態(tài)，意味著結(jié)構(gòu)層上的后澆面層已不具備分散及緩和行駛叉車車輪對(duì)樓蓋結(jié)構(gòu)板的沖擊效應(yīng)，面層上的裂縫將由于叉車作業(yè)的沖擊作用而進(jìn)一步加劇和惡化。

當(dāng)樓蓋后澆面層與結(jié)構(gòu)層緊密連接成整體，且后澆面層未出現(xiàn)裂縫之前具有一定的共同工作能力，可以為樓蓋結(jié)構(gòu)提供剛度支持；當(dāng)樓蓋后澆面層處于因破損而支離破碎時(shí)，整體性受損，整個(gè)樓蓋的剛度有明顯降低，抵抗叉車荷載的能力弱化。松散和破碎的后澆面層碎塊反而會(huì)加劇叉車輪壓產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)，剛度與裂縫有著直接的因果關(guān)系。裂縫出現(xiàn)不僅使樓蓋的剛度降低，而且使樓蓋的固有頻率有所變化。當(dāng)叉車行使產(chǎn)生的固有頻率與樓蓋結(jié)構(gòu)的固有頻率相接近時(shí)，則有可能引起樓蓋結(jié)構(gòu)較為明顯的振動(dòng)效應(yīng)，甚至產(chǎn)生共振感。

3.4 施工是影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素

鋼纖維混凝土采取商品混凝土方式，其攪拌、運(yùn)輸和泵送過(guò)程所受到的外界影響較大，是裂縫生成的影響因素之一。由于橡膠大型工程項(xiàng)目具有縱橫雙向超長(zhǎng)和大面積特點(diǎn)，致使鋼纖維混凝土施工作業(yè)有兩個(gè)不足：①后澆鋼纖維混凝土施工與已澆筑的結(jié)構(gòu)層之間施工間隔的時(shí)間較長(zhǎng)，多工種施工交叉使既有結(jié)構(gòu)層表面受到油跡等污染，會(huì)影響后澆鋼纖維混凝土與原結(jié)構(gòu)面層的連接；②鋼纖維混凝土采用混凝土泵送車通過(guò)一定路程運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，泵送混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中，由于“泌水”和游離水分的蒸發(fā)，使混凝土中的水分減少而加大混凝土坍落度的損失。這與在現(xiàn)場(chǎng)鋼纖維混凝土攪拌后直接泵入的質(zhì)量控制力度有所差距。

鋼纖維混凝土施工作業(yè)可能出現(xiàn)的質(zhì)量控制缺陷：①鋼纖維混凝土澆筑后的表面鏝磨壓抹和收光處理力度欠缺使面層的平整度和密實(shí)度未能達(dá)到鋼纖維混凝土專業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)要求；②工藝設(shè)施不完備，缺少激光整平機(jī)、雙盤磨光機(jī)等較高端設(shè)備；③鋼纖維專業(yè)公司技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)進(jìn)行鋼纖維混凝土從澆筑、整平、鏝磨、壓抹、收光、切割縫及養(yǎng)護(hù)等全過(guò)程作業(yè)，存在技術(shù)和質(zhì)量控制上的滯后；④非專業(yè)的鋼纖維混凝土攪拌工藝造成鋼纖維成束結(jié)團(tuán)纏繞和分布不均勻而形成薄弱處，降低了鋼纖維的拉結(jié)作用。

從混凝土澆筑到使用之前的整個(gè)過(guò)程，鋼纖維混凝土的收縮變形始終存在初凝和硬化兩個(gè)階段。鋼纖維混凝土的攪拌時(shí)間、攪拌速度、振搗次數(shù)與鋼纖維在混凝土內(nèi)分布均勻性及拉結(jié)強(qiáng)度等質(zhì)量特性關(guān)系密切。按普通混凝土的模式進(jìn)行鋼纖維混凝土的制作，在技術(shù)上存在較大的差異。

混凝土后澆面層中的鋼纖維含量不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，其抵抗拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的能力有限，難以抵抗叉車輪壓的反復(fù)交變作用。尤其是鋼纖維混凝土面層施工工藝控制不力，則會(huì)在叉車荷載作用下降低鋼纖維約束和限制裂縫開(kāi)展的能力，產(chǎn)生較嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象。

為控制收縮裂縫，某橡膠工程項(xiàng)目對(duì)鋼纖維混凝土樓面采用多種分塊澆筑的試驗(yàn)方案，其中包括采取加深切割等措施，但實(shí)施效果始終差強(qiáng)人意。部分工段樓面主要通道上由于采取過(guò)于加深加寬的切割縫，處理后在叉車車輪反復(fù)碾壓下反而發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。

3.5 樓蓋剛度是影響因素之一

相對(duì)于地面，樓面應(yīng)用鋼纖維混凝土后澆面層時(shí)，出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象不僅在數(shù)量上，而且在裂縫現(xiàn)象的嚴(yán)重性上更為突出。在大噸位叉車作業(yè)荷載作用下，樓蓋結(jié)構(gòu)板抵抗彎曲應(yīng)力、變形及結(jié)構(gòu)板與后澆面層之間的剪力，在數(shù)值上與地面相比較有較大的差別。樓蓋的鋼纖維混凝土面層與結(jié)構(gòu)層的厚度之比相對(duì)于地面在抵抗變形的能力上更顯薄弱。樓蓋結(jié)構(gòu)板上后澆鋼纖維混凝土面層需要控制樓蓋板在承受大噸位叉車輪壓時(shí)結(jié)構(gòu)板的變形便可以減輕對(duì)鋼纖維混凝土面層產(chǎn)生的不利影響，這不僅僅在于樓面與地面剛度相比所存在的巨大差距。為保證結(jié)構(gòu)板的剛度就需要加大板厚，但過(guò)厚的樓蓋板經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)較差，不符合綠色建筑的節(jié)材原則。因此，在橡膠工程項(xiàng)目的實(shí)踐中可以看到鋼纖維混凝土后澆面層用于地面的效果要比用于樓蓋后澆面層的效果要好得多。

4 結(jié)論與建議

將鋼纖維混凝土面層用于橡膠工廠地面的工程實(shí)踐，已有不少的項(xiàng)目取得比較成功的案例。但將鋼纖維混凝土用于樓蓋后澆面層的工程實(shí)踐尚缺少令人滿意的案例。在已經(jīng)實(shí)施的橡膠工程項(xiàng)目中，樓蓋面層的建造過(guò)程和竣工后的使用過(guò)程裂縫現(xiàn)象始終無(wú)法避免。尤其在大噸位叉車行駛的通道和作業(yè)區(qū)，裂縫現(xiàn)象始終產(chǎn)生、延伸和加劇。橡膠工程項(xiàng)目眾多案例說(shuō)明：

（1）鋼纖維混凝土樓面的設(shè)計(jì)與施工還不能達(dá)到與鋼纖維混凝土地面相同的預(yù)期質(zhì)量目標(biāo)；

（2）大噸位叉車上樓作業(yè)時(shí)，主要物流通道和叉車作業(yè)區(qū)采用在樓蓋結(jié)構(gòu)板上后澆鋼纖維混凝土面層的建造方式體現(xiàn)了非適宜性。

大型橡膠工廠多層廠房的樓蓋面層，載重量在10 kN以上的大噸位叉車輪壓作用下出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象均集中在樓蓋結(jié)構(gòu)板的后澆面層上，并非是樓蓋的結(jié)構(gòu)板出現(xiàn)了裂縫。鋼纖維混凝土樓蓋面層出現(xiàn)較為嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象并未影響到整個(gè)樓蓋結(jié)構(gòu)的安全性，但會(huì)影響樓蓋結(jié)構(gòu)的耐久性，并影響現(xiàn)代生產(chǎn)工段的視覺(jué)感，引起業(yè)主的顧慮和擔(dān)心。

4.1 鋼纖維混凝土面層裂縫現(xiàn)象可采用的防治措施

（1）采用“隨打隨壓光”的一次澆筑成型施工技術(shù)，其機(jī)理在于取消結(jié)構(gòu)板上后澆鋼纖維混凝土面層的施工工藝，將后澆面層與結(jié)構(gòu)層合二為一。將鋼纖維混凝土后澆面層與普通混凝土結(jié)構(gòu)層采用一次施工成型形成一體化的整體式樓蓋，其效益不僅僅在于后澆面層的自重荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)的承載能力，而且使整個(gè)樓蓋工程的施工進(jìn)度加快，工期縮短，體現(xiàn)了節(jié)約材料和投資的綠色建筑設(shè)計(jì)理念。

（2）采用后澆面層與結(jié)構(gòu)板的疊合制作模式。后澆混凝土面層與結(jié)構(gòu)板之間會(huì)由于后澆混凝土的收縮變形而受到結(jié)構(gòu)板的約束，在接觸面產(chǎn)生復(fù)雜的剪拉應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)混凝土的抗剪應(yīng)力強(qiáng)度時(shí)所出現(xiàn)的裂縫將會(huì)降低結(jié)構(gòu)板的整體性。樓蓋結(jié)構(gòu)板的后澆混凝土面層能否與結(jié)構(gòu)板形成疊合關(guān)系，取決于形成疊合板的兩個(gè)條件：①結(jié)構(gòu)板面上需要做成凹凸高差不小于4～6 mm的粗糙表面；②結(jié)構(gòu)板需要設(shè)置可以錨固于后澆混凝土面層的構(gòu)造鋼筋，用以抵抗水平剪力。采用后澆面層與結(jié)構(gòu)板的疊合制作模式可以參考與裝配式混凝土結(jié)構(gòu)相同的技術(shù)規(guī)定。

（3）自密實(shí)混凝土樓蓋（self-compacting concrete floor），是可以提高和改善現(xiàn)澆混凝土樓蓋建造品質(zhì)的一種施工措施。其機(jī)理在于僅依靠混凝土的自重作用無(wú)需振搗便可以制作成均勻密實(shí)的高性能混凝土。樓蓋由耐磨層與結(jié)構(gòu)層形成整體性好的樓蓋結(jié)構(gòu)，可以節(jié)約人力、優(yōu)化混凝土性質(zhì)和節(jié)約施工工期，符合綠色建筑設(shè)計(jì)對(duì)高性能材料的要求。

（4）鋼纖維混凝土面層的表面鏝磨抹壓工藝是消除面層初凝期間裂紋裂縫的有效措施之一，目的在于通過(guò)鏝磨抹壓工藝來(lái)控制初凝期間在面層表面出現(xiàn)的微細(xì)的無(wú)規(guī)則裂紋和細(xì)微的裂縫。

（5）探討或嘗試通過(guò)支架、吊桿等形成的支撐體系，采用吊掛或皮帶傳輸?shù)奈锪鞣绞?，直接將待運(yùn)物件的荷重通過(guò)較板構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度均大得多的梁柱構(gòu)件簡(jiǎn)捷地傳遞到基礎(chǔ)，盡可能避免采用叉車上樓的物流方式，以期達(dá)到傳送方式合理和用材節(jié)約的目的。

4.2 叉車上樓不可避免時(shí)可采取的措施

（1）將叉車的行駛速度限制在8 km/h或更低以內(nèi)，以降低叉車行駛和作業(yè)時(shí)大噸位叉車對(duì)樓蓋面層的沖擊與振動(dòng)影響；

（2）采取中外企業(yè)在大噸位叉車行駛的主要通道和叉車作業(yè)區(qū)鋪設(shè)鋼板的做法，鋼板的最小厚度和鋼板與建筑面層之間的拉結(jié)錨固措施需要根據(jù)樓蓋使用工況的實(shí)際需要確定；

（3）在普通混凝土樓板的叉車行駛通道和作業(yè)區(qū)，鋪設(shè)對(duì)樓蓋面具有防護(hù)功能的預(yù)制鋼磚（如YNG鋼地磚）。

4.3 對(duì)鋼纖維混凝土后澆面層兩種質(zhì)量現(xiàn)象的處理

（1）鋼纖維混凝土澆筑的非均勻性將導(dǎo)致鋼纖維在區(qū)域內(nèi)分布的不均勻，將會(huì)影響鋼纖維混凝土面層的彈性變形；物流通道和叉車作業(yè)區(qū)的切割縫兩側(cè)，因未設(shè)置傳力桿件或傳力桿件設(shè)置不當(dāng)，均不能保證接縫處的荷載正常傳遞和后澆層板面的平整度。在切割縫兩側(cè)的臺(tái)階處應(yīng)采用填縫材料填實(shí)成平緩坡面；對(duì)大噸位的叉車通道處的切割縫應(yīng)設(shè)置角鋼護(hù)邊，防止和避免叉車運(yùn)行時(shí)車輪對(duì)切割縫邊緣產(chǎn)生的沖擊損害。

（2）鋼纖維混凝土后澆面層的攪拌振搗施工過(guò)程因控制措施不當(dāng)，如后澆面層與結(jié)構(gòu)層之間由于時(shí)間間隔而使混凝土的收縮率不一致和結(jié)合面清潔處理不力等原因產(chǎn)生空鼓現(xiàn)象。對(duì)已經(jīng)發(fā)生空鼓現(xiàn)象的工段通道和生產(chǎn)作業(yè)區(qū)應(yīng)采取灌漿樹(shù)脂等措施；空鼓處發(fā)生較嚴(yán)重翹曲變形時(shí)，需由專業(yè)的公司進(jìn)行診治，以消除空鼓帶來(lái)的“二層皮”現(xiàn)象。

4.4 大噸位叉車輪壓下耐磨層的非適宜性

橡膠工程項(xiàng)目的樓蓋面層常采用麥斯特（Mastertop）耐磨材料制作耐磨層，以提高混凝土表面的硬度和密實(shí)度，增強(qiáng)表面的耐磨性。具體做法是，在鋼纖維混凝土的初凝期間，將麥斯特（Master-top）粉狀耐磨材料分批次均勻撒布在鋼纖維混凝土表面，并使用專門設(shè)備壓實(shí)、拋光。硬化后，麥斯特（Mastertop）耐磨材料與結(jié)構(gòu)板上后澆鋼纖維混凝土面層的表面形成約2～3 mm厚致密的耐磨層。

敷設(shè)耐磨層的后澆面層需要具備將叉車的輪壓作用間接傳遞到結(jié)構(gòu)板的功能，避免和減輕對(duì)結(jié)構(gòu)板的沖擊作用。但多項(xiàng)工程實(shí)踐證明，在大噸位叉車輪壓沖擊和碾壓下，樓蓋后澆面層表面厚度約2～3 mm的耐磨面層極易損壞，在主要通道處的面層表面，耐磨層呈塊狀剝離脫落。大噸位叉車作用下，鋼纖維混凝土后澆面層上敷設(shè)的耐磨層材料同樣存在非適宜性。

4.5 鋼纖維后澆面層施工執(zhí)行規(guī)程規(guī)定的兩面性

在進(jìn)行廠房鋼纖維混凝土樓蓋后澆面層設(shè)計(jì)時(shí)，橡膠工程項(xiàng)目主要設(shè)計(jì)依據(jù)是《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 38:2004）。該規(guī)程在對(duì)地面墊層（或墊層兼面層）的要求中規(guī)定，鋼纖維混凝土用于工業(yè)建筑地面時(shí)，地基與地面墊層之間設(shè)置一層聚乙烯防水薄膜，是為防止混凝土中的水流失到地基和減小地面墊層與地基之間的摩擦系數(shù)，從而降低地基與地面墊層之間的混凝土收縮摩阻應(yīng)力，防止地面面層混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生。但對(duì)于樓蓋，規(guī)程并沒(méi)有對(duì)鋼纖維混凝土后澆面層提出相應(yīng)的要求。

在橡膠工程項(xiàng)目地面實(shí)踐中，并未采取鋪設(shè)聚乙烯防水薄膜的做法，成功與失效均有案例；樓面實(shí)踐則基本無(wú)法控制裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)，只是在裂縫開(kāi)展程度上有所差異。其他行業(yè)項(xiàng)目，如某郵電通訊樓項(xiàng)目由于施工方取消了原設(shè)計(jì)在樓蓋結(jié)構(gòu)板與后澆混凝土面層之間鋪設(shè)聚乙烯薄膜的做法，導(dǎo)致樓蓋面層在使用之前就出現(xiàn)大面積收縮裂縫的案例，又從另一面證實(shí)在樓蓋結(jié)構(gòu)板與后澆混凝土面層之間鋪設(shè)聚乙烯薄膜的必要性（該項(xiàng)目采用傳送帶運(yùn)輸?shù)奈锪鞣绞剑?/p>

假設(shè)這一措施用于樓面，雖可降低后澆面層出現(xiàn)收縮裂縫的幾率，但由于該構(gòu)造措施降低了樓蓋的整體性，必定導(dǎo)致在叉車荷載作用下樓蓋抵抗叉車荷載能力的降低。規(guī)程沒(méi)有將鋼纖維混凝土面層的這一構(gòu)造列入對(duì)樓蓋混凝土后澆面層的規(guī)定，是與缺少鋼纖維混凝土應(yīng)用于樓蓋面層的工程實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，因此，規(guī)程的該條規(guī)定對(duì)樓層的設(shè)計(jì)不具約束性。

依據(jù)上述的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建議：當(dāng)樓層無(wú)叉車上樓行駛和作業(yè)時(shí)，可在后澆面層和結(jié)構(gòu)層之間設(shè)置塑料薄膜，以降低后澆混凝土初凝和硬化期間的收縮、溫度應(yīng)力的影響；當(dāng)有叉車上樓行駛和作業(yè)時(shí)，則建議不采用聚乙烯塑料薄膜作為隔離層，而是采取后澆鋼纖維混凝土面層與結(jié)構(gòu)層通過(guò)一次成型施工形成一體的承載方式。

綜上所述，在大噸位叉車作業(yè)工況下，樓蓋后澆混凝土面層如何科學(xué)和合理采用鋼纖維材料仍是有待深入探討和研究的課題。