李 志

(徽商職業(yè)學(xué)院，合肥 230000)

0 引言

在結(jié)構(gòu)建造過(guò)程中，應(yīng)確保滿足強(qiáng)度、美學(xué)或任何其他功能方面的要求和規(guī)范。這些規(guī)范通常由設(shè)計(jì)師與業(yè)主協(xié)商決定，是所有施工相關(guān)文件的組成部分。特殊的結(jié)構(gòu)需要特殊的規(guī)范，當(dāng)結(jié)構(gòu)涉及到材料、構(gòu)件和組件的使用時(shí)，則可以被認(rèn)為是特殊的，這些材料、構(gòu)件和組件不使用常規(guī)的施工方法建造。通常，這樣的組件有特殊的使用要求或比正常結(jié)構(gòu)有更窄的公差限制，比如，機(jī)械地基或某些工業(yè)地板的平整度要求。如果無(wú)法理解和遵守這些特殊要求，可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不能完全發(fā)揮其功能并會(huì)增加維修工作量，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本超支。

據(jù)報(bào)道，Walsh等[1]人在工業(yè)地板的背景下討論了混凝土建筑的平度，Koenig[2]、Marsh[3]、Thoeny和Bondy[4]在住宅建筑的背景下討論了混凝土建筑的平度。這些研究的波動(dòng)范圍為3.2～25.4 mm。然而，在文獻(xiàn)中很少發(fā)現(xiàn)涉及垂直面矯正的研究。垂直面矯正與水平面矯正所面臨的挑戰(zhàn)是不同的，在本文的后續(xù)部分中已進(jìn)行了詳細(xì)討論。此外，在這兩種情況下(工業(yè)地板和住宅地板)的結(jié)構(gòu)要求幾乎總是大大低于預(yù)期的反作用力墻，反作用力墻面很可能受到較大的力。

在完成一個(gè)大的L形預(yù)應(yīng)力帶有緊密間隔的小圓形開(kāi)口的混凝土墻時(shí)，發(fā)現(xiàn)施工不符合表面平整度規(guī)范的要求(3 m直邊偏差3 mm)。這堵墻是偽動(dòng)力測(cè)試設(shè)施(PDTF)的一部分，用于測(cè)試不同荷載條件下的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括荷載的動(dòng)態(tài)應(yīng)用。本文討論了：1)為檢查墻壁垂直表面的平整度而設(shè)計(jì)的方法的詳情；2)用于修復(fù)的材料和方法的細(xì)節(jié)。為了完整性，本文還包含了項(xiàng)目案例的簡(jiǎn)要描述。

1 實(shí)驗(yàn)案例描述

1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為了評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能，在實(shí)驗(yàn)上理解它們對(duì)地震荷載的反應(yīng)是至關(guān)重要的，使用一個(gè)合適的原型來(lái)承受可能的地震地面運(yùn)動(dòng)。由于對(duì)這些原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的成本過(guò)高，偽動(dòng)力試驗(yàn)(PDT)方法已經(jīng)被廣泛使用[5-6]。該方法為大型結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能提供了可靠、經(jīng)濟(jì)、高效的試驗(yàn)評(píng)估[7]。偽動(dòng)態(tài)測(cè)試裝置(PDTF)包括一個(gè)反力地板和一個(gè)L形反力墻，前者用于將結(jié)構(gòu)剛性地固定在其位置上，后者用于支持伺服液壓激振器，對(duì)試件施加側(cè)向荷載，并能抵抗激振器所施加的反作用力。為了便于結(jié)構(gòu)在水平方向上的雙軸運(yùn)動(dòng)，荷載必須從兩個(gè)正交的方向施加[7]。

1.2 實(shí)驗(yàn)布局

PDTF的示意圖如圖1(a)所示；反作用力壁截面如圖1(b)所示。尺寸：長(zhǎng)墻15.0 m×10.5 m×2.0 m，短墻10.0 m×10.5 m×2.0 m，堅(jiān)固地板15.0 m×10.0 m×1.2 m。3室箱形大梁高度為2.2 m，該組件由750 mm厚的筏支撐。整個(gè)設(shè)備安裝在一個(gè)15 m高的建筑內(nèi)，配有一個(gè)200 kN的電動(dòng)高架起重機(jī)，以方便試樣的施工和測(cè)試。

(a)PDTF示意圖

(b)PDTF剖面圖1

1.3 激振器系統(tǒng)

可以注意到，激振器的期望負(fù)載能力取決于要測(cè)試的結(jié)構(gòu)剛度。初步分析，發(fā)現(xiàn)根據(jù)FEMA 461(FEMA 2007)規(guī)范，在原型結(jié)構(gòu)(3層以下鋼筋混凝土建筑)上，將使用多個(gè)承載能力為±500～±2 000 kN的伺服液壓激振器進(jìn)行循環(huán)加載。

1.4 建造材料和方法

反力墻采用特征強(qiáng)度為45 MPa(M45)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(IS 456：2000)。為了定位用于固定試件和激振器的地腳螺栓，如圖1(b)所示，將長(zhǎng)2 m、直徑60 mm的鋼套管定位。

原型結(jié)構(gòu)的PDT需要應(yīng)用大的力(1～2 MN)，使用高力伺服液壓激振器，通過(guò)鋼基板對(duì)PDTF的墻壁施加大的反作用力。圖2(a)顯示了激振器安裝的細(xì)節(jié)，強(qiáng)調(diào)了壁面平整度的重要性。需要注意的是：1)激振器施加載荷的方向與受支撐平面垂直，施加載荷的方向影響動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果的可靠性。當(dāng)支撐面不平坦時(shí)，施加荷載的方向會(huì)偏離預(yù)期方向，在試件中產(chǎn)生附加應(yīng)力，嚴(yán)重影響觀測(cè)結(jié)果。2)PDT中使用的加載通常是動(dòng)態(tài)的和循環(huán)的，因此需要盡一切努力確保加載方向不會(huì)在加載周期中發(fā)生變化。3)如果激振器被支撐在如圖2(b)所示的波狀表面上，則在施加載荷時(shí)存在偏心，這將導(dǎo)致額外的不理想的軸承應(yīng)力，進(jìn)而可能導(dǎo)致局部失效，如混凝土壓碎和裂縫?；炷翗?gòu)件的表面起伏，尤其是地板，平整度要求非常嚴(yán)格，必須遵守，以避免高強(qiáng)度壓力和裂縫的產(chǎn)生[8]。

圖2 激振器安裝示意圖

1.5 墻面平整度規(guī)范

ACI 117—06(ACI 2006)《混凝土施工和材料允許偏差》規(guī)定：根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用一般混凝土平面的平整度標(biāo)準(zhǔn)，分為5類：常規(guī)平整、中度平整、平整、非常平整、和超級(jí)平整，3 m直邊允許的最大偏差分別為13 mm、16 mm、6 mm、5 mm和3 mm。由于沒(méi)有關(guān)于垂直面的相關(guān)文件，考慮到在實(shí)驗(yàn)設(shè)施運(yùn)行期間可能施加的重負(fù)荷，本案例采用了最嚴(yán)格的ACI 117—06(ACI 2006)《混凝土施工和材料允許偏差》要求(3 m±3 mm)。

1.6 墻面平整度觀察

在施工結(jié)束時(shí)，發(fā)現(xiàn)墻體的實(shí)際波動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了要求的極限，平均約為每米波動(dòng)35～40 mm，并可能危及任何動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果的可靠性，且對(duì)墻體造成損害。因此，提出了修正壁面波動(dòng)和達(dá)到所要求平整度(3 m±3 mm)的新方法。

2 反力墻面波動(dòng)的矯正

2.1 測(cè)量不合規(guī)程度

矯正墻壁的第一步是確定波動(dòng)的程度。有幾種方法可以確定平面度標(biāo)準(zhǔn)的不符合程度，包括使用直邊、輪廓儀、水位壓力計(jì)系統(tǒng)、激光掃描儀和旋轉(zhuǎn)激光工具[9]，每一種都有一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，直邊和水位壓力計(jì)的使用方法簡(jiǎn)單，但剖面的確定非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。此外，測(cè)量是不連續(xù)的，高度依賴操作者[10]。輪廓儀以預(yù)定的模式在表面上移動(dòng)，測(cè)量平面缺陷，然而數(shù)據(jù)不是連續(xù)的，需要表面接觸[9]。最近也有人建議使用基于激光的工具，如使用激光掃描儀和旋轉(zhuǎn)激光工具[11]來(lái)測(cè)量表面輪廓。雖然激光掃描儀可以有效地測(cè)定表面輪廓，可其分辨率不高，但成本高。分辨率高低取決于采樣步驟和激光束的寬度，雖然激光束的寬度不容易被改變，但確實(shí)可以適當(dāng)調(diào)整參數(shù)。對(duì)于一個(gè)大的采樣步驟，獲得的數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確的，因?yàn)樵S多有用的特征可能沒(méi)有被記錄下來(lái)，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)減少采樣步驟來(lái)解決，但這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，需要一個(gè)合適的系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)，以獲得有用的信息。因此，需要選擇一個(gè)優(yōu)化的采樣步驟來(lái)獲取有用的信息。許多研究計(jì)算了激光掃描儀的空間分辨率，發(fā)現(xiàn)分辨同一視線上的兩個(gè)物體的最大分辨率為3～4 mm，相鄰視線上的兩個(gè)物體的最大分辨率為10～15 mm[11]。旋轉(zhuǎn)激光工具相對(duì)便宜，可生成一個(gè)假想的平面，可使用線性比例尺記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，如圖3所示。雖然前述工具已用于水平混凝土地板，但它們的適用性尚未在垂直表面得到評(píng)估，在這方面的一些相關(guān)問(wèn)題將在接下來(lái)討論。

圖3 波狀面到假想垂直平面的水平距離的示意圖

1)需要設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)?shù)膴A具，以保持任何設(shè)備在其垂直表面的位置。但在測(cè)量水平表面的平整度時(shí)不會(huì)遇到這個(gè)問(wèn)題。

2)在水平地板的澆筑過(guò)程中，表面光潔度的質(zhì)量更容易被控制。對(duì)于垂直墻，只有在澆筑混凝土之前，才能檢查和確保模板的平整度。只有當(dāng)混凝土已經(jīng)硬化，將模板移開(kāi)后，才能發(fā)現(xiàn)成品表面的所有不合格之處。

3)評(píng)估墻面平整度面臨的進(jìn)一步挑戰(zhàn)是均勻間隔的空腔墻不允許被連續(xù)測(cè)量。此外，沒(méi)有足夠的空間方便安裝設(shè)備。

考慮到這些問(wèn)題，使用旋轉(zhuǎn)激光刀具的原因有：

1)為了測(cè)量離邊緣的線性距離，需要構(gòu)造一個(gè)合適的機(jī)構(gòu)來(lái)爬升10.5 m，這構(gòu)成了進(jìn)一步的約束。

2)垂直表面不可能使用普通的水壓力計(jì)。

3)Tang等[10]人和Kim等[12]人認(rèn)為掃描儀的選擇、使用的算法以及物體到掃描儀的距離都會(huì)影響缺陷的可檢測(cè)性。因此，即使可以采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)確保適當(dāng)?shù)牟蓸硬襟E，使激光掃描儀獲得可接受的分辨率，在建筑物中也沒(méi)有足夠的空間來(lái)確保設(shè)備和墻壁之間所需的間隙。

4)輪廓儀需要沿垂直壁面上的固定路徑移動(dòng)。雖然在水平表面上移動(dòng)輪廓儀很容易，但要使輪廓儀在垂直表面上移動(dòng)并保證其與表面的接觸，就需要設(shè)計(jì)一個(gè)合適的機(jī)構(gòu)來(lái)安排輪廓儀，使其在壁面上移動(dòng)。此外，壁面上的孔洞會(huì)影響輪廓儀測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5)旋轉(zhuǎn)激光工具(精度：10 m±0.5 mm，操作范圍2～500 m)在預(yù)算范圍內(nèi)可以隨時(shí)被使用，并可在有限空間內(nèi)被使用。此外，墻壁上的孔不會(huì)干擾測(cè)量系統(tǒng)，可以自由地在任何想要的點(diǎn)和想要的分辨率測(cè)量深度進(jìn)行測(cè)量。此外，考慮到場(chǎng)地的限制，工具的位置可以很容易地被調(diào)整。在本例中使用的線性比例尺的計(jì)數(shù)最少為0.5 mm(即，可以實(shí)現(xiàn)0.5 mm的分辨率)。除了確定不平整程度，在矯正過(guò)程中還需要一個(gè)工具來(lái)檢查平整度，為此，旋轉(zhuǎn)激光提供了一種簡(jiǎn)單高效的方法。

通過(guò)測(cè)量旋轉(zhuǎn)激光刀具產(chǎn)生的虛平面與壁面在不同點(diǎn)處的距離，可以得到表面波動(dòng)的定量信息。一個(gè)300 mm×300 mm網(wǎng)格被標(biāo)記在墻壁壁面上。用線性比例尺在網(wǎng)格的不同點(diǎn)上測(cè)量由旋轉(zhuǎn)激光工具產(chǎn)生的假想平坦垂直面的距離。該刻度的分辨率為0.5 mm。正在進(jìn)行的測(cè)量的照片如圖4所示。為了驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果，使用總測(cè)量值確定了套管孔在管壁前表面的中心位置，得到的數(shù)據(jù)與旋轉(zhuǎn)激光刀具測(cè)量的結(jié)果一致。根據(jù)長(zhǎng)壁上不同點(diǎn)的距離測(cè)量得到的結(jié)果如圖5(a)所示。由圖5(a)表面輪廓確定，整個(gè)墻面最大高程點(diǎn)與最大落差點(diǎn)之間的距離為39 mm。

圖4 從旋轉(zhuǎn)激光刀具產(chǎn)生的平面上進(jìn)行的線性測(cè)量

從圖5(a)可以看出，任意3 m長(zhǎng)度之間的表面波動(dòng)超過(guò)了3 mm。為了更好地理解不合規(guī)程度，在圖5(b)和圖5(c)中，分別在A—A和B—B兩個(gè)位置繪制了沿墻長(zhǎng)度和高度的表面輪廓。從圖5(b)可以看出最大和最小波動(dòng)的差值是4.5 mm(0～3 m)、9.5 mm(3～6 m)、11 mm(6～9 m)、8 mm(9～12 m)、16 mm(12～15 m)。同理，從圖5(c)可以看出，在0～3 m之間，最大波動(dòng)點(diǎn)和最小波動(dòng)點(diǎn)的差值分別為5 mm，3～6 m之間的差值為9 mm，6～9 m之間的差值為15 mm。在這些部分的墻體表面長(zhǎng)度超過(guò)3 m的波動(dòng)超過(guò)了3 mm。對(duì)壁面的任何其他部分進(jìn)行類似的測(cè)試，也會(huì)反映出類似的不合格輪廓。因此，該墻體表面具有高度的不合規(guī)性。

(a)使用旋轉(zhuǎn)激光工具測(cè)量波狀壁面的表面輪廓

(b)沿A —A方向的表面輪廓

(c)沿B—B方向的表面輪廓圖5 測(cè)量結(jié)果

2.2 表面波動(dòng)的矯正

原則上可以采用兩種方法來(lái)消除波動(dòng)，保證平面度。為了以圖形的方式說(shuō)明這些原理，圖6給出了波形表面的示意圖。AB、CD、EF這3個(gè)面已經(jīng)在這個(gè)圖中顯示出來(lái)。AB面為起伏的混凝土表面。第一種方法涉及去除多余的沉積材料并產(chǎn)生一個(gè)平面CD，第二種方法涉及沉積額外的材料并產(chǎn)生一個(gè)新的平面EF。在文獻(xiàn)中已經(jīng)確定了各種矯正方法，通過(guò)使用研磨機(jī)[13]、調(diào)平化合物[14]和水泥砂漿抹灰[15]來(lái)矯正水平和垂直混凝土表面的波動(dòng)。

關(guān)于矯正過(guò)程的考慮：

1)L型墻的尺寸比普通混凝土墻大。

2)緊密間隔的圓形開(kāi)口遍布整個(gè)墻壁。必須確保在矯正過(guò)程中，用于固定激振器所使用的螺栓的鋼套是對(duì)準(zhǔn)的，是不受干擾。

3)在試驗(yàn)過(guò)程中，墻體可能承受較大的動(dòng)荷載。

圖6 矯正波狀表面的選擇

綜合考慮前述因素，設(shè)計(jì)了壁面矯正策略。接下來(lái)也討論了在規(guī)劃階段所考慮的其他各種方案。

曾考慮過(guò)磨墻的方案，但由于以下原因而被排除：1)墻體采用M45級(jí)混凝土施工，表面磨床不能有效地研磨具有高抗壓強(qiáng)度的墻壁；2)所需研磨的范圍相當(dāng)大(可達(dá)40 mm)，磨墻40 mm將嚴(yán)重減少覆蓋的加固和管道；3)地面面積非常大(610 m2)。因此磨墻非常不經(jīng)濟(jì)。

至于第二種選擇，即沉積額外一層，則需要確保覆蓋層材料具有以下特點(diǎn)：1)足夠高的強(qiáng)度，最好與現(xiàn)有墻面的強(qiáng)度相匹配；2)制作出符合平整度要求的光潔度；3)與現(xiàn)有表面形成完美的結(jié)合。

與在水平面上鋪設(shè)覆蓋物相比，在垂直平面上鋪設(shè)覆蓋物需要特別的考慮。由于重力的作用，在水平面上鋪設(shè)覆蓋物很容易，但對(duì)于垂直表面，必須采取適當(dāng)措施，防止覆蓋層材料在重力作用下脫落或剝落。本文考慮的覆蓋材料：

1)考慮了用合適的水泥砂漿抹墻的想法。就光潔度、所需材料、設(shè)備和熟練工人的可用性而言，該選項(xiàng)是可行的選項(xiàng)之一。然而，現(xiàn)有的建筑機(jī)構(gòu)未能設(shè)計(jì)出一種經(jīng)濟(jì)上合適的混合料，以匹配M45級(jí)混凝土的強(qiáng)度。此外，在有圓形開(kāi)口的墻面上使用常規(guī)的灰泥是另一個(gè)挑戰(zhàn)，所以，不考慮選擇灰泥。

2)考慮到強(qiáng)度和黏結(jié)要求，用纖維增強(qiáng)混凝土(FRC)涂覆墻體的選擇也被考慮了，似乎是可行的。然而，當(dāng)使用FRC在起伏的墻面上創(chuàng)建一個(gè)試貼片時(shí)，觀察到表面過(guò)于粗糙，因此放棄了該方案。

3)尺寸約為1 m×0.6 m的環(huán)氧樹(shù)脂(Araldite GY257、Aradur 140和二氧化硅填料)的樣品貼片也顯示出較差的整理效果，因此沒(méi)有進(jìn)一步考慮該選擇。

4)商業(yè)生產(chǎn)的微混凝土以及合適的黏結(jié)劑被視為合適的覆蓋層。微混凝土是一種混合了所有干原料的混合物，只需要在現(xiàn)場(chǎng)與水混合，就可以生產(chǎn)出所需規(guī)格的膠凝砂漿。

除從廠家得到的各參數(shù)值外，現(xiàn)場(chǎng)還進(jìn)行了微混凝土抗壓強(qiáng)度和黏結(jié)劑粘結(jié)試驗(yàn)。澆筑3個(gè)邊長(zhǎng)為70.6 mm的立方體，并按照IS 4031-6：1988(2005年確認(rèn))《水凝水泥的物理試驗(yàn)方法 第六部分：非砌筑水泥的抗壓強(qiáng)度測(cè)定》的規(guī)格測(cè)量抗壓強(qiáng)度。對(duì)3個(gè)立方體進(jìn)行測(cè)試，平均抗壓強(qiáng)度為48.54 MPa，高于預(yù)期強(qiáng)度45 MPa。

為了確保黏結(jié)劑在母材混凝土和微混凝土層之間提供足夠的黏結(jié)，按照ASTM C 1583(ASTM 2013)《使用直接拉伸(拔出法)測(cè)定混凝土表面抗張強(qiáng)度和混凝土維修和覆蓋材料粘結(jié)強(qiáng)度或抗張強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》的規(guī)范進(jìn)行了拉拔試驗(yàn)。用M45級(jí)混凝土澆筑邊長(zhǎng)為550 mm的立方體。28 d后，在立方體的垂直面上涂上一層黏結(jié)劑。在涂有黏結(jié)劑的垂直表面，按照反應(yīng)墻整流過(guò)程中所采用的程序涂敷30 mm的微混凝土層。一旦確定微混凝土獲得了足夠的強(qiáng)度，就進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。在微混凝土中鉆取一個(gè)50 mm的芯，并用黏結(jié)劑將測(cè)試盤(pán)放置在芯的頂部。在黏結(jié)劑充分硬化后，用拉脫測(cè)試儀將芯抽出。失效的巖心和測(cè)試盤(pán)如圖7所示。從圖7可以看出，破壞面出現(xiàn)在母材混凝土中，微混凝土和黏結(jié)劑層保持完好。試驗(yàn)得到的拉脫值為3.59 MPa。因此，保證了微混凝土加鋪層與現(xiàn)有墻體表面之間形成足夠的黏結(jié)。拉拔試驗(yàn)也證實(shí)了微混凝土的強(qiáng)度大于原混凝土。所選微混凝土與黏結(jié)劑在以下方面具有優(yōu)勢(shì)：

1)這是可流動(dòng)的，因此幾乎不涉及壓縮的使用；

2)保證了良好黏接；

3)硬化表面不收縮脫落；

4)微混凝土抗壓強(qiáng)度>45 MPa，保證了加鋪層材料強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期要求。

5)達(dá)到了光潔表面的要求。

圖7 拉拔試驗(yàn)后的破壞塊照片

2.3 微混凝土在墻體表面的應(yīng)用

微混凝土的厚度在墻體表面的不同位置隨波動(dòng)程度而變化。

根據(jù)制造商的規(guī)定，微混凝土最小厚度必須為15 mm。以最大標(biāo)高點(diǎn)為參考，墻體表面任意點(diǎn)混凝土微層厚度(圖6中以T表示)可表示為

T(mm)=15+凹陷深度(mm)。

(1)

因此，一個(gè)新的表面用覆蓋層構(gòu)造，厚度從15～54 mm不等。額外的微混凝土護(hù)套需要一個(gè)特別設(shè)計(jì)的模板，在孔的位置有匹配的桿，以確保鋼套筒不會(huì)被微混凝土填充。微混凝土的逐步澆筑過(guò)程：

1)在待處理的墻面上涂上一層黏結(jié)劑。黏結(jié)劑的最大覆蓋時(shí)間為12 h。根據(jù)廠家的規(guī)范，微混凝土應(yīng)在黏結(jié)劑黏未干的情況下使用。

2)使用了尺寸為1 m×2 m，厚的25 mm的透明亞克力板材。透明的亞克力板要確保清除了所有夾帶的空氣，必要時(shí)可使用振動(dòng)器。如此選擇主要是考慮可施工性：①在澆筑過(guò)程中監(jiān)測(cè)微混凝土的適當(dāng)流動(dòng)并避免蜂窩化;②每個(gè)(亞克力)板的重量，這是決定其是否易于安裝和處理的關(guān)鍵參數(shù)。

3)壓克力板被固定在一個(gè)螺母螺栓系統(tǒng)上，該系統(tǒng)焊接在現(xiàn)有的低碳鋼套筒板上。圖8為亞克力板模板用螺栓固定焊接在鋼套上。

圖8 用于放置微混凝土的丙烯酸模板

4)使用旋轉(zhuǎn)激光工具在螺絲螺母的幫助下，將亞克力板的垂直平面從墻面調(diào)整到所需的水平(由(式)1控制)。

5)堅(jiān)固的圓柱形加工木塊被插入現(xiàn)有的墻壁孔中，并通過(guò)螺絲用亞克力百葉窗板固定。插入套管中的木制圓柱體如圖9所示。

6)邊緣的亞克力板模板也使用特殊的角度部分來(lái)固定材料。

7)微混凝土是通過(guò)漏斗灌注的。雖然不建議在微混凝土中使用振動(dòng)器，但微混凝土是用直徑為8～10 mm的鋼筋進(jìn)行夯實(shí)的，以消除氣泡。

8)在微混凝土最終定型后(大約16～24 h)，亞克力板模板被拆除，同樣的過(guò)程在L形墻的整個(gè)表面重復(fù)。應(yīng)用于墻面的微混凝土面板如圖10所示。

圖9 用于防止鋼套管內(nèi)的微混凝土進(jìn)入的木制圓柱體

圖10 墻體表面硬化的微混凝土

9)微混凝土層養(yǎng)護(hù)1周后，在處理后的墻面涂上利圖林基表面硬化劑。

10)用于支撐模板的螺栓的投影部分在處理過(guò)程完成后被切斷。

一次使用2～3個(gè)1.0 m×2.0 m面板，加上墻面面積大，幾乎花了1年6個(gè)月的時(shí)間完成了整改工作。整改工作涉及到10.5 m腳手架的施工，明顯增加了整改過(guò)程中的工作量。

2.4 驗(yàn)證

為了確保表面重鋪的實(shí)現(xiàn)，使用旋轉(zhuǎn)激光工具再次確定表面輪廓。經(jīng)過(guò)矯正處理后得到的表面輪廓如圖11(a)所示。大部分墻體表面的最大高程點(diǎn)與最大下陷點(diǎn)之間的距離為3 mm，除了單點(diǎn)測(cè)量(紅色所示)，距離由激光旋轉(zhuǎn)工具產(chǎn)生的虛擬表面是10 mm。因此，矯正壁面的平整度達(dá)到了3 m±3 mm的要求。為了更好地了解矯正壁面的梯度，圖11(b)和圖11(c)分別繪制了整流壁面A—A和B—B截面的表面輪廓。從圖11(b)可以看出最大和最小波動(dòng)的差值是1 mm(0～3 m)、1mm(3～6 m)、1 mm(6～9 m)、1mm(9～12 m)和1 mm(12～15 m)。同理，從圖11(c)中可以看出，在0～3 m，最大波動(dòng)點(diǎn)與最小波動(dòng)點(diǎn)的差值為1 mm，3～6 m的差值為1 mm，6～9 m的差值為2.5 mm。墻面3 m以上的波動(dòng)<3 mm。對(duì)不同剖面的表面輪廓進(jìn)行類似的研究結(jié)果表明，除了最大高程點(diǎn)(10 mm)附近的區(qū)域外，其余區(qū)域均符合所需規(guī)格。因此，表面梯度在期望的公差范圍內(nèi)。矯正前后的表面輪廓對(duì)比如圖12所示。從圖12中可以看出，在矯正之前，墻體的坡度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了允許的限度，矯正過(guò)程能夠產(chǎn)生一個(gè)具有所需坡度的表面。

(a)矯正表面輪廓

(b)A—A表面輪廓(矯正)

(c)B—B表面輪廓(矯正)圖11 矯正后的表面輪廓

圖12 矯正前后表面的波動(dòng)程度

3 結(jié)論

平整度矯正對(duì)于實(shí)驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用具有重要的研究意義。如果無(wú)法達(dá)到要求，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備功能失效，從而耗費(fèi)更多經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本。由于以往的研究集中在水平地面的平整度上，因此，本文針對(duì)垂直墻面建立了一種用激光工具測(cè)量垂直表面平整度，以及使用微混凝土作為覆蓋材料進(jìn)行平整度矯正的新方法和行之有效的整套流程。在矯正之前，墻面的坡度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了允許的限度，經(jīng)過(guò)本文所采用的平整度測(cè)量、矯正以及應(yīng)用微混凝土等一套完整流程后，垂直墻面的平整度達(dá)到了要求。試驗(yàn)結(jié)果證明：1)旋轉(zhuǎn)激光工具最適合于垂直墻面平整度缺陷識(shí)別；2)采用可流動(dòng)、不收縮的微混凝土結(jié)合黏結(jié)劑，有助于使混凝土的平整度達(dá)到預(yù)期的要求。