數(shù)據(jù)中心大面積高平整度地坪快速施工技術(shù)分析

張 虎 （中鐵四局集團有限公司南京分公司，江蘇南京210000）

1 引言

隨著國民經(jīng)濟和建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑的單層地坪面積越來越大，傳統(tǒng)的混凝土地面施工工藝為支模分倉再二次找平，已不能在施工速度和質(zhì)量方面滿足當(dāng)前施工的要求。而工業(yè)廠房室內(nèi)T-BLOCK等高精密設(shè)備的安裝對地坪平整度等特性要求之高，使得施工單位迫切尋求更先進(jìn)的施工方法,保證地面質(zhì)量一次性驗收合格。

2 工程概況

騰訊儀征東升云計算數(shù)據(jù)中心工程項目，1#～8#廠房室內(nèi)首層地面為樁承臺承載無梁樓蓋結(jié)構(gòu)，單個廠房地坪面積約1.2萬㎡，地坪結(jié)構(gòu)層（從下往上）：①回填土分層回填壓實（壓實系數(shù)不小于0.94）；②0.3厚PE防潮膜；③土工布隔離層；④30cm厚C30混凝土面層（平整度誤差為3mm/2m）。

在進(jìn)行廠房地坪施工時，采用國際先進(jìn)的激光精密整平儀進(jìn)行大面積地面找平施工，徹底解決地面空鼓、起殼、開裂、平整度等問題，實現(xiàn)了超平地面施工，地面的平整度、水平度好、整體美觀，且大大降低成本。

3 技術(shù)特點

①激光智能控制系統(tǒng)是獨立而不受地坪邊模影響的，廠房地坪可以靈活性攤鋪澆筑而不會導(dǎo)致標(biāo)高錯亂，相對傳統(tǒng)工藝更好地避免了累積誤差，整個澆筑攤鋪過程平整度控制更加精確。

②該工藝將多道作業(yè)工序整合到一起，由機器一次性完成，自動化程度高，降低了勞動強度，避免了傳統(tǒng)工藝因作業(yè)者疲勞對施工速度和地坪質(zhì)量的不良影響，作業(yè)工效大大提高、質(zhì)量得到保證。

③相對于傳統(tǒng)工藝大大減少地面施工縫，同時有效解決地面空鼓、起殼、開裂、不平整問題，降低了模板使用量和地坪后期維護(hù)費用，節(jié)省了人工，經(jīng)濟效益明顯提升。

④相對于傳統(tǒng)工藝可根據(jù)需要任意劃塊分塊施工，連續(xù)作業(yè)至整個地坪完工，極易實現(xiàn)大面積地坪一次性整體澆筑，使得地面整體性更好。

4 工藝原理

4.1 找平原理

通過計算機將激光發(fā)射與接收系統(tǒng)、精密數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)、超智能實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)聯(lián)為一閉合鏈實現(xiàn)找平，找平精密程度極高。

4.2 整平原理

高平整度地坪的澆筑攤鋪及整平在上述智能閉合鏈控制下實現(xiàn)，由配備液壓裝置的整平頭執(zhí)行，該整平頭將刮板、攪拌螺旋、振動裝置、端部整平梁等各功能裝置一體化整合，將所有攤鋪找平、精密整平、混凝土振搗、機械壓實等工作集于一機，一次完成。智能控制系統(tǒng)能以10次/秒的頻率實時自動調(diào)整標(biāo)高，實時自動調(diào)整標(biāo)高，混凝土振搗裝置振動頻率可達(dá)每分鐘3000次。

圖1 激光整平裝置結(jié)構(gòu)示意圖

5 施工技術(shù)要點

大面積高平整度地坪激光整平施工工藝流程如圖2。

圖2 施工工藝流程

5.1 施工準(zhǔn)備

5.1.1 定位放線與單元劃分

根據(jù)廠房的面積及設(shè)計圖紙進(jìn)行分區(qū)控制，結(jié)合現(xiàn)場實際，每個廠房結(jié)合后澆帶、電纜溝為界線劃分為4個單元（A1、A2、B1、B2詳看平面圖），然后確定混凝土地面的施工順序并做好標(biāo)記。目的在于控制各澆筑單元標(biāo)高，避免累積誤差。單棟（236.2m×51.4m）廠房地坪平面圖如圖3，A1=A2=3029.47㎡（紅色板塊）；B1=B2=2754.51㎡（藍(lán)色板塊）。

圖3 澆筑單元劃分圖

考慮到單個板塊長邊跨度較大，易導(dǎo)致收光不及時，影響澆筑質(zhì)量。故采取以短邊為起點，沿長邊方向澆筑的澆筑順序（圖中綠色箭頭）。

5.1.2 基層處理

廠房內(nèi)地基與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物施工完成后，回填土方進(jìn)行分層壓實，每層厚度不超過30cm，在防潮膜鋪設(shè)前復(fù)測壓實土標(biāo)高及平整度，基層平整度必須保證在設(shè)計標(biāo)高±1.5cm以內(nèi)。PE防潮膜鋪設(shè)保證平整、順直，搭接寬度為10cm；土工布鋪設(shè)采用人工鋪設(shè)，布面要平整，并適當(dāng)留有變形余量。

5.1.3 鋼筋模板

鋼筋根據(jù)設(shè)計要求采用HRB400直徑12mm雙層雙向鋼筋，按照規(guī)范要求，鋼筋保護(hù)層厚度25mm，中間區(qū)域設(shè)置馬鐙筋（HRB400直徑10mm）墊起加固，雙向均按間距1000mm布置，馬鐙筋布置高度根據(jù)圖紙設(shè)置為214mm以保證鋼筋不下?lián)稀８鶕?jù)室內(nèi)地坪絕對標(biāo)高+5.400m，混凝土設(shè)計厚度300mm，在板塊邊緣鋼柱及模板上進(jìn)行標(biāo)高測設(shè)，并做標(biāo)高印記。為進(jìn)一步保證地坪最終標(biāo)高準(zhǔn)確性及平整度，板塊中間區(qū)域按2000mm間距釘Φ6鋼筋樁，先用整平儀激光接收尺對標(biāo)高進(jìn)行檢測，再加密測點，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行復(fù)核。

5.2 設(shè)備布置與調(diào)試

①設(shè)備調(diào)試：對激光發(fā)射與接收器進(jìn)行澆筑前設(shè)備調(diào)試。

②發(fā)射器安裝：架設(shè)激光發(fā)射器，根據(jù)原始水準(zhǔn)點引地坪標(biāo)高（+5.400m）到激光整平機，發(fā)射器架設(shè)在專用三腳架上。具體位置要根據(jù)當(dāng)天鋪注量設(shè)在最佳位置。

③高程輸入：根據(jù)原始水準(zhǔn)點引做2個同定基準(zhǔn)水準(zhǔn)點。

5.3 地坪混凝土施工

5.3.1 混凝土送料

混凝土采用C30商混，為避免暴曬及氣溫過高導(dǎo)致的水分損失等影響地坪質(zhì)量，提前關(guān)注施工氣候狀況，選擇適宜時段施工。地坪混凝土攤鋪以機械整平頭為主，人工協(xié)助，應(yīng)攤鋪至圖紙設(shè)計厚度＋虛鋪高度(2～3cm)。嚴(yán)格控制混凝土塌落度，按規(guī)范要求嚴(yán)格控制在18±3cm內(nèi)。

混凝土供應(yīng)必須連續(xù)及時，不得中斷。地坪澆筑時間跨度大，澆筑過程對初凝部位必須及時收光養(yǎng)護(hù)。

5.3.2 激光整平機找平、整平、鋪注、振搗

①找平：地坪攤鋪整平標(biāo)高由計算機智能調(diào)節(jié)閉合鏈實時控制，整平頭端部梁可實現(xiàn)每秒自動調(diào)整10次，由于激光發(fā)射器與接收器是獨立的，所以攤鋪面標(biāo)高始終以智能調(diào)節(jié)控制鏈多次實時發(fā)射激光束構(gòu)成的理想平面為控制面，使得在施工地坪面積較大時仍可保證其水平度和平整度。

②整平：刮板刀作用是根據(jù)智能控制系統(tǒng)指示的設(shè)計標(biāo)高，將超出應(yīng)澆量的混凝土余料刮走，剩下地坪厚度+200mm的混凝土由布料螺旋進(jìn)行下一步施工。布料螺旋為單向旋轉(zhuǎn)裝置，它根據(jù)智能控制系統(tǒng)指示，對混凝土料進(jìn)行機械切割，并布料至設(shè)計標(biāo)高。此過程余料將被收割至后續(xù)工作面。

③振動器及端部梁：激光整平機內(nèi)部設(shè)有偏心振子，在電機帶動下使端部整平梁產(chǎn)生高頻低幅振動，在混凝土攤鋪的同時對其振搗、壓實。端部梁底設(shè)計為斜坡面，功能相當(dāng)于刮板及布料刀片，在攤鋪行進(jìn)過程中對混凝土進(jìn)行更精細(xì)的布料刮平，經(jīng)端部梁整平后的作業(yè)面為平整度較高的光面。以上功能裝置經(jīng)過一體化整合，端部梁所有動作均由智能控制網(wǎng)控制，可省去如長刮尺刮平、滾筒滾壓、撒水泥漿、木抹子搓打、人工抹平等多費工費時的施工工序。

④振搗、壓實：激光整平機由地坪單元內(nèi)側(cè)向外退行鋪設(shè)混凝土，地坪混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，每個板塊單元應(yīng)先用插入式振動棒反復(fù)振搗，振搗棒移動間距小于50cm，對鋼柱柱腳及焊接鋼板等邊角部位多向交叉振搗，確保振搗密實。然后使用激光整平機進(jìn)行整平振搗，并反復(fù)滾壓，柱、邊角等部位用木抹拍漿。

⑤為保證混凝土地面鋪注的質(zhì)量，每組安排8～12名工人配合，將攤鋪在地面上的混凝土表面刮平，使堆料比設(shè)計標(biāo)高略高20～30mm。同時，對靠墻邊、露頭管線及模板周邊的部分，安排2名工人將離墻(模板)200～300mm的混凝土料用人工抹平(用2m刮杠配合鐵抹子)。負(fù)責(zé)抹邊的工人必須是受過訓(xùn)練的熟練抹灰工。

5.4 收光及養(yǎng)護(hù)

5.4.1 收光、刮平、機械拋光

已攤鋪整平混凝土達(dá)到初凝時，先使用配圓盤的磨光機進(jìn)行第一次提漿與磨平工作。第一次提漿、磨平施工完成后，安排熟練混凝土技工在儀器配合下，繼續(xù)用刮尺等控制平整的工具進(jìn)行刮平工作，結(jié)合測量儀器指示的設(shè)計標(biāo)高，超過標(biāo)高的余料收割刮走，低于標(biāo)高的低凹處及時填補。提漿與磨平工序反復(fù)十次以上，直至地坪面層經(jīng)人踩上去無腳印止。將磨光機上的圓盤拆卸掉，使得磨光機刀片直接接觸地坪面層，開始進(jìn)行機械拋光，反復(fù)多遍，直至地坪面層表面光滑、平整，拋光至混凝土終凝為止。對鋼柱邊角及地坪單元邊緣等仍存在褶皺磨紋部位，采用薄鋼制抹子對面層進(jìn)行有序、同向的人工壓光，完成收光工序。

5.4.2 灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)

地坪混凝土澆筑24h后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，地坪養(yǎng)護(hù)采取淋水噴灑加聚乙烯薄膜覆蓋的形式，保證混凝土內(nèi)外溫度＜25℃。地坪養(yǎng)護(hù)要具有時效性，補水保水要到位，待養(yǎng)護(hù)地坪表面應(yīng)時刻保持清潔。

圖4 現(xiàn)場施工照片

6 成本效益分析

對傳統(tǒng)施工工藝與激光整平施工工藝進(jìn)行成本及效益分析，形成表1及表2。

成本節(jié)省分析 表1

效益對比分析 表2

7 結(jié)論

地坪通過激光整平機整平施工工藝，縮短了工期，提高了自動化程度，降低了勞動強度，作業(yè)工效大大提高、質(zhì)量得到保證。相對于傳統(tǒng)工藝大大減少地面施工縫，同時有效解決地面空鼓、起殼、開裂、不平整問題，降低了模板使用量和地坪后期維護(hù)費用，節(jié)省了人工，經(jīng)濟效益明顯提升。主要適用于現(xiàn)代工業(yè)廠房、大型商場、倉儲、物流及其他大面積混凝土地面等對地面質(zhì)量如強度、平整度、水平度要求較高的工程地面施工。此工藝在后續(xù)的騰訊清遠(yuǎn)清新云項目得以應(yīng)用，也對促進(jìn)我國建筑地面整平施工技術(shù)進(jìn)步起到了推動作用。