摘 要：通過對有屏蔽要求的預應力地坪施工方法進行分析，論述了預應力地坪中合理布置屏蔽層的施工方法，做到在不損壞預應力鋼絞線力學性能的前提下進行屏蔽施工，實現屏蔽工程與預應力地坪協同作業、綜合施工，以便更好地推廣相應工法。

随着現代施工技術的不斷進步以及工業廠房、實驗室等建築對于高質量等級地坪逐漸擴大的使用要求，混凝土自身具有化學收縮、幹濕收縮、溫度變形、徐變等特性，容易造成混凝土開裂的情況産生。新型預應力地坪已開始在國内應用。

預應力地坪是相對普通混凝土地坪發展起來的。首次得到應用是在二十世紀五十年代的美國，然後以其明顯的優勢得到了快速的發展。根據美國後張預應力混凝土協會編著的《POST-TENSIONING MANUAL》（第六版)統計數據顯示，在北美地區有50％的預應力鋼絞線是應用在預應力地坪基礎工程中的。而預應力地坪在國内雖然有一些工程應用，但相對而言在橋梁和建築工程中的應用比例極低。

在普通廠房中開裂可能不是一個大問題，但是對那些對地面有很高要求的工廠，比如：氣墊船運輸的廠房，食品加工廠，高架貨架的廠房，他們對地面的要求就是無裂縫的，首先走氣墊船的廠房：混凝土開裂就會發生氣墊船漏氣的情況；其次食品加工廠房：混凝土開裂會導緻地坪開裂，從而引起細菌在裂縫中滋生；最後高架貨架的廠房：因為會運用到叉車，所以在混凝土的切割縫處更加容易開裂，叉車會有颠簸危險。混凝土開裂後進行修補，會對正常生産和使用産生較大影響，代價較大且費用較高。

整體無裂縫地面的實現，采用預應力地坪即在地坪中加入預應力筋，通過後張法預應力筋的張拉在地面層結構中建立一定的預壓應力，以增強結構的抗裂性能，并減少伸縮縫的間距。運用後張預應力技術，杜絕混凝土的切割縫。

在工業廠房應用預應力地坪的優勢明顯，但屏蔽實驗室中有較高的屏蔽要求，如何處理兩者的沖突呢？

下面就兩者結合施工中的關鍵部位進行簡單介紹：

一、 屏蔽結構一般為六面體結構，采用屏蔽材料為鋼闆材或微孔鋼闆，地面屏蔽層若采用鋼闆，則對墊層平整度要求較高，若在鋼闆上澆築混凝土極易産生空鼓，造成地坪開裂、凹陷，極大影響地坪的承載能力。同時由于屏蔽鋼闆較薄，振搗過程中極易造成鋼闆間焊縫開裂，影響屏蔽效能。

二、 地坪中預應力鋼筋若沒有良好的接地則極易産生感應電，會影響實驗設備的可靠性和精确度，且感應電得不到有效釋放又易對精密設備造成破壞；若将預應力鋼筋進行可靠連接，則又極易對預應力筋造成損耗，影響預應力張拉效果達不到荷載要求甚至将預應力鋼筋拉斷。

針對上述主要問題，首先地面屏蔽層材料采用較細密的鋼絲網，保證了混凝土與屏蔽層的有效結合，又避免了因混凝土振搗造成的焊縫開裂。其次，預應力地坪施工方法采用後張法，采用薄金屬波紋管将預應力鋼筋與砼隔離，波紋管之間用黃銅帶進行跨接，形成接地網，然後将波紋管與屏蔽室接地系統進行可靠連接，預應力鋼絞線在後澆帶區域預留，待張拉及灌漿完畢後，将預留部分采用π型卡箍與接地黃銅帶進行可靠連接并形成整體。采用上述方法，能有效保證屏蔽室的屏蔽效能、使用要求，發揮了預應力地坪良好性能及低造價的優勢，同時也節省了氣墊船等設備及地坪維修的費用。

本次我公司所承建的福州天宇公司整體遷建項目中的高壓實驗大廳區域，該區域面積為1080㎡，地基為淤泥性地基，因該區域内有氣墊船行走，平整度要求1.5mm/2m，不得有裂縫，且實驗大廳有整體屏蔽要求，地坪質量要求嚴格。因而需地面屏蔽系統與預應力地坪進行結合施工。

⒈ 本工程施工的特點及難點

⑴ 該實驗大廳區域，地坪設計荷載為18t/㎡，且該區域使用時有氣墊船行走，平整度要求≤1.5 mm /2m。根據上述條件綜合考慮，故地坪設計采用後張預應力整體無縫地坪。

⑵ 該區域為高壓試驗大廳，區域非接地的金屬對地間産生感應電壓，影響實驗設備的可靠性和實驗結果的準确性。故預應力地坪中鋼絞線、波紋管及錨具等導電材料均需做可靠接地。

⑶ 由于試驗大廳的場地限制，預應力鋼絞線必須提前穿入波紋管中。《混凝土結構工程施工質量驗收規範（GB50204-2010）》中要求 “施工過程中應避免電火花損傷預應力筋”，而屏蔽施工時，為保證屏蔽效果，必須将所有預應力鋼絞線及外包波紋管進行可靠焊接接地。故此工程難點及關鍵點即為“在不損壞預應力鋼絞線力學性能的前提下進行屏蔽施工，實現屏蔽工程與預應力地坪協同作業、綜合施工”。

⒉ 工藝流程

作業準備→打入接地極→土基層→碎石層施工→水穩層施工→防潮層→混凝土墊層施工→屏蔽層施工→混凝土墊層澆築→預應力層施工→環氧自流平面層施工→成品保護。

⒊ 預應力地坪張拉、灌漿

在混凝土澆築完成24 小時内（一般為混凝土強度的10～15%）進行首次張拉，對鋼絞線張拉少量力，初步控制砼收縮裂紋。首次張拉完成後，每日監測混凝土試樣的強度，待強度達到70%時，開始最終張拉。本工程采用一端錨固一端後張拉、張拉力和伸長量雙控法，千斤頂升降壓、畫線、測伸長、插墊等工作一起進行。

鋼絞線的張拉順序綜合以下幾方面因素核算确定：其一避免張拉時構件截面呈過大的偏心受力狀态，不使砼邊緣産生拉應力；其二計算并比較分批張拉的預應力損失值；其三是盡量減小地坪産生的拱度，防止砼地坪開裂或變形嚴重。

預應力鋼絞線張拉理論伸長量計算公式：

ΔL＝（PpL）/（ApEp）

式中：Pp――預應力筋的平均張拉力（N）

L――預應力筋的長度（mm）

Ap――預應力筋的截面面積（mm2）

Ep――預應力筋的彈性模量（N／mm2）

Pp＝P（1－e-（kx μθ)）／（kx＋μθ）

式中：Pp――預應力筋平均張拉力（N）

P――預應力筋張拉端的張拉力（N）

x――從張拉端至計算截面的孔道長度（m）

θ――從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

k――孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數

μ――預應力筋與孔道壁的摩擦系數

注：當預應力筋為直線時

Pp＝P

待預應力鋼絞線最終張拉完成後，開始進行灌漿作業。灌漿采用活塞式壓漿泵，灌漿的壓力以保證壓入孔内的水泥漿密實為準，壓漿的最大壓力一般宜控制在0.5～0.7Mpa，采用一次性灌漿時，适當加大壓力，但最大壓力不宜超過1.0Mpa。灌漿應緩慢，均勻地進行，不得中斷，開始壓力要小，逐步增壓，灌漿應達到孔道另一端排氣孔飽滿和冒出濃漿（與規定的稠度相同的水泥漿）為止，然後采用螺栓堵頭堵塞出漿口。為了保證孔道中充滿灰漿，每個孔道灌漿至最大壓力後，保持一般不小于0.5Mpa 的一個穩壓器，該穩壓器不少于2min。關閉進漿口閥門，壓漿機回漿，待水泥漿凝固後，再拆卸連接接頭，及時清理。為檢查孔道内水泥漿的實際密度，壓漿後從檢查孔抽查水泥漿的密實情況，如不實應及時處理，處理方法可采用二次灌漿。

在拌制水泥漿的同時，制作标準試塊，經與地坪混凝土同等條件養護。

⒋ 綜合施工操作要點：

4.1 屏蔽層的多點接地系統

接地系統由垂直接地體和水平接地體組成，通過焊接，連成網狀結構的接地系統。垂直接地體采用9m長Dn=50mm的鍍鋅管，在地面1m以下每間距5米布置一根，形成接地極網系統。水平接地體全部采用40×4 的鍍鋅扁鋼。水平接地體與垂直接地體連接時，要求沿着圓管的外徑，彎曲1/2左右的圓弧，上下兩條邊與鍍鋅管滿焊連接，另外方向的扁鋼居中與鍍鋅管焊接。為保證連接牢固，兩個方向的水平接地體有2條邊通過連接件連接在一起。水平接地體的連接采用搭接焊接，搭接長度為2倍的寬度，至少三個棱邊焊接。

接地引線采用63×2 的黃銅帶，考慮到兩種材質的焊接存在困難，專門設計過渡件，一端與垂直接地極直接焊接牢固，另外一端與接地引線通過螺栓連接。

4.2 預應力波紋管與接地系統間的可靠連接

首先，在試驗大廳X 和Y 軸方向，提前做出引出頭，将50×5 鍍鋅扁鐵按設計間距通常鋪設在波紋管上部，并将鍍鋅扁鐵與波紋管可靠焊接。焊接過程中不得将波紋管焊穿。其中上下層預應力波紋管之間仍采用鍍鋅扁鐵作為過渡件可靠焊接。将鍍鋅扁鐵與錨具進行可靠焊接，各應力索端頭處與鍍鋅扁鐵按照同樣的方法進行可靠焊接。

待鍍鋅扁鐵與各構件焊接完成後，根據圖紙按6m×6m間距布置63×2黃銅帶，将其與鍍鋅扁鐵可靠焊接。黃銅帶最後與地下接地極可靠焊接。

按照上述連接方式，利用鍍鋅扁鐵作為各部件連接的過渡焊件，将所有金屬件與黃銅帶接地網連成整體，并與地下接地極連接。從而形成了一個可靠的接地系統。

4.3 預應力鋼絞線的性能保護措施

由于預應力地坪施工工序原因預應力鋼絞線須先穿入波紋管，在波紋管進行接地焊接時由于高溫及電火花影響，極易對鋼絞線造成應力損失，從而影響預應力地坪的整體性能。針對此問題，我們經過測算及實際檢驗，将接地可靠焊接的連接方式變更為點焊連接。焊接前計算焊點直徑及連接長度，以滿足連續焊接的焊口連接面積為标準；焊接過程中采用隔一焊一的跨越式焊接方法，不進行集中連續焊接，且一處焊接完畢後立即用濕布覆蓋進行降溫。如此反複，直至所有焊接點焊接完成。

操作完成後，經過對預應力鋼絞線的力學性能檢測及對整個接地系統的接地電阻檢測，結果證明該操作方法有效地消除了傳統焊接産生的熱量對預應力鋼絞線力學性能的影響，且并未影響整個接地及屏蔽系統的效能。此施工方法完全滿足設計及使用要求。

此後張法預應力地坪與屏蔽工程綜合施工的方法，既有益于預應力地坪在國内的推廣應用，又解決了預應力地坪與屏蔽工程協同施工的技術難題。經過了具體工程的實際驗證，證明了此施工方法的可行性及可靠性。

在同類型大型屏蔽實驗室等設施的建造中，此方法與其他傳統的施方法對比：

首先，采用了較為先進的預應力地坪。與傳統地坪對比，整體無縫地坪完全滿足氣墊船等運輸設備的使用要求，節省了業主的機械設備投入及維修費用開支；預應力地坪結構剛度大，耐久性好，可以基本避免結構在地基（尤其是軟土地及）變化時發生破壞。

其次，同樣是由于預應力的存在，相比于同厚度的普通鋼筋混凝土地坪，預應力地坪有更好的抗裂性能。對比普通混凝土地坪建築材料用量的減少（如由于地坪厚度減小而使混凝土用量減少、由于使用了高強度的預應力筋使普通鋼筋用量減少，以及結構施工縫數量的減少），同時工程量減少使工期縮短，從而減少人工、機械的使用量。

⒌ 結語

⑴ 相對比普通地坪，預應力地坪由于其防開裂性，解決了對混凝土地坪開裂或為防開裂機械切縫對影響設備使用的問題。降低地坪結構的維護費用。

⑵ 解決了有屏蔽要求，因電磁感應産生電位差，對試驗設備數據影響的問題。

⑶ 實踐證明，該技術工藝流程合理、工程質量容易保證、适用領域寬，尤其在有屏蔽及無縫地坪要求的工業廠房及實驗室中具有良好的推廣價值和應用前景

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