激光整平技術(shù)在工業(yè)廠房現(xiàn)澆樓板施工中的應(yīng)用

李金洋

（重慶建工第十一建筑工程有限責(zé)任公司，重慶 400039）

0 引言

隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，大型生產(chǎn)車間、倉(cāng)庫(kù)等建設(shè)項(xiàng)目日益增多，其高精度的生產(chǎn)設(shè)備對(duì)混凝土樓地面質(zhì)量提出了更高的要求。但現(xiàn)有的傳統(tǒng)常規(guī)施工工藝無(wú)法滿足其對(duì)混凝土平整度等各方面的要求。 使用激光整平技術(shù)，可極大地減少混凝土表面起砂、開(kāi)裂、破損現(xiàn)象，提升混凝土表面平整度。由于其施工速度快、施工質(zhì)量高、自動(dòng)化水平高，使得勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低、經(jīng)濟(jì)效益明顯提高[1]。

1 工程概況

重慶翊寶二期工程廠房為多層工業(yè)廠房， 建筑面積7.5 萬(wàn)m2，建筑平面尺寸為243m（長(zhǎng)）×96m（寬），結(jié)構(gòu)形式為三層框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)尺寸為10.5m（橫向）×9m（縱向），一至三層層高均為6.5m，主要功能為生產(chǎn)車間。生產(chǎn)車間面積共計(jì)約為5.1 萬(wàn)m2，平均每層1.7 萬(wàn)m2，結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆樓板厚度為150mm，設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)體表面一次性整平收光，地面平整度精度達(dá)到2m 范圍內(nèi)允許偏差2mm，其上施作PVC 防靜電地板。

2 方案選擇

由于設(shè)計(jì)對(duì)地面平整度要求很高，故采用常規(guī)的施工方法達(dá)不到其質(zhì)量要求，引入激光整平技術(shù)方能解決這一問(wèn)題。 由于激光整平機(jī)種類繁多，選擇適用該工程實(shí)際的機(jī)型非常關(guān)鍵。 經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，大型激光整平機(jī)由于自身質(zhì)量及體積很大，板的鋼筋網(wǎng)片及模板支撐系統(tǒng)無(wú)法承受其質(zhì)量，比較適用于無(wú)筋混凝土板，但不適用于配筋的鋼筋混凝土樓板[2]。

因此，輕便型激光整平機(jī)由于其自身體積小、質(zhì)量較輕的優(yōu)點(diǎn)成為了該項(xiàng)目部?jī)?yōu)先考慮選用的機(jī)型。 經(jīng)過(guò)調(diào)研，項(xiàng)目部決定采用CLS-260E 輕便型激光整平機(jī)，其質(zhì)量約為350kg。由于增加了施工荷載，結(jié)構(gòu)板鋼筋和模板支撐系統(tǒng)的承受能力需要重新進(jìn)行計(jì)算。 為了防止激光整平機(jī)壓塌樓板兩層鋼筋， 使得板筋移位，經(jīng)過(guò)專門(mén)試驗(yàn) （圖1），決定采用定制的鋼筋馬凳，按橫向@200、縱向通長(zhǎng)搭接的方式布置，可以使兩層板筋不變形、不移位，以保證保護(hù)層厚度。 具體布置方式見(jiàn)圖2、圖3。

圖1 定制鋼筋馬鐙鋼筋變形試驗(yàn)

圖2 定制鋼筋馬鐙詳圖

圖3 定制鋼筋馬鐙布置詳圖

該工程的現(xiàn)澆梁板如果按常規(guī)方法施工， 施工荷載取值為3kN/m2[3]。 經(jīng)品茗安全計(jì)算軟件計(jì)算，板的支撐系統(tǒng)縱、橫向立桿間距設(shè)為1200 便可滿足要求。若采用激光整平機(jī)（約350kg）增加施工荷載后，需按施工荷載取值6.5kN/m2進(jìn)行計(jì)算，支撐架縱橫向立桿間距需加密，按小于等于900 的間距布置。 具體工程可按相應(yīng)的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。

3 激光整平機(jī)的工作原理及技術(shù)特點(diǎn)

3.1 工作原理

激光整平由激光發(fā)射器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、激光接收器、整平動(dòng)力系統(tǒng)四部分組成。 激光發(fā)射器以600r/min 的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，在空間形成水平激光平面。 激光整平機(jī)上的激光接收器在收到激光信號(hào)后，將數(shù)據(jù)傳達(dá)到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)再發(fā)送信號(hào)到激光整平機(jī)上的電動(dòng)推桿， 電動(dòng)推桿以10 次/s 的速度執(zhí)行命令，進(jìn)而使激光整平機(jī)上的布料螺旋、刮板、振搗器對(duì)標(biāo)高進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整工作，確保樓地面的水平度，工作原理見(jiàn)圖4。

圖4 激光整平機(jī)工作原理圖

3.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1） 平整度質(zhì)量高

樓地面平整度可以達(dá)到2m 范圍內(nèi)偏差2mm 以內(nèi)，樓地面標(biāo)高由激光及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)自動(dòng)控制，并通過(guò)雙向電動(dòng)推桿實(shí)時(shí)調(diào)整整平系統(tǒng)，確保精確找平。

（2） 混凝土密實(shí)度好

由于激光整平機(jī)自身具備振搗系統(tǒng)，其振動(dòng)頻率為3000 次/min，相較于傳統(tǒng)的插入式振搗器，樓地面結(jié)構(gòu)板的密實(shí)度可以提高20%以上，由此可以規(guī)避因振搗不均而導(dǎo)致的樓地面開(kāi)裂等風(fēng)險(xiǎn)。

（3） 樓地面整體性好

由于激光發(fā)射器獨(dú)立布置，在進(jìn)行主體框架現(xiàn)澆樓板施工時(shí)可實(shí)現(xiàn)大面積澆筑，與傳統(tǒng)方法相比，大大減少了施工縫，使現(xiàn)澆樓地面結(jié)構(gòu)整體性更好。

（4） 作業(yè)工效顯著提高

激光整平機(jī)的激光整平頭刮板、布料螺旋、振動(dòng)器以及整平梁將找平、整平、振搗工作集成在一起一次性完成[4]。 與傳統(tǒng)施工方法相比，每小時(shí)可完成300㎡左右的整平工作，平均每天可完成3000㎡，減少人工30%以上，作業(yè)工效可提高約3 倍。

4 現(xiàn)澆樓板激光整平施工技術(shù)

4.1 施工流程

激光整平機(jī)施工流程見(jiàn)圖5。

圖5 激光整平機(jī)作業(yè)施工流程圖

4.2 施工準(zhǔn)備

（1） 首先劃分好施工段，待澆筑施工段模板支架及鋼筋安裝完成并驗(yàn)收合格后，進(jìn)行激光整平機(jī)設(shè)備的安裝與調(diào)試。

（2） 將激光發(fā)射器架設(shè)在專用的三角架上，保證激光發(fā)射不被遮擋，使得施工區(qū)域能順利接收激光。 激光發(fā)射器可獨(dú)立于待澆筑框架主體單獨(dú)設(shè)置，避免施工過(guò)程中誤撞。

（3） 設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)。 根據(jù)原始水準(zhǔn)點(diǎn)抄測(cè)出樓地面固定基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)，將其導(dǎo)入到激光整平機(jī)中，使激光發(fā)射器、水準(zhǔn)點(diǎn)、激光整平機(jī)相對(duì)應(yīng)。

4.3 混凝土澆筑

（1） 采用泵送商品混凝土，塌落度控制在160～180mm 之間。由于該工程廠房用作電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間，對(duì)樓地面平整度、強(qiáng)度、粉塵、裂縫方面要求較高，而粉煤灰會(huì)降低混凝土表面的強(qiáng)度[4]，因此在混凝土配制中不允許添加粉煤灰。

（2） 根據(jù)廠房每層的車間面積，將其縱向劃分為8 個(gè)施工段分段施工。 按照劃分的施工段，從橫向一端至另一端依次按照柱、梁、板的順序澆筑，柱、梁混凝土入模后，采用插入式振搗器進(jìn)行振搗。

（3） 澆筑板混凝土需高出模板2cm 左右，便于激光整平機(jī)刮平，視情況進(jìn)行減料或者補(bǔ)料工作。 為防止出現(xiàn)冷縫，混凝土輸送應(yīng)盡量保證連續(xù)、均勻，中間盡量減少停頓和間隔。 澆筑時(shí)，需人工將成堆的混凝土大致攤平，然后激光整平機(jī)根據(jù)激光發(fā)射器的信號(hào)控制電動(dòng)推桿，實(shí)時(shí)調(diào)整整平頭的水平高度，確保其高度始終與設(shè)置好的水準(zhǔn)點(diǎn)一致。 同時(shí)，配備2 名工人在整平頭處進(jìn)行找平補(bǔ)料，確保樓地面平整度，整平的同時(shí)完成振搗和壓實(shí)工作。 現(xiàn)場(chǎng)施工圖見(jiàn)圖6。

圖6 激光整平機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)圖

4.4 提漿、收光

激光整平后，待混凝土初凝前后，人站立混凝土表面產(chǎn)生大約3mm 深腳印時(shí)，采用圓盤(pán)式抹光機(jī)進(jìn)行提漿。 機(jī)械抹光機(jī)鏝抹速度應(yīng)根據(jù)混凝土的硬化程度做出適當(dāng)調(diào)整，且作業(yè)應(yīng)縱橫交錯(cuò)進(jìn)行。 最后切換成刀片式抹光機(jī)進(jìn)行拋光作業(yè)，邊角、柱角等細(xì)部抹光機(jī)無(wú)法實(shí)施的部位則采用人工抹光。

4.5 養(yǎng)護(hù)及成品保護(hù)

（1） 混凝土收光結(jié)束后，進(jìn)行灑水、覆塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，防止水分蒸發(fā)，保持濕潤(rùn)的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d，且混凝土強(qiáng)度在未達(dá)到1.2MPa 之前，禁止人員踩踏。

（2） 因結(jié)構(gòu)板地坪為一次性收光地坪，為了防止上部結(jié)構(gòu)模板支撐架以及拆架后磚砌體和機(jī)電安裝工程施工對(duì)樓地面損壞，該工程采用軟硬結(jié)合的方法， 先在樓地面層上鋪一層200g/㎡長(zhǎng)絲土工布作軟防護(hù)， 再滿鋪1830×915×16 厚的九夾板作硬防護(hù)，待上述工程完工后拆除。

5 實(shí)施效果

5.1 平整度高

樓地面現(xiàn)澆板混凝土收光及養(yǎng)護(hù)完成后，項(xiàng)目部質(zhì)量員對(duì)地面平整度進(jìn)行了檢測(cè)， 在2m 檢測(cè)范圍內(nèi)誤差控制在2mm 以內(nèi)，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

5.2 一次成型

傳統(tǒng)整平工藝需要對(duì)混凝土工程進(jìn)行二次操作，局部位置需要進(jìn)行返工，而該工程采用激光整平技術(shù)可達(dá)到一次成型，將整平、振搗等多道工序整合到一起，由機(jī)器一次性完成，減少了施工縫，混凝土現(xiàn)澆樓板整體性良好。

5.3 節(jié)約人工成本

采用傳統(tǒng)工藝，每天需要20～25 人才能施工700㎡。 而在該工程中使用激光整平機(jī)，每天只需要10 人左右即可完成3000㎡，大大節(jié)約了人工成本。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)大面積工業(yè)廠房現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)板一次性整平收光的工程項(xiàng)目，運(yùn)用激光整平技術(shù)，具有施工速度快、施工質(zhì)量高等諸多優(yōu)點(diǎn)。 同時(shí)，減少了作業(yè)工人的數(shù)量，降低了施工成本。 激光整平技術(shù)的應(yīng)用取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，可為行業(yè)內(nèi)同類工業(yè)廠房現(xiàn)澆樓板的一次性整平施工提供參考。