激光整平技術在工業廠房現澆樓板施工中的應用

李金洋

（重慶建工第十一建筑工程有限責任公司，重慶 400039）

0 引言

隨著我國制造業的發展，大型生產車間、倉庫等建設項目日益增多，其高精度的生產設備對混凝土樓地面質量提出了更高的要求。但現有的傳統常規施工工藝無法滿足其對混凝土平整度等各方面的要求。 使用激光整平技術，可極大地減少混凝土表面起砂、開裂、破損現象，提升混凝土表面平整度。由于其施工速度快、施工質量高、自動化水平高，使得勞動強度大大降低、經濟效益明顯提高[1]。

1 工程概況

重慶翊寶二期工程廠房為多層工業廠房， 建筑面積7.5 萬m2，建筑平面尺寸為243m（長）×96m（寬），結構形式為三層框架結構，柱網尺寸為10.5m（橫向）×9m（縱向），一至三層層高均為6.5m，主要功能為生產車間。生產車間面積共計約為5.1 萬m2，平均每層1.7 萬m2，結構現澆樓板厚度為150mm，設計要求結構體表面一次性整平收光，地面平整度精度達到2m 范圍內允許偏差2mm，其上施作PVC 防靜電地板。

2 方案選擇

由于設計對地面平整度要求很高，故采用常規的施工方法達不到其質量要求，引入激光整平技術方能解決這一問題。 由于激光整平機種類繁多，選擇適用該工程實際的機型非常關鍵。 經過對比分析發現，大型激光整平機由于自身質量及體積很大，板的鋼筋網片及模板支撐系統無法承受其質量，比較適用于無筋混凝土板，但不適用于配筋的鋼筋混凝土樓板[2]。

因此，輕便型激光整平機由于其自身體積小、質量較輕的優點成為了該項目部優先考慮選用的機型。 經過調研，項目部決定采用CLS-260E 輕便型激光整平機，其質量約為350kg。由于增加了施工荷載，結構板鋼筋和模板支撐系統的承受能力需要重新進行計算。 為了防止激光整平機壓塌樓板兩層鋼筋， 使得板筋移位，經過專門試驗 （圖1），決定采用定制的鋼筋馬凳，按橫向@200、縱向通長搭接的方式布置，可以使兩層板筋不變形、不移位，以保證保護層厚度。 具體布置方式見圖2、圖3。

圖1 定制鋼筋馬鐙鋼筋變形試驗

圖2 定制鋼筋馬鐙詳圖

圖3 定制鋼筋馬鐙布置詳圖

該工程的現澆梁板如果按常規方法施工， 施工荷載取值為3kN/m2[3]。 經品茗安全計算軟件計算，板的支撐系統縱、橫向立桿間距設為1200 便可滿足要求。若采用激光整平機（約350kg）增加施工荷載后，需按施工荷載取值6.5kN/m2進行計算，支撐架縱橫向立桿間距需加密，按小于等于900 的間距布置。 具體工程可按相應的實際情況進行計算設計。

3 激光整平機的工作原理及技術特點

3.1 工作原理

激光整平由激光發射器、數據處理系統、激光接收器、整平動力系統四部分組成。 激光發射器以600r/min 的速度連續轉動，在空間形成水平激光平面。 激光整平機上的激光接收器在收到激光信號后，將數據傳達到數據處理系統，數據處理系統再發送信號到激光整平機上的電動推桿， 電動推桿以10 次/s 的速度執行命令，進而使激光整平機上的布料螺旋、刮板、振搗器對標高進行實時調整工作，確保樓地面的水平度，工作原理見圖4。

圖4 激光整平機工作原理圖

3.2 技術特點

（1） 平整度質量高

樓地面平整度可以達到2m 范圍內偏差2mm 以內，樓地面標高由激光及數據處理系統自動控制，并通過雙向電動推桿實時調整整平系統，確保精確找平。

（2） 混凝土密實度好

由于激光整平機自身具備振搗系統，其振動頻率為3000 次/min，相較于傳統的插入式振搗器，樓地面結構板的密實度可以提高20%以上，由此可以規避因振搗不均而導致的樓地面開裂等風險。

（3） 樓地面整體性好

由于激光發射器獨立布置，在進行主體框架現澆樓板施工時可實現大面積澆筑，與傳統方法相比，大大減少了施工縫，使現澆樓地面結構整體性更好。

（4） 作業工效顯著提高

激光整平機的激光整平頭刮板、布料螺旋、振動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]。 與傳統施工方法相比，每小時可完成300㎡左右的整平工作，平均每天可完成3000㎡，減少人工30%以上，作業工效可提高約3 倍。

4 現澆樓板激光整平施工技術

4.1 施工流程

激光整平機施工流程見圖5。

圖5 激光整平機作業施工流程圖

4.2 施工準備

（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收合格后，進行激光整平機設備的安裝與調試。

（2） 將激光發射器架設在專用的三角架上，保證激光發射不被遮擋，使得施工區域能順利接收激光。 激光發射器可獨立于待澆筑框架主體單獨設置，避免施工過程中誤撞。

（3） 設置水準點。 根據原始水準點抄測出樓地面固定基準水準點，將其導入到激光整平機中，使激光發射器、水準點、激光整平機相對應。

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品生產車間，對樓地面平整度、強度、粉塵、裂縫方面要求較高，而粉煤灰會降低混凝土表面的強度[4]，因此在混凝土配制中不允許添加粉煤灰。

（2） 根據廠房每層的車間面積，將其縱向劃分為8 個施工段分段施工。 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，便于激光整平機刮平，視情況進行減料或者補料工作。 為防止出現冷縫，混凝土輸送應盡量保證連續、均勻，中間盡量減少停頓和間隔。 澆筑時，需人工將成堆的混凝土大致攤平，然后激光整平機根據激光發射器的信號控制電動推桿，實時調整整平頭的水平高度，確保其高度始終與設置好的水準點一致。 同時，配備2 名工人在整平頭處進行找平補料，確保樓地面平整度，整平的同時完成振搗和壓實工作。 現場施工圖見圖6。

圖6 激光整平機施工現場圖

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生大約3mm 深腳印時，采用圓盤式抹光機進行提漿。 機械抹光機鏝抹速度應根據混凝土的硬化程度做出適當調整，且作業應縱橫交錯進行。 最后切換成刀片式抹光機進行拋光作業，邊角、柱角等細部抹光機無法實施的部位則采用人工抹光。

4.5 養護及成品保護

（1） 混凝土收光結束后，進行灑水、覆塑料薄膜養護，防止水分蒸發，保持濕潤的養護狀態。養護時間不得少于7d，且混凝土強度在未達到1.2MPa 之前，禁止人員踩踏。

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

5 實施效果

5.1 平整度高

樓地面現澆板混凝土收光及養護完成后，項目部質量員對地面平整度進行了檢測， 在2m 檢測范圍內誤差控制在2mm 以內，達到了設計要求。

5.2 一次成型

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

5.3 節約人工成本

采用傳統工藝，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，每天只需要10 人左右即可完成3000㎡，大大節約了人工成本。

6 結語

針對大面積工業廠房現澆結構板一次性整平收光的工程項目，運用激光整平技術，具有施工速度快、施工質量高等諸多優點。 同時，減少了作業工人的數量，降低了施工成本。 激光整平技術的應用取得了良好的社會和經濟效益，可為行業內同類工業廠房現澆樓板的一次性整平施工提供參考。