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技术文章

做了预应力整体地坪,地基处理和板边板角轮载验算能省吗

不能省。BICP银泰建构做预应力整体地坪项目,地基处理按地勘报告单独做,板中、板边、板角三个位置的轮载应力分别验算,抗冲切和端部局部承压另算,前提是地勘、荷载和车辆参数齐全。预应力能抵抗部分拉应力、改善裂缝开口,它的作用段在收缩、温度应力和地基摩擦应力,局部弯矩、边角轮载和地基变形不会因为施加了预应力就消失。

作者:BICP银泰建构
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适用场景

技术文章预应力整体地坪、地基处理、板边轮载验算、板角承载力、无切割缝地坪、整体地坪设计、泰坪
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导语

最常见的误判,是把“无缝”当成“无应力”。看到预应力地坪没有锯切缝,就以为地基可以不处理、板角可以不验算。板仍然支承在地基上,板边和板角的承载力低于板中,变形受地基环境影响更大;板角一旦脱空,轮载的传力从整板弯曲变成短悬臂受弯,边角应力集中,这部分弯矩靠预压应力盖不住。

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适合哪些项目

  • 适合:地坪面积大、重载与高频通行、对接缝维护和停产敏感、地勘与荷载资料齐全、施工能按分仓与张拉组织的项目。
  • 不适合:地基未处理或明显不均匀、拿不出荷载与地勘输入、把预应力当作省掉地基处理的理由的项目。架空楼板和高架桥面按各自的支承条件单独分析,土承地坪和桩承地坪按支承在地基上的做法分别确定。
  • 需要先确认:地基土类别与预计差异沉降、填土压实系数是否大于0.94(查规范表格核实)、土承地坪还是桩承地坪、实际车辆总质量与轴重轮压、货架柱脚压力、温湿环境、可用停产窗口。
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预应力管哪一段,不管哪一段

预应力筋主要对付三件事:混凝土早期收缩、使用阶段的温度应力、收缩引起的地基摩擦应力。张拉分两步:混凝土强度到30%左右,先张拉15%~20%把早期收缩管住;强度达到75%以上,再张拉到控制应力。银泰建构在室内重载与高频通行地坪上能做到减少切割缝80%、150m无切割缝,这是接缝减量带来的结果,板内应力照样存在。

外荷载要单独算:板中、板边、板角三个位置分别验算,抗冲切和端部局部承压另外做。某多层冷库地坪的既有方案测算能说明这个分工:板厚400mm、上下温差8℃,按室内沿板厚0.02℃/mm的温度梯度、日温差7~10℃计算温度应力,使用阶段的有效预压应力可以抵抗温度应力和地基摩擦应力。这条算的是温度和摩擦这一路,轮载边角另算一本账。

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设计按这几步走

  1. 收集信息:先把建筑平面、使用荷载(均布、点、动、线荷载)、地勘报告、设备基础、填土类别与压实系数收齐;车辆方面要总质量、轴重与轮压、轮距和接地面积。
  2. 定板厚和预压应力值:土承地坪板厚不小于150mm,桩承地坪不小于200mm;在此基础上算地基摩擦力,定预应力筋间距。
  3. 应力验算:板中、板边、板角分别算外荷载应力,抗冲切验算另做。
  4. 端部局部承压验算:复核周边板厚,配普通钢筋。
  5. 不满足就调:验算不满足就调板厚、预应力筋根数与间距、混凝土标号,再回到第2步重算。
  6. 构造落地:板边板角承载力不够时,可以采用带周边环梁的等厚度预应力地坪;除加厚板边,还可以沿板边布置普通钢筋。竖向构件处做隔离,张拉端和锚固端做局部承压处理,板边做翘曲预防;分仓按1500~2500平方米划分,用内部墙体和结构缝自然分割。
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地基处理照做,不因预应力打折

地基处理按地勘报告进行,或者采用天然地基,保证均匀承载;基层用级配优良的碎石垫层,把地坪板上的荷载传到地基;再铺滑动层,减小面板与基层之间的摩擦。支承条件不会因为施加预应力而改变。

保温层上承载的地坪,要把保温层的弹性与蠕变和地基参数放在一起,做等效竖向支承核对,再确定整个多层构造的支承参数。技术路线要做替换的,先做样板和验证,设备条件和测量验收方法先明确;样板不达标,该分区维持原设计路线。

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预应力与普通分缝地坪对照

比较项 预应力整体地坪 普通分缝地坪
接缝 无锯切缝,施工缝间距可增大到60m以内,另设隔离缝和结构缝 切成4~6m板块释放收缩应力
抗裂路径 预压应力抵抗部分拉应力,主要解决收缩、温度和地基摩擦,普通钢筋抵抗外荷载拉应力 靠切缝和分仓释放收缩应力
地基处理 按地勘做 按地勘做
板边板角轮载 单独验算,可用环梁、加厚板边、板边配筋 接缝边角在动力碾压下易破损
一次投资 增加预应力筋、锚具与张拉费用,减少切缝与接缝构造 单价较低,含切缝、填缝费用
使用期 接缝少,接缝修补与停机相应减少 接缝破损反复修补,可能带来停机
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工程经验

某飞机维修机库项目,预应力整体地坪约2.5万平方米,单仓最大约7000平方米,一次浇筑约2500立方米,重载、高平整度、无切割缝,设计方案通过了外方专家代表团的技术评审。某航空完工中心机库的地坪约8900平方米,分成2个仓、各约4500平方米,设计按集中荷载100kN/㎡取,板厚220mm,激光整平,竣工时第三方检测满足全部技术要求。某生产车间预应力地坪约10213.9平方米,地面活荷载50kN/㎡;分成5个仓,最大单仓长度63米,5个仓14天浇筑完成。

这几个项目有一个共同点:地基处理和板边板角验算单独成章,和预应力设计放在同一级。桩承地坪的配筋同样分工:有限元配筋给出板顶、板底双向钢筋,周圈距板边1.5米范围内附加配筋;预应力直线筋解决收缩与温度应力,普通钢筋抵抗外荷载产生的拉应力。

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参考依据

  • 《建筑地面设计规范》:板厚与地基摩擦应力计算。
  • 欧洲规范《技术报告 34 混凝土工业首层地坪设计与施工指南》:工业地坪抗弯与抗冲切验算的一般性参考。
  • 《混凝土结构设计规范》:端部混凝土局部承压验算。
  • 银泰建构做过预应力整体地坪设计与施工的项目:某飞机维修机库、某航空完工中心机库、某生产车间。
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常见问题

Q1 地基处理已经做过了,板厚能不能减?

板厚由应力验算定,地基处理单独决定不了板厚。要减薄,得回到板中、板边、板角应力和抗冲切验算,算得过才能减。

Q2 既有地坪裂缝多,能不能加预应力把缝解决掉?

既有地坪先做健康评估和病害分区,把成因和范围判断清楚,再比较局部修复、分区翻新与整体重建;预应力工艺是修复路线中的一个选项。

Q3 地基做过处理但差异沉降仍偏大,预应力地坪还能不能用?

先看地勘给出的压缩性和不均匀沉降有多大。验算把不均匀支承算进板边、板角应力,分仓和隔离缝按实际沉降条件布置;资料要提供地基土类别、压缩性、填土压实系数和预计差异沉降。

把地勘报告、地坪分区与荷载、车辆总质量与轴重轮压、货架柱脚压力、可用停产窗口发给我们,工程师帮您判断地基处理要做的范围、板边板角要验算的位置,以及预应力路线在这个项目上值不值得进入比选。

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