尹 碩 郭銀蘋(píng) 侯本才 呂雪源 姚博強(qiáng)

中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司 北京 100102

1 技術(shù)研究背景

建筑行業(yè)作為高耗能、高耗材、高排放的行業(yè)，生態(tài)文明建設(shè)對(duì)其提出了更高的要求。目前，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)施工標(biāo)準(zhǔn)的要求，所有現(xiàn)場(chǎng)裸露地面應(yīng)100%硬化。待工程竣工后，硬化路面又需及時(shí)破碎拆除，因此造成大量的建筑垃圾，不僅污染環(huán)境，同時(shí)也浪費(fèi)大量的砂石材料。

為了避免硬化的道路因破碎清除形成建筑垃圾而造成環(huán)境污染、資源浪費(fèi)，有必要選擇一種安裝方便、質(zhì)量可靠、可以周轉(zhuǎn)使用的路面[1-4]。

2 路面板方案設(shè)計(jì)

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛分級(jí)

鑒于施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的特殊性，車(chē)輛的種類(lèi)比較繁雜，為了解車(chē)輛荷載的情況，本文對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的車(chē)輛進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分級(jí)。

一般裝配式施工現(xiàn)場(chǎng)有生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)之分：對(duì)于生活區(qū)，路面上行駛的以小型車(chē)居多，荷載值不超過(guò)200 kN；對(duì)于生產(chǎn)區(qū)，由于混凝土罐車(chē)和預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸車(chē)輛較為頻繁，因此重型車(chē)和中型車(chē)居多，荷載值介于500～800 kN之間。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)地基情況

針對(duì)項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)不同的地理環(huán)境，施工場(chǎng)地比較常見(jiàn)的地基處理方式有：一是廠區(qū)回填土，即因高差原因，在原狀土層上進(jìn)行較大厚度的回填；二是廠區(qū)鋪設(shè)二灰土，即原狀土上鋪設(shè)厚200～300 mm二灰土。

2.3 預(yù)制構(gòu)件模數(shù)確定

本文對(duì)建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地情況進(jìn)行分析，道路寬度類(lèi)型有5.0、4.0、2.5、2.0 m共4種。針對(duì)硬裝地面技術(shù)在國(guó)內(nèi)項(xiàng)目的實(shí)際使用，綜合考慮到模數(shù)、承重等因素，最終確定2種模數(shù)尺寸的硬裝路面板，模數(shù)尺寸分別為2 000 mm× 1 500 mm×120 mm和2 500 mm×1 500 mm×200 mm。

2.4 預(yù)制構(gòu)件配筋設(shè)計(jì)

考慮到實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中不能保證路基的絕對(duì)平整，若按照水平均勻受力的板模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算，與實(shí)際受力狀態(tài)相比，誤差較大。故將板設(shè)計(jì)為兩邊帶肋，跨中凹陷的形狀，并將其簡(jiǎn)化為單跨簡(jiǎn)支板模型進(jìn)行受力驗(yàn)算（圖1），使簡(jiǎn)化后模型的受力狀態(tài)更接近于實(shí)際受力狀態(tài)。最終通過(guò)計(jì)算確定按照φ10 mm@100 mm方式配置底部受力鋼筋。

圖1 簡(jiǎn)支梁計(jì)算模型

3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

為驗(yàn)證預(yù)制路面板的實(shí)際應(yīng)用效果，本文對(duì)硬裝路面板進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

對(duì)于2 000 mm×1 500 mm×120 mm模數(shù)路面板，一般應(yīng)用于辦公區(qū)，荷載值較小，同時(shí)在實(shí)際工程中應(yīng)用效果良好，因此試驗(yàn)不再對(duì)該模數(shù)板進(jìn)行考慮。

3.1 實(shí)驗(yàn)室靜載試驗(yàn)方案

1）對(duì)于2 500 mm×1 500 mm×200 mm模數(shù)硬裝路面，試驗(yàn)方案中共設(shè)計(jì)了雙肋、四肋共2種類(lèi)型進(jìn)行試驗(yàn)。為了增加試驗(yàn)的對(duì)比性，對(duì)于雙肋構(gòu)件設(shè)計(jì)了單層配筋和雙層配筋2種，對(duì)于四肋構(gòu)件則采用雙層配筋設(shè)計(jì)（圖2、圖3）。

圖2 雙肋硬裝路面板

圖3 四肋硬裝路面板

2）加載工況。試驗(yàn)中對(duì)2種類(lèi)型的構(gòu)件進(jìn)行了不同的加載工況（圖4～圖6）。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)方案

為檢驗(yàn)不同地基處理?xiàng)l件下各類(lèi)型板的應(yīng)用效果，本文通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際路面鋪設(shè)硬裝路面板進(jìn)行試驗(yàn)研究。

3.2.1 鋪設(shè)路面板

西側(cè)路面板（A～D和Ⅰ～Ⅳ）下為未壓實(shí)回填土地基；東側(cè)路面板（E～H和Ⅴ～Ⅷ）下為二灰土地基；預(yù)制硬裝地面A、B、Ⅰ、Ⅱ和E、F、Ⅴ、Ⅵ為四肋板，其他為雙肋板；北側(cè)路面板（Ⅰ～Ⅷ）為雙層配筋，南側(cè)路面板（A～H）為單層配筋（圖7）。

圖4 雙肋構(gòu)件中心加載

圖5 雙肋構(gòu)件端部跨中加載

圖6 四肋構(gòu)件中心加載

圖7 路面板布置

3.2.2 粘貼應(yīng)變計(jì)

試驗(yàn)中預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)變計(jì)按照一定的方式進(jìn)行粘貼（圖8、圖9）。

圖8 構(gòu)件應(yīng)變花布置

3.2.3 車(chē)輛加載

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采用了總質(zhì)量約78 t的后八車(chē)輪汽車(chē)進(jìn)行加載，單輪胎壓力為49.6 kN（圖10）。試驗(yàn)過(guò)程中共進(jìn)行了3次加載，每次加載車(chē)輪的軌跡均不相同（圖11）。

圖9 鋪設(shè)完成的硬裝路面效果

圖10 車(chē)輛加載現(xiàn)場(chǎng)

圖11 車(chē)輪加載軌跡（紅色線）

第1次加載時(shí)，車(chē)輪作用于北側(cè)硬裝地面的兩端；第2次加載時(shí)，一側(cè)車(chē)輪作用于北側(cè)硬裝地面的端部，另一側(cè)車(chē)輪作用于南側(cè)硬裝地面的中部。第3次加載時(shí)，車(chē)輪作用于南側(cè)硬裝地面的兩端。加載時(shí)，車(chē)輛的行駛速度為1 m/s，采樣頻率為100 Hz。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果繪制相應(yīng)的數(shù)據(jù)圖表（圖12、圖13）?？傮w來(lái)看，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)與理論計(jì)算數(shù)據(jù)基本吻合，理論數(shù)據(jù)偏于保守，但相差不大。居中加載工況下，對(duì)于雙肋板，其雙層配筋并未顯著提高構(gòu)件的開(kāi)裂荷載，但極限承載力有一定提升；由于四肋板的約束作用，構(gòu)件的開(kāi)裂荷載和極限承載力明顯增大。

端部跨中加載工況下，對(duì)于雙肋板，其雙層配筋設(shè)計(jì)也未能顯著提高構(gòu)件的開(kāi)裂荷載，但極限承載力有較大增長(zhǎng)；而對(duì)于四肋板，由于肋板的存在，無(wú)明顯的開(kāi)裂荷載值和極限破壞值。

綜上可知：雙層配筋可有效提高構(gòu)件的極限承載力；端部肋板可有效提高構(gòu)件的開(kāi)裂荷載與極限荷載。

圖12 構(gòu)件開(kāi)裂荷載對(duì)比

圖13 構(gòu)件極限荷載對(duì)比

4.2 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)分析

由于現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)繁多，針對(duì)某一構(gòu)件的變形情況本文不再贅述。為理清各個(gè)構(gòu)件在各個(gè)工況下的狀況，本文將現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)下各種路面板在不同地基條件下的情況列于表1。

表1 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)情況

5 結(jié)語(yǔ)

綜合實(shí)驗(yàn)室靜載試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)載試驗(yàn)的情況，硬裝路面板的邊肋對(duì)控制構(gòu)件沉降有較大的影響，雙層配筋對(duì)構(gòu)件上表面的裂縫控制起到了明顯的作用，同時(shí)二灰土地基處理也體現(xiàn)出了顯著的效果。綜上，施工現(xiàn)場(chǎng)地基采用二灰土處理，并以四肋雙層配筋的路面板作為硬裝地面最佳。