浅谈不锈钢地坪施工技术

章毓平

（中核建中核燃料元件有限公司四川省宜宾市）

摘要：本文主要针对公司某化工厂房某工序房间原环氧树脂地面不能满足汞渗漏的环保要求的情况下，采取了奥氏体不锈钢地坪的设计方案，在该设计方案具体实施上探讨了相应施工技术。通过对质量关键控制点的有效控制，不锈钢地坪的施工工艺得到成功的实施。

关键字：预埋件；不锈钢焊接；二次灌浆；施工技术

前言

公司某化工厂房一楼某工序房间原地面为防止汞渗漏采用环氧树脂作为地坪面层，因环氧树脂地面在使用过程中受物体撞击较容易破损，又因生产期间清洁地面须长期用水冲洗地面，导致破损的环氧树脂面层处在水作用下成片开裂起壳，而生产渗漏的部分汞就会直接从环氧树脂开裂处的混凝土或砂浆基层地面渗透到地下，不能满足该厂房的环保使用要求，为了有效解决以上问题，该厂房某房间在技改时采用了奥氏体不锈钢地坪设计方案。为此，不锈钢地坪施工时就要解决好不锈钢地坪与地面基层的连接固定、不锈钢板焊接变形、焊接好的不锈钢地坪与地坪基层之间空隙及沟槽和设备基础等与地面铺设钢板之间细部密封处理问题。

1预埋件施工

1.1地面基层找平

该工序某房间位于厂房之间，库房中间有收集沟、坑，根据设计要求其收集沟边线为室内基层标高最低处，收集沟的位置一边距轴为2100mm+ΔXmm（其ΔX见1.2中公式），另一边距轴为3460mm。因地坪基层预埋件多，且相互间距离不大，位置要求准确，故在已夯实的地坪上，用C15细石砼找平，找平层（厚40）四周基准控制标高为-0.03，其找平层面标高为：-0.03-0.5%（2100+ΔX）/1000～-0.03-0.5%（2100+ΔX）/1000+0.5%×3460/1000。1.2尺寸调整、预埋件定位

1.2.1实测该库房室内横向净距X1和纵向净距Y1，得出ΔX=X-X1；ΔY=Y-Y1（X，Y为图示平面尺寸）。靠近该纵轴处第一排预埋件距墙边距离340mm变为340mm+ΔYmm；靠近该横轴处第一排预埋件距墙边330mm变为330+ΔXmm。其余预埋件间距尺寸不变，按设计纵横间距1.5m要求铺设。

1.2.2根据调整好的尺寸和原设计尺寸，在找平层上弹出每个预埋件的中心“+”线和收集沟、坑的边线。

1.2.3根据实际尺寸和0.5%的坡度定出靠轴第一排预埋件标高为-0.03-0.05%（330+ΔX）/1000；收集沟边标高为-0.03-0.5%（2100+ΔX）/1000；靠轴第一排预埋件标高为-0.03-0.5%（2100+ΔX）/1000+0.5%×3460/1000。

1.2.4按标高用铁丝分别绷出靠轴和轴第一排预埋件、收集沟边的标高控制线，并始终保持好这四根控制线。

1.2.5先埋好靠轴的第一排预埋件，再按横向一排一排从一端向另一端依次埋其预埋件，如图1：

1.2.6预埋件固定方法：用C20细石混凝土在细石混凝土找平层上浇筑为200×200×80的块，且使预埋件中心线对准相应“+”字线。（见图2）

1.3设备基础预埋件定位

1.3.1设备基础表面：施工方法参照地坪施工，但预埋件埋设尺寸和方法采用植筋埋设法，间距以下图要求为准：在保留原图预埋位置的基础上，沿基础四周在四个角、长边中间均布六个，短边均布两个埋件，侧面对应于表面长边布置两排（上沿、下沿各一排）。

1.3.2预埋件埋设方法如图3：

2不锈钢焊接施工

2.1不锈钢地面概况

不锈钢地面为花纹不锈钢板和不锈钢板，材质为OCr18Ni9，规格为6000×1500×3。根据设计要求，该不锈钢地面必须全部采用焊接联接。

2.2焊接施工特点：

作为18-8型的OCr18Ni9不锈钢材质来讲，其本身的可焊性较好，可选用焊接方法也比较多，采用手工电弧焊接、TIG焊接、MIG焊接、MAG焊接方法均可。而作为24m×9.2m的不锈钢地面焊接来讲，其可焊性本身就不再是关键之处了；该地面的焊接应按大型薄板焊接考虑，主要防止的是焊接后的焊接应力变形的产生，从而确保结构的尺寸以及地面的平整度。

2.3焊接施工管理：

针对不锈钢地面的焊接特点和结构尺寸的要求，制定了以下焊接施工管理措施：

2.3.1焊接工艺评定管理

库房不锈钢地面焊接前，均必须有合格的焊接工艺评定（PQR）和焊接工艺指导书（WPS），焊接责任工程师根据本工程焊接的材质情况和积累的成熟工艺评定情况，结合本工程特点，编写出适合于现场施工的WPS，连同PQR一同递交甲方和监理工程师进行审查确认后交现场实施。

2.3.2焊工管理

⑴凡参加库房不锈钢地面焊接的焊工，必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定进行考试，取得焊工资格证书后，方可在有效期间担任合格项目范围内的焊接工作。或有该项目并在有效期间内的焊工资格证书的焊工实施焊接工作。

⑵施工前专业技术工程师填写合格焊工一览表交甲方和监理工程师，由甲方和监理工程师确认。

⑶现场施工过程中，由质检工程师对焊工的焊接情况进行连续跟踪，对不满足现场焊接施工质量要求的焊工有权停止其工作，待重新考试合格方可继续上岗。

2.4焊材管理

2.4.1焊接材料入库时，应核查其质量证明书，同时检查包装状况，不得有破损、受潮、锈蚀等现象。

2.4.2焊材库应具备防潮、通风、保暖性能，并设温湿度计实施监控。室内温度应在5℃以上，相对湿度不超过60％。

2.4.3焊材需分规格、型号及批号分列排放，做出标识。焊材存放必须离地离墙300mm。

2.4.4焊材烘干设专职烘烤管理员。

2.4.5焊接材料的烘干规范可参照焊接材料说明书和焊接工艺的要求确定。焊前要求烘干的焊接材料如烘干后在常温下搁置4小时以上，应再次烘干。累计的烘干次数一般不宜超过2次。

2.4.6烘干后的焊接材料应存放在规定要求恒温温度的恒温箱内，并按不同型号、不同牌号、不同规格分别摆放，并设置明显标记。

2.4.7焊材烘烤管理员对焊接材料的烘干、保温、发放及回收应作详细记录。

2.5不锈钢地面的组对焊接：

2.5.1不锈钢地面焊接程序：

图纸审查—编制措施—技术交底—现场复核、实测建筑物及设备础、预埋件位置尺寸—钢板下料及部件加工—组对—定位焊—焊接—外观检查—100%着色探伤—填写记录—完工检查

2.5.2焊接方法的选定：

MAG焊是熔化极活性气体保护电弧焊。特点：提高熔滴过渡的稳定性；稳定阴极斑点，提高电弧燃烧的稳定性；改善焊缝熔深形状及外观成形；增大电弧的热功率；控制焊缝的冶金质量，减少焊接缺陷；降低焊接成本；主要适用于黑色金属材料的焊接。

MIG焊有自动焊和半自动焊两种，厚度（＞6mm）奥氏体不锈钢宜采用射流过渡的形式进行焊接，焊丝直径通常为0.9mm～1.6mm，适用于平焊和横焊；薄板（＜6mm）奥氏体不锈钢宜采用短路过渡形式进行焊接，常用焊丝直径为0.8mm、0.9mm、1.2mm。

对于不锈钢地面，由于其焊接是属于薄板焊接，且不锈钢的散热速度较慢，无法满足全自动焊接的条件，因此决定选用半自动MIG焊。不锈钢地面的厚度只有3mm，因此属于薄板焊接。焊丝选用H0Cr21Ni9，焊丝直径为1.0mm。焊接不锈钢件与碳钢件采用电弧焊，用E309焊条。

该不锈钢地面为3mm厚薄板，焊接接头型式为对接，坡口形式为I型，无须垫板，采用单面焊双面成形工艺。

氩气纯度应在99.6%以上，氩气流量一般在13-15L/min，氩气流量过小对焊缝保护不好；氩气流量过大会产生紊流，导致电弧的不稳定性。施焊时风速必须小于0.5m/s，否则要采取机械防护措施。

2.5.3排版及焊接顺序的选择：

先采用冷作方式对单张不锈钢板进行剪切、开孔，单孔直径为Φ12，间距30mm，每处为2孔；每处与地面预埋铁件的中心距一致。钢板规格为6000mm×1500mm×3mm，现场实测尺寸与施工图有误差，则按实测尺寸调整。

不锈钢板焊接尽量在钢平台上单块拼焊成多块，注意的是让其焊接自由收缩。焊缝两边用不锈钢锤消除焊接应力，根据施工实践经验，消除过胀应力的出现。铺板焊接从排水沟开始由内向外施工。待现场复核尺寸及设计不明确的地方明确后，重新排版，原则是：焊接长缝设在车间短边方向，这样排版可将焊缝长度从24m缩短到4m多。单张不锈钢板定位焊的顺序为：先中间后两边。

所有不锈钢板固定焊完成后，观察其变形情况，出现变形较大的地方（即凸出较高的地方）立即用重物压在其上，待整个焊接工作完成之后方才拆除。

对接焊缝的焊接顺序是控制焊接变形的关键所在，焊接顺序的严格遵守执行，也即控制了焊接变形，原则上焊接施工必须采取对称施焊的方式，先焊短缝后焊长缝，最后焊伸缩缝，让板材有自由收缩余量。焊接工人数一定为双数，这里按四名焊工进行考虑。

每条焊缝焊接方式采用跳焊法和退焊法，即由焊缝中心向两边跳焊，跳焊焊缝的长度控制在400mm～500mm，跳焊完成之后，待焊缝冷却至常温再将中间未焊完焊缝依次对称补焊完成。

每条焊缝焊接时，在其两侧放上重型轨道或工字钢，待整条焊缝焊接完成后且冷却至室温方可拆除。

对所有焊缝进行渗透探伤试验，并做好渗透探伤试验记录，不合格的立即进行返工处理，直至合格为止。

对检验合格的焊缝，按设计要求进行打磨。

3二次灌浆施工

为使不锈钢板与基层混凝土粘结密实、无空隙，故采用H-JNF40无收缩灌浆胶泥进行压力灌浆。

施工工艺：灌浆基层处理不锈钢板开孔拌料压力灌浆封孔

3.1灌浆基层处理

3.1.1在预埋件安装好后，混凝土基层填至埋件下口，预留12mm的灌浆层，同预埋件钢板厚（设备基础立面及收集沟、坑不锈钢板下均留12mm厚灌浆层），。

3.2灌浆缝、分格条设置

3.2.1通过对房间空间和钢板铺设方式计算，分隔条主要以每块钢板整板宽度间距设置，从长跨一端排向另一端，余下部分根据现场尺寸进行分块设置分隔条。为灌浆顺畅，在灌浆孔短跨方向同一直线上设置灌浆槽，灌浆槽用内径50的钢管做模板开半圆槽。

3.2.2地面与墙面、设备基础所成角处、设备基础顶面与墙所成角处为了密封，设置分格条。

3.2.3收集沟作为单独灌浆区，在收集沟坑边均设置闭合分格条。因原设计对收集沟内没有设置预埋件，不锈钢板在压力灌浆时会引起起拱，无法与基层结合牢固，所以在沟边、沟底按间距1500mm增设预埋件。

3.2.4基层清理

待分格条强度经3天后达到20%以上后，用水冲洗掉混凝土基层面上的灰尘、浮渣和油污，并浸湿3小时后把地面积水清干净（严禁有积水）立即铺设不锈钢板。

3.3开设灌浆孔和排气孔检测孔

为了灌浆均匀和灌浆压力均衡，沿灌浆缝开设φ30灌浆孔，灌浆孔在短跨方向边孔距墙为750mm，孔与孔中间间距为1500mm,在分格条所形成灌浆区内的四个角处各开设一个φ10排气孔，见灌浆缝分布图7。排气孔全部采用铜嘴阀门，用丝攻预先在不锈钢板上攻出与排气嘴口径一致的孔，将排气嘴固定其上。

3.4拌料

3.4.1施工温度应在0℃～40℃之间，所用水为饮用水，水温5℃～30℃加水量为18%～20%（参照灌浆料说明书）。

3.4.2用电钻式搅拌器（功率>1000W），搅拌桶为金属制成直径为320×350mm左右，搅拌时先将水、少许灌浆料倒入桶内，搅拌30s左右，将剩余料倒入桶内一起搅拌，总搅拌时间为3～5分钟。搅拌时宜上下左右移动搅拌器，使桶底和桶壁粘附的料得到充分搅拌，但叶片不要提出浆液面，尽量避免空气被过多带入。

3.5压力灌浆

采用压力灌浆，压力不小于4～7.5kg力，根据灌浆孔离排气孔距离确定。不锈钢地坪从墙边到收集沟有一定的坡度，收集沟处最低，为了灌浆达到设计和使用要求，根据重力力学原理，采用从最低处反坡向依次灌浆。

施工工序为:先收集沟坑后地坪面再墙面和基础立面再基础顶面踢脚

3.5.1收集坑和沟内从最低处反坡向依次灌注。

3.5.2待沟坑内灌浆初凝后开始灌注地坪，按分格条所分区反坡向灌注直至排气孔出浆为止，依次进行。

3.5.3待地坪灌注完初凝后再按分格条所分段依次灌注踢脚和基础立面，再基础顶面及基础与墙面所成踢脚。

3.5.4初凝时间不少于3小时，终凝时间不大于8小时。

3.6封孔

3.6.1每次灌浆待其初凝后，对孔处所露浆进行收浆压光。如室内温度小于5℃，应在不锈钢板上铺锯木灰或麻袋进行养护，保证温度不小于5℃。

3.6.2待所灌浆全部终凝后，对所有孔用不锈钢焊条封焊并打磨光滑。

4结论

不锈钢地坪采用以上预埋件埋设、不锈钢焊接和二次灌浆工艺进行施工，有效解决了不锈钢地坪与地面基层的连接固定、不锈钢板焊接变形、焊接好的不锈钢地坪与地坪基层之间空隙及沟槽和设备基础等与地面铺设钢板之间细部密封处理等问题，施工质量经验收符合设计和规范要求。

厂房不锈钢地坪经过多年的现场使用，经检查地坪完好，达到用户使用要求，该施工工艺是可行的，可以作为类似工程施工借鉴使用。

参考文献：

[1]《钢结构结构施工质量验收规范》GB50202-2001

[2]《焊接接头的基本形式与尺寸》GB985-88

[3]《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000

[4]《不锈钢的焊接》作者：于启湛史春元出版社：机械工业出版社2009