船厂工业地坪设计规范

CB/T××××—××××制订说明《船厂工业地坪设计规范》GB5××××-201×，经住房和城乡建设部××××年××月××日以第××号公告批准发布。本规范制订过程中，编制组进行了广泛的调查研究，总结了我国从20世纪80年代起几十年来船厂工业地坪设计的实践经验，并开展了专题试验研究和计算分析，参考了有关国际标准和国外先进标准，与相关的标准进行了协调，对主要问题进行了反复讨论，并经广泛征求意见的基础上，编制了本规范。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《船厂工业地坪设计规范》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1总则 502术语和符号 513基本规定 523.1一般规定…………………523.2荷载与效应………………543.3材料………………………564地坪结构组合………………574.1地坪结构组成…………574.2地坪面层…………………574.3过渡层和基层……………584.4地基……………………585结构计算………………595.1般规定…………………595.2混凝土与钢筋混凝土地坪……………625.3联锁块地坪………………656构造要求……………………696.1素混凝土和钢筋混凝土地坪构造要求………………696.2沥青混凝土地坪构造…………………716.3连锁块地坪、碎石地坪…………………727施工要点……………………737.1一般规定……………737.2地基施工……………737.3基层施工……………747.4面层施工……………748勘察要点……………………76

1总则1.0.1～1.0.3本规范的编制是根据多年来的工程经验和研究成果，贯彻执行国家的技术经济政策。地坪设计与施工要实现安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、施工方便、节能环保等目标，应综合考虑工程地质条件、荷载特征、当地的材料及施工技术等因素，把握相关技术要点。并规定了地坪均匀荷载和集中荷载的适用范围，本规范不适合范围的地坪可按《建筑地面设计规范》GB50037-2013进行设计。1.0.4本规范相关的标准、规范进行了合理的分工和衔接，执行时尚应符合相关标准、规范的规定。2术语和符合术语和符合是根据现行国家标准《工程结构设计通用符合》GB/T50132、《建筑结构设计术语和符合标准》GB/T50083的规定，并结合本规范的具体情况地坪相关的术语和符合给出的。

3基本规定3.1一般规定3.1.1条文所列的一些地坪结构的类型，在近年来的船厂和海洋工程等项目中得到了广泛的应用。生产车间室内地坪常用素混凝土或钢筋混凝土地坪和联锁块地坪，室外生产场地和堆场常用钢筋混凝土地坪、沥青混凝土地坪、联锁块地坪和碎石地坪等。地坪面层材料通常根据生产工艺需要、地基条件和业主要求等因素确定。素混凝土地坪一般用于地坪荷载较小、地基条件较好的室内车间，其表层通常配有钢筋网片，以减少表面开裂的可能性。沥青混凝土地坪，系近10多年来发展起来的一种比较新型的地坪结构，其设计方法和构造要求参照道路路面，由于其造价相对较低、局部损坏后易于修补，因此，应用日益增多。联锁块地坪，面层自身强度较高修补方便，因此也得到了较多的应用。碎石地坪，一般用于船厂的钢料堆场，其下的地基通常不做特别处理，在使用过程中地坪如发生下沉，可以随时补充碎石填平，十分方便，且由于碎石的排水能力强，不易形成场地的积水，有利于所堆放钢材的防锈。对于某些地基条件很差，预计会在使用的初期发生较大沉降的地坪，先可以采用联锁块地坪作为简易地坪使用一段时间，待沉降基本稳定后，再重新铺设钢筋混凝土地坪或素混凝土地坪。3.1.2本条文所列的内容为地坪设计必须包括的主要内容。除此之外，设计还应考虑下述问题。地坪的设计与地坪使用功能的正常发挥，受地基的影响很大，且由于船厂往往地处沿海沿江，场地通常为吹填或者换填形成，填料的材质和施工质量等，对整个地坪的沉降往往起到决定性作用，因此，有可能的话，在场地形成之前，应对填土提出质量要求，或者相关的地基处理要求。填土质量不好，或者处理不到位，将会引起地坪的一系列问题，且往往难以通过后续的设计或其它方法加以根本性改善。3.1.3鉴于船厂地坪荷载较大，地基条件较差的特点，要求验算各类地坪的地基承载力和变形；对素混凝土和钢筋混凝土地坪应验算面层混凝土承载力。对联锁块地坪应验算面层变形。对沥青地坪由于集中荷载下往往在支墩处出现局部下沉，呈局部剪切破坏，试验和使用中均反映此点，故本规范不推荐验算，建议在影响使用时及时修复。1验算地基承载力极限状态时，应考虑地面荷载、车辆荷载、温度作用和地坪结构自重（其平均重度可取20kN/m3）在地基表面所产生的效应组合。2地基容许沉降量是指地坪设计使用年限内的最终沉降量，包括由地面荷载和地坪结构自重在填土和地基中产生的沉降，以及填土和地基自身的固结沉降。考虑到地面荷载的作用周期较短，与一般概念上的楼面活荷载有所不同，因此在验算地基沉降量时取准永久组合，地面荷载的准永久系数0.5。对于甲级钢筋混凝土地坪，必要时还需验算裂缝开展情况。根据大量船厂的实地调研情况来看，船厂地坪由于使用工况特别复杂，钢筋混凝土地坪的裂缝开展形式也多种多样，引起裂缝的原因难以归结为通常的受弯、受剪或冲切等，因此，目前还难以提出较为准确的裂缝公式。对于特别重要的地坪，必要时可按照弹性计算结果，参照混凝土结构设计规范进行验算。对于特别重要的沥青混凝土地坪、联锁块地坪和碎石地坪，必要时需要验算地坪表面在荷载作用下的回弹弯曲沉降量以及验算沥青混凝土层底和半刚性基层层底的拉应力，具体方法可参加相关的道路设计规范。3.1.6～3.1.9本条文中的数值，系在现场调研的基础上，参照地基规范等综合提出的。由于船厂的地基情况一般较差，故总体上来讲，地坪的沉降量是比较大的。考虑到地坪的沉降虽然较大，但整体沉降未必对工厂的使用带来使用上的严重不利，故对限值控制较松。事实上，如果为控制沉降量，地坪的工程造价往往会急剧上升，不一定合理。工程实践表明，相对于整体沉降，更需要控制的是地坪的相对沉降差。船厂中车间室内地面的沉降差较大，尤其是在跨度方向，跨中与两边的差异沉降量往往在15cm以上，这是因为厂房柱基通常采用桩基，造成靠近桩基处的地坪沉降量比跨中小得多。差异沉降会使地坪（尤其是混凝土地坪）产生附加拉应力。对于山墙敞开的厂房，差异沉降往往造成下雨天车间内积水，且难于排除，影响使用。因此需要控制室内差异沉降。近年来我院已在一些车间地坪设计中采取了预起拱措施，以减少沉降差造成的不利影响。但采取预起拱措施时，尚应防止跨中地坪与地基之间脱开。钢筋混凝土面层的裂缝，系参照混凝土规范提出。在实际使用中，由于地坪的工作条件比较恶劣，表层形成裂缝后，裂缝周围的混凝土会破损掉落，导致外观上裂缝宽度较大，但一般尚不至于对使用引起很大的不利影响。地坪的地基在承载力与变形验算时，应注意到地坪荷载的以下特点：首先，在验算地基承载力时，需根据各类地坪的构造特点，考虑荷载在地坪层中的扩散。根据试验资料，对于钢筋混凝土地坪，其扩散能力相当强，因此在验算地基时，可以假定其扩散范围为10倍混凝土板厚。其他各类地坪，扩散能力与地坪的材料、构造有关，其扩散角可参照地基规范取值。其次，在变形（沉降）验算时，应根据各类荷载的作用范围、作用持续时间等因素，合理确定其准永久系数。3.1.10在选择地坪组合与构造措施时，除了考虑条文中的一些因素外，尚应考虑工程所在地的水文和气候，在材料的选择上也应尽量采用地方材料与再生资源，以体现可持续发展的理念。另外，船厂地坪由于受力大，且下方往往是力学性能很差的软土地基，为满足地坪的受力需要，经常要对地坪下的土层进行换填或加固，有时会导致地坪下基层的自重较大，引起下卧土层较大的附加应力，产生较大的沉降。因此，应根据地坪实际构造情况确定各层的自重，尽量减小下层地基的附加应力。3.2荷载与作用3.2.1船厂的地坪结构，由于工艺要求具有特殊性，与普通的厂房地坪差异较大，主要体现为使用荷载比较大，位置一般不固定，荷载作用方式多样。同时，船厂的选址往往位于沿海沿江地区，地基情况复杂，下卧土层多为欠固结的软土，易产生较大的沉降。为确保船厂地坪的安全和正常使用，必须准确掌握地坪荷载的作用情况。温度变化，对素混凝土地坪、钢筋混凝土地坪、沥青混凝土地坪的设计有重大影响，尤其是室外地坪。因此，结构设计必须按照工程所在地区的具体气象条件，确定各类地坪的温度作用设计参数，并选择合适的构造要求。3.2.2工艺设计应提出使用荷载条件。由于船厂地坪上所作用的荷载存在较多的不确定因素，变化较大，故工艺设计在提资料时往往会比较笼统，或者偏保守地、不加区分地提一个比较大的荷载，比如，对某类车间，简单地提出使用荷载3t/m2，对具体的作用范围、作用方式、作用时间，都缺少详细的描述，这样，往往会导致地坪设计的不经济。而在某些情况下，这样做也可能会导致偏不安全，比如，工件实际的支承方式为点支承，而工艺专业经过估算提出均布荷载的要求，这对于地坪结构的受力而言，会导致计算内力小于实际。使用荷载条件应作为设计条件在施工图中加以明确，其作用在于提醒业主在使用过程中应按照设计的明确要求进行设备和工件、材料的布置，不得超出设计条件随意安排。在调研中发现，较多的船厂存在超设计规定的超载区域，这些区域的沉降往往很多，地坪破坏严重。有条件时，在施工图中应给出荷载的分布示意图。3.2.3对于各类材料、工件、分段等，各船厂采用的支承方式往往不太一致，搁墩（或枕木）的尺寸也有较大的差异。在实际工程中，应控制各类搁墩（或枕木）底面对地坪的平均压力，以减少地坪面层材料的拉应力，使设计更趋合理、经济。如何合理控制搁墩底面积，目前尚有分歧，一般来讲，混凝土地坪不宜大于3000KPa，其它地坪不宜大于1500KPa。3.2.4对于各类车辆荷载，可以按照车辆轮胎或履带的实际接地面积计算其压强，也可以按照本规范的有关规定将轮压换算成圆形或矩形的均布荷载进行计算。3.2.5分段在焊接过程中要产生收缩变形，在胎架上有上翘的趋势，尤其是部分船品，钢板薄、线形复杂，更容易产生焊接变形。为了保证或矫正分段形状，以往采用称之为“花篮螺丝”的装配工具，其两端分别焊接在分段和胎架（地坪）上，通过收紧螺丝矫正分段变形。目前由于船舶的大型化和焊接工艺的进步，这种变形是可以控制的，但上述情形不能完全避免。“花篮螺丝”一般为3吨和5吨两种规格，因此地坪预埋件承受的上拔力有3吨的和5吨的两种。“花篮螺丝”与地面的角度大约为60°～90°。3.2.6船厂在正常的生产使用过程中，地坪上荷载的分布虽然变化较大，但还是存在一些规律性，尤其是，当某一个区域存在某种荷载时，实际上附近区域就不可能再有这样的荷载。结构专业在地坪设计时，应对此类情况加以特别的注意，宜考虑活荷载在特定区域及其相邻区域的分布的实际可能性，视验算内容的不同，选取相应的最不利的荷载分布。如果完全按照工艺专业所提荷载满区域分布考虑的话，会导致地坪结构的受力以及沉降和变形远大于实际，导致不必要的浪费。3.2.7素混凝土和钢筋混凝土地坪收温度影响较大，设计中应考虑温度作用的影响。由于温度影响的计算分析存在较多的不确定因素，因此，对于室内地坪可通过构造措施（设缝）来减小甚至消除温度变化的不利影响，而室外地坪由于受阳光直射和骤冷骤热变化较大，除采取有效的构造措施外，尚应进行温度作用的计算分析。地坪在温度变化时，其上下表面之间温度存在较大的差别，在计算中宜考虑此因素。3.2.9船厂地坪的各个不同位置上，荷载作用的频繁程度和持续时间存在较大差异。荷载作用频繁，持续时间较长的区域的地坪，往往会发生远大于地坪的其他部分的明显沉降，如：车辆的卸货区，厂房大门出入口附近，吊车常用的卸载区域等。对这些部位的地坪，宜在沉降计算时取较大的准永久值系数，如0.8～1.0，在地坪结构的设计以及下卧土层的处理上也应作有针对性的加强。一般的活荷载的准永久值系数可按照荷载规范取。3.3材料3.3.2目前工程中一般均采用商品混凝土，其强度等级通常不会低于C25。适当提高混凝土强度，有利于地坪结构的强度、刚度和耐久性，也与现在钢筋强度等级不断提高的趋势吻合。3.3.3混凝土结构中的钢筋应优先选用强度等级400MPa的钢筋，具有较高的强度，可以减小钢筋用量。HPB300钢筋一般仅适用于作为受力要求不高的构造钢筋。3.3.4～3.3.5沥青面层的工作性能受气候的影响较大，选择沥青时必须考虑当地的气候条件。沥青面层选择时气候分区可参考现行行业规范《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）确定。3.3.6联锁块的标号不宜太低，现在市场上通常的联锁块均为高强度联锁块，,混凝土抗压强度一般在Cc50以上。

4地坪结构组合4.1地坪结构组成4.1.1荷载和温度等自然因素对地坪结构的影响，随着结构深度的增加而逐渐减弱。因此，对各组成部的强度、刚度的要求也随深度的增加而逐渐降低。面层的选择，一般是根据使用条件及荷载情况确定。基层位于面层和地基之间，其作用是将面层传来的荷载传递和扩散到地基上。面层和基层往往根据受力需要，分成两层或多层，以适应不同的受力要求。面层和基层之间，通常设置有过渡层，其作用通常是为方便施工保证面层的铺筑质量，或者使得面层和基层之间的结合更为可靠。本条文中的示意图，仅作为示例，各工程应根据具体情况确定地坪结构组合。4.1.2根据土建施工图习惯，通常在钢筋混凝土地坪下铺设素混凝土垫层，以方便钢筋铺设，同时也可减少钢筋保护层厚度。但地基为岩石且较为平整时，可不设此垫层。4.1.3参照现行公路路面设计规范（JTGD40、JTGD50），冻土地区室外地坪总结构厚度大于当地最大冻土深度75%，及不小于50cm是偏于安全的。4.2地坪面层4.2.1面层直接承受荷载，并受到温度等自然因素的影响，受力复杂，应具有较高的结构强度和刚度及耐久性。面层表面应平整。4.2.2条文中列出了船厂中主要的各类地坪的适用范围，是多年来工程实践的总结。设计者可以参照选用，但更应该结合具体工程的情况，经过技术经济比较，确定方案。4.2.3装焊场地的地坪，又称之为通用地坪，一般采用钢筋混凝土地坪。近年来，为降低造价，部分工程采用沥青混凝土地坪，但为了解决电阻接地及抗上拔力的问题，一般需要另行设置混凝土梁，在梁的顶面预埋钢板。4.2.5沥青面层集料的最大粒径应自上而下由小变大，并与设计厚度相匹配。对于热拌热铺密级配沥青混凝土，层厚度不应小于集料公称直径的2.5～3倍，以保证压实，不产生离析。4.2.6联锁块面层中的块料可采用预制混凝土块或预制石块，其边长尺寸以便于人工铺砌为准。不宜过大，当边长大于等于40cm时，与联锁块的受力机理不符，不能按联锁块地坪的设计方法设计。联锁块的受力机理比较复杂，块体不是各自独立地承受菏载能力，而是通过嵌固作用形成整体受力。联锁块块体的形状对地坪性能有较大影响，异形块的嵌锁性能通常比矩形块好，四边嵌锁的块体其性能优于两边的嵌锁块体。4.2.7碎石面层，也有直接采用碎石经过适当碾压而成的，其厚度视地基条件有所变化，但地基条件较差时，应适当增加其厚度。4.3过渡层和基层4.3.1～4.3.3过渡层的材料选用应根据面层的基层的类别确度，其作用是整平基层，方便面层的施工，保证质量。4.3.4～4.3.7由于基层上应力传递随着基层厚度增加而减小，故各基层材料强度和刚度可由上到下递减。相邻层间材料要适度，递减程度也要适度，以此充分发挥各基层材料性能。4.3.8级配不良的砂石地基是指空隙比较大，变形模量较低的砂石地基。4.3.9各类基层材料级配组成表主要摘自公路路面设计规范（JTGD50-2006）及其它相关参考书籍。4.4地基4.4.1～4.4.2是对地基的一般要求，地基土都必须达到稳定、密实和承载力的要求，才能避免由于地基土的不均匀沉降而引起的地面下沉、起鼓和开裂等现象。如在条文中将“稳定、密实如在条文中将“稳定、密实”的要求删除后，则该条文相应删除4.4.3提出填土应选用的土类，同时规定不得选用的某些土料。不得使用的土料主要是因其变形过大，压不密实，会引起地面沉降过大。因填土后质量达不到要求，影响质量与进度而造成更大的经济损失。4.4.4～4.4.7对填土地基、高压缩性以及欠固结土地基、土岩组合地基和水力冲填的松土地基的处理及注意事项提出了要求。4.4.8土的压实系数为土的控制干密度与最大干密度的比值。其中最大干密度宜采用击实试验确定，当无试验资料时可按现行《建筑地基基础没计规范》中公式(6.3.3)计算确定；控制干密度是在控制含水量时进行压实的地基土层通过击实试验测定，也可用公式(6.3.3)计算获得。

5结构计算5.1一般规定5.1.1地坪结构是由多个层次组合的复合结构，各个结构层由不同类型和形状的材料组成。地坪结构设计首先选择地坪组成、各层的类型和材料形状要求以及各层的厚度，组合成预期能满足使用性能要求的地坪结构。选择和组合时主要考虑：使用性能要求：船厂室内永久地坪或者对变形要求较高的结构须选用刚性地坪或者较厚的结构层，反之，临时性或使用要求不高的地坪结构可以选用柔性地坪或较薄的结构层。地基条件：对于较弱的地基，应首先采用改善地基的措施，在满足规定的最低支承要求后再考虑地坪结构的设计；对于较强的地基，可相应减少地坪结构层的强度或厚度。荷载等级：地坪使用荷载等级的变化范围较大，且荷载形式多样（均布荷载、集中荷载、分布式集中荷载）。对荷载等级高，且为集中荷载时，可选用刚性地坪或者较厚的结构层；对荷载等级低，且多为均布荷载时，可选用柔性地坪或较薄的结构层。使用年限：不同类型地坪的使用年限差异较大，对使用年限较长的地坪可选用刚性地坪或者较厚的结构层；对使用年限较短时，可选用柔性地坪或较薄的结构层。5.1.2虽然现有《港口道路、堆场铺面设计与施工规范》JTJ296、《公路沥青路面设计规范》JTGD50及《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40等相关研究在地坪、道路铺面取得了较多的研究成果，可供船厂地坪理论计算分析参考，但由于船厂地坪与道路工程在荷载类型、控制指标、设计方法等方面有较大差异，因此不同类型船厂地坪的设计指标与计算理论依据有所不同。素混凝土与钢筋混凝土地坪主要以面层应力控制作为地坪面层结构受力的设计指标。该类地坪由于整体性能好、结构层扩散能力强，在荷载作用下地坪整体变形能力强。考虑到船厂地坪荷载较大、作用时间较长、沉降较大等特点，对于素混凝土与钢筋混凝土地坪的面层应力计算，规范推荐基于文克尔地基假设的多层弹性地基板模型，其中地基土的模量参数确定时，考虑地基沉降的影响，在计算方法上建议以有限元分析为主。连锁块地坪主要以面层变形控制作为地坪面层结构整体刚度设计的指标。地坪面层变形实际上是对地坪结构整体刚度的要求，设计变形与地坪基层的材料和厚度有关，与生产工艺对地坪结构的沉降量要求无直接对应关系。对于连锁块地坪面层变形计算本规范采用弹性层状体系理论进行求解。沥青混凝土地坪与碎石地坪主要考虑其使用年限较短、临时性、地坪面易损、易修复等特点，因此本规范建议以控制地坪沉降为主，而对面层变形与内力不做要求。5.1.3对于地坪结构沉降本规范推荐采用《建筑地基基础设计规范》(GB50007)的分层总和法进行计算。规范组在规范编制阶段结合船厂主要地坪结构形式开展场地试验研究及现场调研，对荷载作用时地坪结构各层的应力扩散展开一定研究。通过实测荷载作用时地坪各层不同位置的压力，简化为应力扩散后地坪各层面的名义平均应力，并以地基面的名义平均应力作为地坪沉降、地基承载力计算及刚性地坪文克尔地基模量参数确定的依据。地坪各基层的应力名义扩散角根据扩散前后总压力相等原则进行推导计算。名义扩散角按以下确定：i=1,2,…名义扩散角计算示意图由不同类型地坪层的名义扩散角随荷载的变化趋势（图）可见：不同类型地坪的值随着荷载的增加而逐渐降低，且不同类型地坪的压应力扩散性能有明显差异。1）沥青混凝土面层应力扩散能力差，地面温度高时荷载呈现垂直传递特性；下部水稳层与碎石垫层具有一定的扩散能力，但随加载后期沉降变形加大，地坪整体性受到破坏，各层的应力扩散能力逐渐减弱，扩散角逐渐减小。2）联锁块面层具有较好的应力扩散能力，荷载呈现分散传递特性；而下部水泥碎石层与级配碎石层同样具有较好的应力扩散能力。但在加载后期由于地坪沉降变形加大，地坪整体性受到较大影响，各层特别是连锁块面层的应力扩散能力削弱较多，扩散角有所减小。3）钢筋混凝土面层始终具有很好的应力扩散能力，荷载呈现较强的分散传递特性；下部水泥碎石层与级配碎石层同样具有较好的应力扩散能力。由于面层变形变化不大，各层的应力扩散能力保持较好，扩散角未有明显减小，地坪的整体工作性能较强。沥青地坪与连锁块地坪各层名义扩散角混凝土地坪各层名义扩散角4）从地基安全的角度出发采用，达到地坪极限承载力状态时，以名义扩散角方式验算下部地基的承载力与沉降是比较安全可靠的，但考虑场地试验实测数量有限，本规范采用以试验终止加载前二级荷载至极限状态荷载值作为名义扩散角取值范围，待后续有更多试验数据再进一步修正。5）素混凝土与钢筋混凝土地坪一般采用C15素混凝土垫层，该过渡层材料性质与面层相近，同时由于对素混凝土与钢筋混凝土地坪采用有限元方法分析其面层应力与变形，因此可将面层、过渡层分别进行计算。6）连锁块地坪一般采用砂垫层作为过渡层，主要用于整平基层，并为面层形成紧密嵌锁提供必要条件，由于其厚度较薄，因此已有研究将面层与基层视为组合均质连续体，并按压载板试验测得等效回弹模量为3000MPa进行计算。7）沥青地坪一般在中粒或粗粒式沥青混凝土下方设置透层沥青，其主要用于整平基层，其厚度较薄，因此将其与上部面层视为组合均质连续体进行计算。5.1.4对国内各大船厂的调研结果表明，船厂地坪具有荷载作用时间相对较长，荷载级别较大等特点，因此地坪的沉降控制与道路工程体系回弹弯沉控制的理念是不同的，路面回弹弯沉值是路面各结构层与土基回弹变形之和，（不考虑非弹性变形）土基回弹变形占路表变形比例一般在90%以上，因此路面回弹弯沉值是以弹性层状体系为基础进行求解；地坪沉降更多的体现为地基土的非弹性压缩变形，这与建筑工程中分层总和法沉降计算理念相一致，因此本规范推荐采用分层总和法计算各类地坪的沉降。考虑到各类地坪结构层组合厚度总和基本在1.0m左右，特别是由于素混凝土与钢筋混凝土地坪面层、基层强度远高于地基，沉降计算中该部分产生的沉降占比较小，同时后续推荐采用多层弹性地基板进行内力计算，因此沉降计算中忽略地坪结构层的影响。沉降计算经验系数s主要以《建筑地基基础设计规范》为依据，并通过对国内的外高桥船厂、大连船船厂、长兴造船基地、广州龙穴造船基地等不同地质条件、不同使用条件、不同类型地坪调研分析，以及各船厂单位多年对船厂地坪的使用经验分析，认为目前采用《建筑地基基础设计规范》表5.3.5建议值仍较为可靠，待后续工程实测数据积累后再另行修正。5.2素混凝土与钢筋混凝土地坪5.2.1由于素混凝土或钢筋混凝土面层的刚度远大于基层和地基的刚度，在荷载作用下，所产生的弯曲变形较小，具有良好的整体性和应力扩散能力，因此在设计素混凝土或钢筋混凝土地坪时建议将地坪结构层看作是支承在弹性地基上的多层板，用弹性地基板理论分析其应力状况。由于素混凝土与钢筋混凝土地坪结构面层与基层的模量比差异较大，传统的文克尔弹性地基板的模型为单层板，且地基弹簧刚度一般为等刚度弹簧，无法反映不同地坪层刚度的差异，因此本规范提出多层弹性地基板模型，并对地基弹簧刚度系数的取值进行定义。另外，多层弹性地基板模型中基层材料可按回弹模量进行表征。5.2.2本规范引入地坪分块刚度概念进行计算，其定义如下：将地坪各结构层简化为弹性地基板，对不同地坪分块的地基土弹簧刚度按地坪的沉降变形进行反演计算，形成分块弹簧刚度，并以此进行地坪受力计算。5.2.3本规范推荐采用地坪分块名义刚度计算方法，即对地坪整体划分为不同分块区域，荷载作用下采用分层总和法计算各分块区域沉降Si，同时以各分块区域的沉降值Si反算该分块区域产生沉降Si所需的加在该区域的等效附加应力Pfk,i，并在此基础上计算各分块区域的初始刚度Kfk,i，并得到不同区域的初始刚度与总初始刚度ΣKfk,i的比值——刚度比例系数α，最后以此刚度比例系数α对地坪总刚度K进行地坪刚度分配。采用上述方法的计算结果表明：不同区域分块名义弹簧刚度的设置起到了调节沉降变形曲线的作用，可以较好的模拟出地坪沉降曲线。5.2.4本规范推荐采用有限元方法分析多层弹性地基板承载力，主要是考虑到多层弹性地基板理论解的复杂性，对地坪分块名义刚度无法简化表达，因此推荐有限元方法进行计算。1考虑到有限元建立模型的通用性与简便性，对素混凝土与钢筋混凝土地坪可不考虑进行基层等效，而按实际地坪结构层进行建模计算。2单位划分：在荷载作用中心附近，应力和应变的变化较大，因此在荷载作用中心附近的单元应划分得小一些，而远处可划分得大一些。条文建议值仅是根据常见地坪尺寸建议，地坪船厂有所调整时单元尺寸可适当调整。3研究结果表明：地坪结构层层间结合条件对计算结果有较大的影响。当设置面层与基层之间层间滑动后，面层底部拉应力有所增大，垫层（过渡层）底面的拉应力则相比减小；设置层间滑动对地坪的整体变形也较不考虑层间滑动的计算结果略大。而随着层间滑动摩擦系数的增大，地坪结构受力状态逐渐接近于层间连续模型。实际设计中采用何种层间接触条件取决于施工条件与材料特性。由于实际船厂地坪的使用面积很大，施工质量较难以保证各层层间连续，因此建议设计时可按偏于保守的层间滑动模型，并根据实际工程情况，滑动系数按不宜小于0.1进行设置。施工时应建议采用技术措施保证各层紧密结合使其处于连续状态。4船厂地坪算例的计算结果表明：设置层间滑动后面层结构受力更接近板式构件的受力状态；而场地试验的钢筋应力实测结果表明：加载点附近范围混凝土面层上层钢筋处于受压状态，下层钢筋处于受拉状态。随着离加载点距离的增大，钢筋应力均逐渐减小。从上、下层钢筋的应力分布趋势看来，混凝土面层受力比较接近于板式构件的受力状态。可见有限元模拟结果与场地试验吻合良好。图7.1.8钢筋应力变化典型趋势线5.2.5对钢筋混凝土地坪的设计，建议采用有限元计算得到的面层最大拉应力，按平截面假定：推算应力与面层板弯矩的对应关系，并按《混凝土结构设计规范》受弯构件进行配筋计算。对于素混凝土地坪，按《混凝土结构设计规范》素混凝土构件进行设计校核。有限元计算结果中可取单元最大应力位置处3倍单元宽度范围内的单元应力平均值作为面层应力的计算依据。5.2.7素混凝土与钢筋混凝土地坪面层板产生的温度疲劳应力主要参考《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40对温度疲劳应力的研究成果。其中，对于最大温度梯度标准值Tg主要依据国内船厂的主要分布进行归类。5.3连锁块地坪5.3.1对地坪现场调研的结果表明：联锁块间产生间隙的初期并不影响使用，但随着荷载作用时效性的延长，块体间的相互联锁扩散作用减弱并直至弱化为独立块体工作。因此规范采用以“联锁块块体间接缝将要发生剪切破坏”为极限状态是较为合理且也符合实际船厂联锁块地坪的运行情况。由于连锁块地坪在重型搁置墩及流动机械作用下的面层破坏现象、机理调查分析资料较少，同时加上荷载形式的复杂性，本规范对连锁块地坪面层设计参照道路工程弹性层状体系的有关方法与参数。对于面层的弯拉及剪切应力等验算本规范不作规定控制，实际计算需要可采用有限元方法进行计算。考虑到层状体的层数越多，影响位移、应力的因素越多，理论解不适合工程设计运用。因此结合连锁块地坪特点，推荐将多层体系等效换算为简化为弹性三层体系求解面层位移，并建议了相应的简化表达式。对地坪基层的等效换算是通过多层体系的精确解同等效的三层体系计算结果相比较后的到的，对于地坪面层位移的等效换算公式主要参考姚祖康编写的《公路、路基和路面工程》一书。5.3.2考虑到砂垫层为连锁块地坪的重要过渡组成，通过将连锁块面层与砂垫层视为组合均质连续体，利用载荷板试验测试得到综合回弹模量基本在3000MPa左右，采用该值计算弹性三层体系面层弯沉值，计算结果与《现代联锁块铺面》一书中连锁块地坪试验弯沉值较为接近，可见建议的等效回弹模量较为合理。5.3.5建议的弹性三层体系简化表达式是以圆形均布垂直荷载作用下的三层等弹性体系解析解为简化依据。规范组研究表明：地坪各层泊松比的变化对面层幅向应力与切向应力有所影响，但影响范围有限；对垂直应力及位移基本无影响，因此为方便简化表达式，忽略了地坪各层材料泊松比的影响。简化过程中统一取面层u1=0.2，基层u1=0.3，地基土u0=0.25进行简化计算。考虑到联锁块地坪面层做法及材料相对固定，因此简化公式拟合过程中对面层参数的取值可相对固定，重点考察等效基层E2、地基土模量E0与地坪面层厚度h1，等效基层厚度H2对面层位移系数的影响。取h1/、H2/=[0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1,2,3,4]图考虑厚度比变化的影响趋势h1=200，H2=600h1=200，H2=900h1=200，H2=1200h1=150，H2=900图考虑模量比变化的影响趋势由上图可以看出，随着h1/、H2/的增大，面层位移系数逐渐减小；而随着地基土模量E0与基层模量E2的增大，面层位移系数逐渐减小。由于位移系数与E0/E1、E2/E1、h1/、H2/等均有关，对位移系数f(W)主要考察h1/、H2/对其的影响，而对E0/E1、E2/E1进行参数化处理后得到。通过对简化拟合公式中各主要影响参数的变化趋势分析可见，当地坪各层厚度不变时，地基模量E0的影响较之基层模量E2大得多，这表明影响地坪表面变形是地基强度，对三层体系而言，70%-90%的沉降变形取决于地基。另外，当各层模量一致时，随着h1、H2的增大，面层位移系数逐渐减小。而等效基层厚度H2对位移系数的影响较面层厚度h1大。图E图E0与E2对面层位移系数的影响图h1与H2对面层位移系数的影响通过将简化拟合公式与弹性三层解析解进行对比可见（下图）：拟合公式与理论解存在一定的误差，但总体趋势与解析解基本吻合，拟合误差可以接受。因此规范采用随荷载点距离参数r/的影响修正系数k1进行修正。共计160各数据点共计160各数据点相关系数0.93175.3.8不同地基条件的综合修正系数k2综合考虑荷载等级、地基土综合回弹模量及连锁块面层正常使用性能等要求确定，系数取值主要依据场地试验结果、船厂调研资料及算例计算对比分析得到。

6构造要求6.1素混凝土和钢筋混凝土地坪构造要求6.1.1本条规定了地坪面层混凝土变形缝的种类及最大间距。1明确了素混凝土或钢筋混凝土地坪面层的变形缝种类，规定了钢筋混凝土地坪在室内和室外不同环境中变形缝的最大间距（6m的倍数），特别对素混凝土地坪在室内外环境的变形缝最大间距进行了限值。2室内地坪的伸缝设置，应与建筑物结构相应的双柱变形缝位置一致，且应贯通地面的各构造层。3经现场调研，厂房地坪的建筑物柱基周边、大型设备基础周边、龙门吊平车轨道周边和地面管沟周边的地面沉降及裂缝相当集中。因此要求地面与柱基或设备基础间应设置沉降缝，主要考虑柱基和大型设备基础采用浅基础或桩基础，基础周边的回填土密实度不易保证，基础与重载地面沉降可能不一致，设置沉降缝，减少地面出现沉降裂缝。同样轨道平板车、龙门吊及半龙门吊宜单独设置基础，基础与地坪之间设置沉降缝；地面管沟与地面设置沉降缝。4当排水坡分水线附件需设变形缝时，变形缝应设在排水坡的分水线处，不得将变形缝通过有雨水井等有液体流经或积存的地点，目的是防止流水倒灌缝内，使填缝材料破坏或留有隐患。6.1.2本条明确了地坪缩缝、伸缝、假缝及沉降缝的构造做法。1~2素混凝土和钢筋混凝土地坪的伸缝、缩缝均需在地坪厚度的中部设置传力杆，只是缩缝的传力杆不需伸胀功能，需在超过1/2长度涂刷防锈涂料，做法见图6.1.2-1图示的a）节点；伸缝传力杆需考虑伸缝两侧混凝土地坪的伸缩变形，需要在超过1/2长度范围上设置便于滑动的材料和零件，做法见图6.1.2-1图示的b）节点。伸缩缝嵌缝材料应按不同要求采取防水、防火、保温、防虫害、防油渗等措施。3只在素混凝土地坪设置假缝。为防止厂房地坪出现不规则裂缝，假缝间距控制在6m以内，且假缝深度按1/4地坪厚度控制，并采用聚氯乙烯胶泥或水泥砂浆等材料嵌缝。地坪假缝采用切割机切出，地坪分仓缝应设置在地坪假缝处。4在建筑物柱基及大型设备基础，管沟壁等处与地坪之间容易产生不均匀沉降的部位设置地坪沉降缝，图示沉降缝构造做法。6.1.3规定了不同厚度钢筋混凝土地坪伸缩缝处传力杆的设置原则。分别明确了地面厚度、传力杆直径及长度、传力杆最大间距和剪切刚度。在不影响受剪传力前提下有益于混凝土与传力杆长度方向的伸缩变形，传力杆要求平直，除锈，不应有锈皮。传力杆应采用HPB300光园钢筋，对位于地坪自由边以及变形缝处最外侧传力杆的位置进行了限定。6.1.4一般根据地坪荷载要求确定的相应的地坪厚度。在不同地面厚度交界处，由于地坪承受的地面荷重不同，在分缝处两者承载能力要相差较大，为了加强板边承载能力，地面厚度由厚变薄逐渐变化，避免厚度突变，引起薄板边缘地坪破坏。不同厚度混凝土面层交接处均按伸缩缝要求设置传力杆。a）1＜h1/h2≤1.4b）h1/h2＞1.4图1不同厚度混凝土面层过渡细部处理6.1.5本条明确了素混凝土地面的附加构造钢筋的设置原则。在素混凝土地面面层的自由边和角隅部位配置构造钢筋，为了防止出现自由边和角隅处地面的破坏。角隅钢筋与自由边处的钢筋应分别设置。素混凝土地坪缩缝两侧及地坪四周边缘均需按自由边构造配筋；地坪角部及缩缝两侧阳角均需按角隅构造配筋。角隅与自由边构造钢筋分别单独设置。6.1.6本条明确了钢筋混凝土地坪面层的厚度及配筋构造规定。1明确了地坪面层最上层及最下层钢筋的混凝土保护层厚度。2地坪面层最小配筋率和钢筋间距见表1。表1地坪面层混凝土最小配筋直径及间距地坪厚度h150200250300地坪上层、下层配筋直径Ф8Ф8Ф10Ф10Ф12间距2001502001502003强调了自由边及变形缝边的配筋应较一般部位有所加强，通常可以根据有限元分析结果进行加强配筋。对于受力不大的一般地坪，如四周边已经设置了构造角钢进行了加强，也可以不做特别处理。6.1.7．本条规定了焊装地坪预埋件的构造要求。1焊装地坪预埋件一般按工艺要求采用，一定形式、以一定间距埋设。2焊装地坪预埋件的常用形式为垂直十字交叉或斜向X字交叉的网状（平面示意如图2）“T”字条形钢，T字条形钢可采用T字型钢或焊接T字钢；也可采用棋盘形点状布置的单块预埋件。T字条形钢“×字”网状布置（适用于钢筋混凝土地坪）图2装焊地坪预埋件布置示意图3当“T”字条形钢预埋件双向间距不大于2m时，预埋件可以起到上层钢筋的作用，但其作用机理尚不明确。在工程应用中，可以将计算所得的配筋降低一级，以考虑预埋件的有利作用。4示意T字形埋件和单块埋件详图。T字形埋件可采用焊接或T型钢；单块埋件应加设抗剪扁钢。5列出了几种拉力工况下焊接T字条形钢、型钢T字条形钢及单块装焊地坪埋件的选用表。6.2沥青混凝土地坪构造6.2.1过渡层的设置要求。6.2.2基层顶面设置单层沥青表面处理层。采用级配砂石过渡层时，应在与处治层间补充设置透层沥青。6.2.3单层沥青表面处治层的构造做法。6.2.4按沥青混凝土道路道牙做法，在地坪周边外边缘设置侧石。6.2.5沥青混凝土焊装地坪或局部需设置埋件时，应单独设置埋件的构造基础。6.2.6沥青混凝土装焊地坪的埋件形式、布置及预埋件构造做法与钢筋混凝土装焊地坪的做法相同。6.3连锁块地坪、碎石地坪6.3.1规定了联锁块地坪的构造要求。6.3.2规定了碎石地坪的粒径、厚度和压实要求。6.3.3规定了联锁块及碎石地坪外边缘侧石的设置要求。

7施工要点7.1一般规定7.1.1船厂地坪施工前进行勘查与环境调查是非常必要的；通过现场勘察与环境调查发现已有勘察资料与勘察报告或地坪设计有差异时，可及时通知业主专门进行补充或调整。7.1.2施工组织设计是实施工程施工的指导性文件，应针对工程实际情况和环境条件进行编写，内容应包括工程概况、施工方案、施工平面图、工程进度计划、设备和劳动力组织以及质量与安全保障措施、文明施工等。7.1.5地基土被水浸泡将造成地基承载力降低以及施工困难，因此，应及时施工垫层予以覆盖。工程中如不能及时施工垫层而又可能遇有雨水、地面水的渗入时，应采取其他覆盖措施，防止地基土被水浸泡。7.2地基施工本条有关施工措施和要求，是工程经验的总结，它是保证天然地基碾压密实所必要的。7.2.1此条是对地基表面处理提出的要求。对承载力特征值小于80kPa的地基铺设道渣、碎石、碎砖等粒料是便于压路机作业。7.2.2船厂地坪经常遇有特殊土地基以及需要进行施工前处理的土层，这种情况有时发生在局部区域而未被勘察、设计所涉及。为保证船厂地坪的质量，这两条提出了有关特殊土及需要施工前处理的的应采用的技术措施。7.2.3填土分层压实至关重要，因为任何一种压实机械都有一定的压实影响深度，施工中切忌临空不加分层一次堆土。本条给出了不同机械宜采用的铺土厚度及压实遍数。压实遍数是保证填土压实满足一定的压实功。塑性土的压实遍功应相对较大。7.2.4土处于最佳含水量（W0p）时进行压实可达到最高的密实度，因此施工中应控制土的含水量尽可能接近W0p，如回填土过干或过湿，则应采取更换土料或进行处理，如洒水湿润或翻晒晾干。7.2.6填土的压实系数是检验填土压实质量的基本参数，工后应进行抽检，抽检数量及压实标准应按本条执行。7.3基层施工7.3.1本条提出了级配碎石（砾石）基层的骨料及压实要求。良好的级配可实现更大的密实度，而针片状的骨料及含泥量过大对基层质量不利，因此需要予以控制。7.3.2这条参考了我国有关公路基层施工技术标准，提出了船厂地坪级配碎石（砾石）基层的压实工艺。7.3.2～7.3.5这三条提出了填隙碎（砾）石基层基层骨料要求和施工工艺标准。7.3.6本条对水泥（石灰、粉煤灰）稳定类基层的适用性及材料等提出了技术要求。塑性指数小于8（原为4）的土及有机质含量大于10%的土与水泥（石灰、粉煤灰）难以形成具有一定强度的稳定基层，因此不宜采用，实际工程中如需采用，可进行试验确定。7.3.7、7.3.8这两条给出了水泥（石灰或粉煤灰）稳定类基层的搅拌、铺料、压实的施工工艺标准技术及要求。施工中必须严密组织，宜采用流水作业法施工。7.3.10本条按三层式沥青表面处治的施工工艺，并根据船厂地坪的特点进行了修改和简化。在透层沥青充分渗透后，可浇