大面積超長無粘結預應力混凝土技術

1、大面積超長無粘結預應力混凝土技術在南通市政府大樓施工中的應用葉文啟 蔣云昌 李曉奇（江蘇省啟東市建筑安裝工程有限公司 ）提要：本文介紹南通市政府大樓工程140米長、25米寬樓面結構設計不留伸縮縫，采用無粘結預應力混凝土施工方法。1 概述南通市政府大樓工程平面總長度為140米，寬度為25-30米，板厚110-140厚，受建筑立面影響，不設伸縮縫，進行超長預應力混凝土樓面施工。采用下述方案：各層樓面以兩道后澆加強帶為界，分為3個施工段澆筑，留2條施工縫，每段混凝土澆筑間隔2-4天。在混凝土中摻6%NEA膨脹劑。在每層樓面設置兩個1.5米寬的后澆加強帶，加強帶NEA膨脹劑摻量8%，帶中和帶外摻量不同

2、，形成鄰位限制條件，從而減少超長混凝土引起的后期收縮，并在加強帶位置增加配筋?？v向分三段張拉，先張拉中間段，待后澆加強帶封閉，并達到設計強度后張拉兩端，兩端張拉采取一端張拉。對梁內無粘結預應力筋采用連接器張拉。對超長束預應力張拉采用超張拉大回松技術。2 工程概況南通市政府大樓工程地上19層，地下1層，結構總高度75.3米，建筑面積57105平方米，全現(xiàn)澆框架剪力墻結構，平面布置為扇形。該工程X向總長度為140米，Y向長度為25-30米，板厚為110140毫米，受建筑立面影響，不設伸縮縫，進行超長混凝土樓面施工。因此，在每層樓板內設置X向無粘結預應力筋，以免混凝土因溫度應力過大而開裂。板內無粘結

3、預應力筋間距為330660毫米，單根直線型布置，位置在板厚一半處。預應力筋均采用1860級j15.2低松馳預應力鋼絞線，控制應力con=0.71860=1300N/mm2，超張拉1.03。無粘結張拉端錨具采用OVM151型，固定端采用擠壓錨OVM151P型。工程由南通市建筑設計院設計，南通愛普達監(jiān)理公司負責現(xiàn)場監(jiān)理，啟東市建筑安裝工程有限公司總承包施工。該工程于2001年10月開工，2002年8月主體結構封頂。施工主要難點：在預應力張拉前，其混凝土硬化過程中不能產(chǎn)生收縮裂縫，以及140米預應力筋的鋪放、張拉工藝要采取相應的措施進行控制。尤其是X向長達140米，不設伸縮縫，要求板內無粘結預應力筋

4、連續(xù)張拉。3 樓面混凝土施工方案施工前，曾考慮將樓面混凝土由兩條后澆帶劃分為3個施工段施工，待樓面混凝土施工60天后進行后澆帶澆筑，由于樓面Y方向的連續(xù)次梁內布置通長無粘結預應力鋼絞線，設計要求混凝土強度達到設計值的100%方可張拉，然后才能拆除主、次梁下支撐，鋼管、鋼模和多層膠合板要積壓60天，不僅影響了工期，而且模板不能及時周轉。為了確保工期，加快材料周轉，決定采用以下方案：（1）各層樓面以兩道后澆加強帶為界，分為3個施工段澆筑，留2條施工縫，每段混凝土澆筑間隔24天（詳見主體結構階段標準層預應力施工與土建配合施工的進度安排）；主體結構施工階段標準層頂應力施工與土建配合施工的進度安排（按土

5、建約12天層）主要施工技術參數(shù)：有粘結預應力梁47根層，12t層；無粘結預應力板23t層；一、二、三層無粘結預應力量略大。（2）在混凝土中摻6%NEA膨脹劑；（3）在每層樓面設置兩個1.5米寬Y向后澆加強帶，加強帶NEA膨脹劑摻量8%，帶中和帶外摻量不同，形成鄰位限制條件，從而減少超長混凝土引起的后期收縮（即混凝土的收縮補償?shù)靡酝瓿桑苑乐够炷廉a(chǎn)生收縮裂縫。并在加強帶位置增加配筋。C40混凝土施工配合比表（按重量計）材料NEA水泥水砂石子防凍早強劑C40304642127859607.4加強帶C40404542127859607.4(4)在段與段的施工安排上，應注意：a、 施工中間區(qū)域，確

6、保先張拉中間區(qū)域，在后澆帶封閉并達設計強度后再張拉兩端、區(qū)域。中間區(qū)域采用兩端張拉，兩端區(qū)域采用一端張拉。板內超長溫度預應力筋分段錨固示意b、工期安排上盡可能使混凝土澆筑、預應力張拉選擇在陰涼天氣進行，一是有利于樓板在施工階段不裂，二是有利于有效預應力的建立。預應力張拉采用“數(shù)層澆筑，順向張拉”，按此順序完成整個預應力分項工程的施工。3 樓面混凝土結構施工3.1 模板工程樓面梁板底模分3個施工段流水作業(yè)。采用48鋼管作支撐，梁板采用18厚多層膠合板，下墊木格柵，梁底模支撐時，按規(guī)范要求1/10002/1000起拱。梁的張拉端采用塑料穴模。樓板的模板在大梁預應力張拉前拆除，梁底支撐在主、次梁預應

7、力張拉后拆除。3.2 鋼筋工程3.2.1無粘結預應力鋼筋施工工藝流程：清理下料場地放線下料編號修補成盤吊運梁鋼筋綁扎（樓板底筋鋪放）鋪無粘結筋封模（綁扎樓板面筋）驗收澆筑混凝土拆模張拉切筋封頭3.2.2現(xiàn)場無粘結筋的制作無粘結筋的下料制作場地宜選在使用點附近，即無粘結筋進場時就應卸在下料地點，以減少場內運輸。無粘結預應力筋下料長度為無粘結筋長度張拉端工作長度（每端300400毫米），成盤供應的無粘結筋（成盤重約1.5噸），在放線時應盡量減少破損。現(xiàn)場用砂輪切割機下料，擠壓錨固系統(tǒng)制作時剝去不大于100毫米長外皮，穿入錨墊板后用專用擠壓機擠壓成型，要求尾部鋼絞線外露，鋼絲飽滿。下料中仔細檢查無粘

8、結個別破損處，及時用膠粘帶封裹。下料時對不同長度的無粘結筋分類編號。3.2.3無粘結預應力筋鋪放（1）縱向無粘結筋鋪放工藝流程：搭滿堂鋼管支架鋪板底模板 鋪放短向的板底非預應力鋼筋鋪放長向的板底非預應力鋼筋安裝馬凳鋼筋按預應力筋布置平面圖依次鋪放無粘結筋 安裝固定張拉端與固定端板內線管預埋綁扎板面鋼筋安裝板端模板作隱蔽工程檢查（2）無粘結預應力筋布置要點a、無粘結預應力筋綁扎要求位置正確；b、板內預應力筋位于板厚中間，用馬凳控制，當無粘結預應力設置間距較小時，可采用間距為1000馬凳鋼筋（直徑12mm的級鋼筋），馬凳上電焊統(tǒng)長直徑不小于14mm的級鋼筋作為支架；如無粘結預應力筋設置間距較大，可

9、直接采用1000馬凳作為支架。c、一般情況下各種管道應在預應力筋布置好鋪設，并盡量為預應力筋讓路。d、無粘結筋與錨墊板垂直。張拉端承壓鋼板與螺旋筋點焊固定，擠壓錨的承壓鋼板與螺旋筋用扎絲固定。e、本工程預應力筋的張拉端采用凹入式構造（用塑料穴模）。安裝時，穴模應緊貼板端模板，承壓鋼板要垂直，并與板內鋼筋電焊固定。1、夾片2、錨環(huán)3、墊板4、螺旋筋5、無粘結筋6、穴模張拉端凹入混凝土表面單根鋼絞線夾片錨具示意圖f、隱蔽工程檢查時，檢查重點是無粘結筋塑料套管有無破損；無粘結預應力筋標高是否與設計要求一致；張拉端和固定端安裝是否妥當，張拉端外露長度是否足夠；無粘結預應力筋遠看是否是一條直線，檢查后作

10、好記錄存檔，立側模前糾正。3.2.4樓面加強帶處,單向板增加雙向配筋,受力筋原設計10150,加強帶處改為10100,分布筋原為6200,改為10120。3.3 混凝土工程3.3.1原材料。砂的細度模數(shù)、碎石的壓碎指標值及含泥量都應符合規(guī)范要求，經(jīng)試驗合格后進場。NEA微膨脹劑、防凍早強劑及42.5級水泥均有出廠合格證。3.3.2混凝土攪拌?，F(xiàn)場集中攪拌、泵送施工。配合比根據(jù)氣候條件和施工要求先經(jīng)過試配，防凍早強劑摻量根據(jù)氣候情況和分段施工時間決定。3.3.3澆筑混凝土應注意以下幾點：a、在澆筑混凝土之前，需再對無粘結筋數(shù)量和關鍵位置及埋入端錨具進行認真檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。b、澆筑混凝土之

11、前，應進行隱蔽工程檢查、驗收，并填寫隱蔽工程檢查驗收單進行分項工程交接。c、澆筑混凝土時，嚴禁踩踏無粘結筋及觸碰錨具，確保無粘結筋的束形和高度的準確。d、混凝土應振搗密實，尤其是張拉端和固定端的預埋承壓墊板處不允許出現(xiàn)漏振和孔洞。3.3.4加強混凝土養(yǎng)護，夏季應防止水分蒸發(fā)、冬季應防凍。無論是夏季，還是冬季，樓層混凝土澆筑完成后，用彩條布或塑料薄膜滿蓋一層，再覆蓋草袋一層，使混凝土起到保溫養(yǎng)護作用。3.4 預應力張拉3.4.1預應力筋和錨具的選用預應力筋采用J15.2低松弛鋼鉸線，其標準強度為1860N/2。錨具采用OVM錨具。3.4.2預應力張拉 為確保預應力張拉值的正確建立，在預應力張拉前

12、對各套張拉設備在標準試驗機上進行標定，給出各臺設備的標定曲線。正常張拉中按施工規(guī)范要求，定期進行中間標定。澆筑砼后一定時間，砼達到能拆端模的強度時，先拆除端頭模板，派人清理端部，拔去穴模的錐形前套，檢查張拉端承壓鋼板上與錨環(huán)接觸部位的砼是否清理干凈等。按設計要求，砼強度達到設計標準值100%后方可進行張拉。預應力筋張拉控制應力con=1.030.7fptk（根據(jù)設計要求可適當張拉到5%）。預應力筋的張拉控制力Ncon=con.Ap。預應力筋的張拉程序為：00.2con（初讀數(shù)）0.6con(中讀數(shù))1.03con(最后讀數(shù))。預應力筋的張拉伸長值按施工圖和規(guī)范要求進行計算。張拉順序均注意對稱張

13、拉。張拉步驟：a、剝除張拉端承壓鋼板外露的塑料套管，清理端部，安裝錨具夾片；b、張拉時采用應力控制，伸長值校核，具體操作為：穿入前卡千斤頂，張拉至初應力（0.2con）時的記錄初讀數(shù)，張拉至0.6con時記錄中間伸長值，張拉至1.03con記錄伸長值，卸載錨固；c、實際伸長值與計算伸長值偏差應在-5%+10%之內，否則應暫停張拉，查明原因并采取措施后方可繼續(xù)張拉；d、錨具張拉回縮值應控制在5mm范圍內。3.4.3錨具端頭封閉張拉后的無粘結筋應立即進行封端保護，用手提式砂輪切割機切除張拉后多余的預應力筋，切割處離夾片不小于30mm。對留有穴模的凹槽先套入特制塑料蓋帽，再用微膨脹混凝土或低收縮防水

14、砂漿密封。張拉后中間錨具用專用塑料封蓋封閉3.5 大面積超長樓板預應力施工技術困難及對策。3.5.1縱向設置后澆帶處預應力筋的接長張拉特點：縱向長達140m，不設伸縮縫，要求板內無粘結預應力筋連續(xù)接長張拉。對策：a、縱向分三段張拉，每段之間設1.5m寬的后澆加強帶。先張拉中間段，待后澆加強帶封閉并達到設計強度后張拉兩端，兩端張拉采用一端張拉。b、根據(jù)以往經(jīng)驗，對梁內無粘結預應力腰筋采用連接器接長。先張拉中間區(qū)域。后在錨具部位作連接結長，再分別張拉兩側區(qū)域。對于板內無粘結筋接長，考慮到數(shù)量較多，以及經(jīng)濟性，采用中間錨具在后澆帶錨固預應力筋，用開口雙缸千斤頂進行張拉。1、錨板2、工作夾片3、連接套4、15擠壓套5、