論現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板施工技術(shù)

論現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板施工技術(shù)【摘要】文章主要是對(duì)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板的方案進(jìn)行了比較與施工方法進(jìn)行詳細(xì)的分析，供同類工程參考。

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土；空心板；設(shè)計(jì)；施工

1引言

為了滿足建筑物的大跨度要求，目前做法有：采用混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁、井字梁、密肋梁等；采用大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板體系。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板體系是一種新型的結(jié)構(gòu)形式，從制作工藝和施工方法上，可分為先張預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板和后張現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。前者就是SP板，引進(jìn)美國(guó)技術(shù)生產(chǎn)，最大跨度達(dá)到18.6m，具有工廠化生產(chǎn)、質(zhì)量易控制、機(jī)械化程度高、現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少、施工周期短等特點(diǎn)，目前在我國(guó)已得到應(yīng)用，但其局限性也限制了其推廣。后張現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心板體系借鑒了預(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的使用功能，加上設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、施工方便等優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)這種樓板體系有廣闊的市場(chǎng)前景。

某大樓1至3層局部擬作為公共場(chǎng)所，需要19.5×32.5m的一個(gè)大空間，板面恒載3Kn/m2，板面活載4.5Kn/m2。經(jīng)過(guò)仔細(xì)比較，決定采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板體系。本文根據(jù)工程實(shí)踐，從設(shè)計(jì)和施工等方面介紹了現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板體系在工程中的應(yīng)用。

2施工方案比較

2.1傳統(tǒng)框架梁或井字梁方案。梁高需做到跨度的1/8~1/15。這種做法的結(jié)構(gòu)部分特別是梁會(huì)占用一部分層高，由于規(guī)劃部門對(duì)本工程總體高度有嚴(yán)格限制，采用這種做法不合適，況且這種做法會(huì)增加豎向受力構(gòu)件的自由長(zhǎng)度，對(duì)受力不利。

2.2普通混凝土平板方案。板厚需做到板跨的1/40~1/35，且跨度受到限制，一般不超過(guò)7m。隨著跨度的增加，需要增加板厚來(lái)解決剛度問(wèn)題，結(jié)果造成自重增加，對(duì)結(jié)構(gòu)受力不利。

2.3非預(yù)應(yīng)力空心樓板體系。板厚需做到板跨的1/30-1/35。采用空心樓板技術(shù)，折算板厚有所降低，但隨著跨度的增加，存在同普通混凝土平板一樣的問(wèn)題。

2.4現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力平板方案。預(yù)應(yīng)力混凝土單向板板厚可取為跨度的1/45~1/40，適用跨度一般不超過(guò)10m。跨度如繼續(xù)增加，為了滿足構(gòu)造要求，板厚度降不下來(lái)，相應(yīng)的自重增加，預(yù)應(yīng)力筋和普通鋼筋用量增加，造價(jià)提高，體現(xiàn)不出預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)越性。

2.5SP板方案。采用SP板可以解決跨度大的問(wèn)題，但目前成批生產(chǎn)的SP板最大跨度小于19.5m。本工程周圍建筑密集，施工場(chǎng)地狹小，不允許大型施工機(jī)械通過(guò)，SP板方案不合適。

2.6現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板體系。采用現(xiàn)澆施工方法避免了預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸問(wèn)題，板的整體剛度較好；采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)有效改善了板的抗裂、變形和受力性能；采用空心樓板可使折算板厚降低，減小樓板自重。采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板體系使整個(gè)建筑的使用性能大為改善。

由于本工程樓板短向跨度達(dá)19.5m，經(jīng)過(guò)以上多種方案比較，決定采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板體系。

3相關(guān)參數(shù)

3.1板厚的確定?，F(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板板厚可做到板跨的1/35-1/45左右，由于采用空心樓板技術(shù)，其折算板厚將更小。

3.2孔隙率。為了達(dá)到較好的效果，建議孔隙率控制在30%~45%，不宜低于30%。

在現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板的施工中，如何實(shí)現(xiàn)空心是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)?？招墓芄懿膽?yīng)具有一定的強(qiáng)度、剛度，保證在施工過(guò)程中有一定的耐破損能力和抗變形能力。同時(shí)空心管管材在混凝土澆筑過(guò)程中可以兼做小肋的側(cè)向模板。由于空心管管材屬一次性材料，其造價(jià)要進(jìn)行控制，不能太高。本工程樓板跨度19.5m，板厚取500mm?？招墓苤睆?80mm，肋寬180mm，孔隙率40.5%。

3.4設(shè)計(jì)方法

空心管在板中單向連續(xù)布置，故可按單向板模型進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算單元選取相鄰兩個(gè)空心管中到中的一條板帶，按相應(yīng)的截面尺寸計(jì)算幾何參數(shù)和受力。為了計(jì)算方便，先將圓孔按面積相等、形心軸位置不變、對(duì)形心軸慣性矩不變，即按等面積、等剛度原則等效成矩形孔，再將計(jì)算單元簡(jiǎn)化為工字型截面。需依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002及相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)分別對(duì)正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)進(jìn)行抗裂、變形和承載力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果同時(shí)要滿足構(gòu)造要求。根據(jù)板端的約束情況，將支座約束簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支或考慮邊梁的抗扭能力。根據(jù)不同的支座約束情況，選取不同的內(nèi)力系數(shù)。

σck-σpc≤ftk；σcq-σpc≤0σck、σcq―荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合下抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土法向應(yīng)力；

σpc為扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后在抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的預(yù)壓應(yīng)力；ftk為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

抗裂按二級(jí)控制，即一般要求不出現(xiàn)裂縫。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一定程度放松規(guī)程要求。根據(jù)《無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T92-93）的規(guī)定，對(duì)無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板，混凝土平均預(yù)壓應(yīng)力不宜小于1.0N/mm2,也不宜大于3.5N/mm2，當(dāng)張拉長(zhǎng)度較短，混凝土強(qiáng)度等級(jí)較高或采取專門措施時(shí)，最大平均壓應(yīng)力限制可提高。

預(yù)應(yīng)力筋采用高強(qiáng)低松弛鋼絞線Фj15，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1860N/mm2。普通鋼筋采用二級(jí)鋼筋，直徑20mm。預(yù)應(yīng)力筋由抗裂要求確定，并滿足規(guī)程要求。普通鋼筋根據(jù)承載力計(jì)算，并滿足預(yù)應(yīng)力度不超過(guò)0.7。經(jīng)過(guò)計(jì)算，本工程中每個(gè)計(jì)算單元配5束預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋在板肋內(nèi)集中布置，板上部配4根普通鋼筋。

5構(gòu)造做法

板端：每個(gè)計(jì)算單元內(nèi)所配的5束鋼絞線集中布置在小肋內(nèi)，在張拉端和固定端存在較大的應(yīng)力集中，需要有足夠的截面和長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的擴(kuò)散，使預(yù)加力傳至計(jì)算單元整個(gè)截面。另外由于計(jì)算模型按單向板考慮，板端剪力較大?？紤]上述要求，需在板端做一定長(zhǎng)度的實(shí)心區(qū)，該實(shí)心區(qū)域一般不宜小于50cm。管間小肋：小肋中混凝土側(cè)向約束性能較差，而此處又是受力的主要部位，需要配置構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋既可約束肋梁內(nèi)混凝土，又可作為空心管的定位鋼筋。

6施工方法

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板的施工流程：支板底模，放樣，標(biāo)出肋梁、空心管的位置，板肋鋼筋的位置；鋪放板底鐵鋼筋、底鐵分布鋼筋；鋪設(shè)空心板肋梁骨架鋼筋及構(gòu)造鋼筋；放置預(yù)應(yīng)力筋馬凳、鋪放預(yù)應(yīng)力筋、張拉端節(jié)點(diǎn)安裝；鋪放、固定空心管；水電管鋪設(shè)、安裝；鋪放板上鐵鋼筋；支側(cè)模、端模；隱檢驗(yàn)收、澆筑砼；砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，張拉預(yù)應(yīng)力筋并進(jìn)行張拉端端部處理。與一般預(yù)應(yīng)力板比較，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板增加了空心管布置、肋梁綁扎工序，加上各種工種相互交叉，為了保證施工質(zhì)量和施工的順利進(jìn)行，施工前需進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。

合格的材料是確保工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，要嚴(yán)格控制材料質(zhì)量。為了保證工程質(zhì)量，在鋼絞線和錨具進(jìn)場(chǎng)使用前除了由生產(chǎn)廠家提供質(zhì)量合格證明外，還按國(guó)家規(guī)范規(guī)定進(jìn)行復(fù)檢，合格后方可使用。本工程中鋼絞線采用1860級(jí)高強(qiáng)低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1860N/mm2,直徑15.24mm。錨具必須采用國(guó)家一類錨具，錨具質(zhì)量符合GB50204-92的有關(guān)規(guī)定。固定端采用擠壓錨，張拉端采用單孔夾片錨。在施工過(guò)程中遇到空心管破損或無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋外皮破損應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或替換。

本工程中板跨度達(dá)到19.5m，是目前采用此項(xiàng)技術(shù)的工程中跨度最大的。經(jīng)過(guò)認(rèn)真設(shè)計(jì)和施工，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板在本工程中取得了圓滿成功，達(dá)到了預(yù)期效果。通過(guò)本工程中現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板的成功應(yīng)用，可得到以下結(jié)論：

6.1現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓板良好的使用性能為建筑布置的靈活性、多樣性提供了一種全新的選擇，適用于具有大開間、大跨度的公共建筑、民用建筑、輕型工業(yè)廠房中跨度在9~25m之間的樓板。

6.2簡(jiǎn)潔方便的設(shè)計(jì)和施工方法為此種體系的實(shí)施提供了保證。

6.3在空心管間的小肋中加構(gòu)造鋼筋，這樣做既有利于改善小肋的受