超長無梁預(yù)應(yīng)力樓板的深化設(shè)計與施工

/超長無梁預(yù)應(yīng)力樓板的深化設(shè)計和施工［摘要］：本文著重介紹了石家莊盛典.蘇州住宅小區(qū)地下車庫無梁板預(yù)應(yīng)力平面搭接和張拉方案的深化設(shè)計、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的施工技術(shù)［關(guān)鍵詞］：無梁板；預(yù)應(yīng)力；無粘結(jié)；搭接；張拉施工臨沂開元.上城住宅小區(qū)地下車庫位于小區(qū)中心，四周和6棟26層住宅樓相連，車庫建筑面積9326.66m2，建筑平面縱向166.9m、橫向113.83m，標準柱網(wǎng)為8.1m×8.1m，頂板厚為350mm因地下車庫頂景觀布置須要，整個工程縱橫向（包括和四周高層住宅樓）均未設(shè)縫，屬于超長不設(shè)縫結(jié)構(gòu)。由于超長不設(shè)縫結(jié)構(gòu)施工難度大、易產(chǎn)生砼收縮裂縫，而且主裙樓沉降不均也會造成頂板裂縫。因此在施工中設(shè)置了四周后澆帶和中間三條后澆帶將結(jié)構(gòu)頂板分成長度合適的的六大塊，以防止沉降和砼早期收縮而開裂，平面布置如下圖所示：（陰影部分為地下車庫）該工程無梁頂板厚度為350mm，柱帽高200mm，平面尺寸為4000mm×4000mm，柱托為高500mm、頂面尺寸1600mmX1600mm的倒錐臺。預(yù)應(yīng)力筋接受Φ15.2、1860MPa低松弛鋼鉸線，張拉端接受DZM15-1型夾片錨，固定端接受DZM15P型擠壓錨具，均為Ⅰ類錨具，錨具效率系數(shù)η≥0.95，總應(yīng)變Σapu≥2％，張拉限制應(yīng)力為0.7fptR,施工時超張拉3％，即實際限制應(yīng)力為1.03×0.70fptR＝1341N/mm2，預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備接受FYCD230型千斤頂。頂板砼設(shè)計強度為C40。1．預(yù)應(yīng)力深化設(shè)計1.1預(yù)應(yīng)力搭接方案選擇為防止砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在溫度應(yīng)力作用下開裂，充分利用砼強度，本工程結(jié)構(gòu)頂板接受無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，以解決結(jié)構(gòu)超長問題。我們在深化設(shè)計中對結(jié)構(gòu)樓板施加預(yù)應(yīng)力提出了2種可行方案：1）后澆帶之間、后澆帶和地下車庫邊緣之間通長布置，后澆帶跨布置短預(yù)應(yīng)力筋張拉方案，這種方案是絕大多數(shù)有梁板結(jié)構(gòu)施工中接受的常規(guī)方案，其優(yōu)點是預(yù)應(yīng)力施工便利，不破壞原有結(jié)構(gòu)。但這種方案由于預(yù)應(yīng)力筋的搭接段較多，中埋設(shè)在后澆帶張拉段的預(yù)應(yīng)力筋僅起構(gòu)造作用，經(jīng)濟性差；2）跨后澆帶分段搭接，待后澆帶澆筑后張拉，在柱上板帶處設(shè)張拉槽，張拉筋在柱上板帶處搭接，這種方案不利處須要留設(shè)張拉槽，土建施工工藝困難，預(yù)應(yīng)力筋要在板面張拉，施工難度大，但這種方案可以節(jié)約預(yù)應(yīng)力筋，且張拉時無需切斷后澆帶處一般鋼筋。綜合本工程特點，對這兩種預(yù)應(yīng)力搭接方案進行了比較，從經(jīng)濟合理角度動身，我們選擇了第2種方案。1.2張拉方案的深化設(shè)計本工程8.1m方向最大連續(xù)布筋跨數(shù)為8跨，預(yù)應(yīng)力束長達76m，深化設(shè)計中考慮了2種預(yù)應(yīng)力張拉方案。一種是分段搭接、一端張拉，即：3+2+3跨分段搭接，一端張拉；一種是通長布置、兩端張拉，即：8跨一次預(yù)埋，兩端張拉。由于預(yù)應(yīng)力損失對結(jié)構(gòu)影響較大，為此我們對2種施工方案的預(yù)應(yīng)力損失進行了計算。通過計算分析可以看到：接受分段搭接、一端張拉預(yù)應(yīng)力損失約為47％，接受通長布置兩端張拉損失約為53％。這兩種方案的預(yù)應(yīng)力損失相差不大，考慮到通長兩端張拉方案更便于施工，我們選擇了通長兩端張拉為主要布置方案?？紤]到主樓施工進度落后于地下車庫，我們對邊跨預(yù)應(yīng)力筋進行單獨布置。1.3張拉端的構(gòu)造設(shè)計在張拉端結(jié)構(gòu)表面安裝預(yù)應(yīng)力錨墊板，并配置螺旋筋或網(wǎng)片筋作為局部承壓間接鋼筋。由于預(yù)應(yīng)力群錨承壓墊板面積較大，在建筑要求允許的狀況下，安裝時宜突出于構(gòu)件表面，避開減弱豎向構(gòu)件截面，即承壓墊板緊貼豎向墻板鋼筋焊接安裝。張拉后在構(gòu)件外做凸式封錨措施。但對于板類構(gòu)件而言，接受外露法張拉施工，對凸式封錨要求較高，且土建施工難度較大，在本工程中我們接受了板面開槽變角張拉，張拉端設(shè)置單孔錨墊板。接受內(nèi)凹方式安裝時，應(yīng)留意非預(yù)應(yīng)力筋布置是否滿足墊板安裝和張拉要求，特別是梁端彎筋和柱縱筋的排列間距。2．無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力主要施工方法2.1預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)布設(shè)依次將無粘接筋各搭結(jié)點的標高標出，對各搭接點相應(yīng)的標高兩個標高分別進行比較，若一個方向某一無粘結(jié)筋的各點標高均分別低于和其相交的各筋相應(yīng)點標高時，該筋先放置。依此編出全部無粘結(jié)筋的鋪設(shè)依次。布設(shè)要點1)、為保證預(yù)應(yīng)力筋的曲線形態(tài)，在曲線反彎點處放置預(yù)先制作好的馬凳筋，將馬凳筋和下部鋼筋綁扎堅實，支起預(yù)應(yīng)力筋，待預(yù)應(yīng)力筋調(diào)整好后用綁絲將預(yù)應(yīng)力筋和馬凳筋綁扎堅實；預(yù)應(yīng)力筋曲線圖如下：2)、先在板底模上標出預(yù)應(yīng)力筋的位置，布設(shè)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋時依據(jù)在板底模上標注的點和預(yù)應(yīng)力編號進行布設(shè)。預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)保持走向順直，削減平面外彎曲，兩端穿筋位置應(yīng)相互對應(yīng)；3)、板內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋為曲線布筋形式，其它各專業(yè)在施工時要留意避開變更預(yù)應(yīng)力筋矢高位置，施工中當一般鋼筋及水電管線和預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生位置沖突時，應(yīng)優(yōu)先保證預(yù)應(yīng)力筋的矢高位置；4)、預(yù)應(yīng)力筋鋪放完畢之后，逐根調(diào)直，同時檢查各點是否綁牢；5)、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的護套應(yīng)完整，局部破損處應(yīng)接受水密性膠帶纏繞包扎；6)、對于跨不同流水段通長布設(shè)的預(yù)應(yīng)力筋，為保證其在平面內(nèi)連續(xù)順直，在放線定位時，在先、后施工的流水段內(nèi)和二個流水段交接部位以同一參考點分別做出標注，使通長布設(shè)的預(yù)應(yīng)力筋在整個樓板內(nèi)保證順直；7)、一端張拉的預(yù)應(yīng)力筋可依據(jù)現(xiàn)場狀況確定張拉端方向。2.2混凝土施工要求1）嚴格限制混凝土的協(xié)作比，不宜運用早強劑，混凝土中氯離子含量不得超過0.06%；2）澆筑混凝土時應(yīng)細致振搗，保證混凝土振搗密實，尤其是預(yù)應(yīng)力筋張拉端及錨固端四周的混凝土嚴禁漏振，不得出現(xiàn)蜂窩或孔洞，振搗時，應(yīng)盡量避開踏壓碰撞預(yù)應(yīng)力筋以及端部預(yù)埋部件；3）在澆筑混凝土時，要支配人員細致看管，以防止?jié)仓炷寥藛T或其它人員將預(yù)應(yīng)力筋、承壓板位置變更；4)在預(yù)留混凝土試塊時應(yīng)增留二組試塊作同條件養(yǎng)護以確定張拉日期。5)端模：外墻處預(yù)應(yīng)力筋張拉端應(yīng)設(shè)端模。張拉端模板應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完成并將張拉端處承壓板焊接固定后再支，支此處模板時不行更改預(yù)應(yīng)力筋的方向及位置，端模接受上下夾板式端模（見下圖）。節(jié)點安裝1)將承壓板、杯套、穴模依次穿在預(yù)應(yīng)力筋上，張拉作用線應(yīng)和承壓板面垂直，承壓板點焊在一般鋼筋上；2)端部的預(yù)埋錨墊板垂直于預(yù)應(yīng)力筋，鋼筋較密時預(yù)埋錨墊板可前后交織不小于5cm放置，或接受上下兩排放置；3)錨固端已于現(xiàn)場施工前組裝好，按設(shè)計要求綁扎堅實即可；4)螺旋筋按設(shè)計位置配置并和一般鋼筋綁扎牢靠，并要貼近承壓板。節(jié)點安裝大樣詳見下圖：2.3預(yù)應(yīng)力筋張拉、切割張拉時間混凝土達到設(shè)計要求的強度并經(jīng)確認后方可進行預(yù)應(yīng)力筋的張拉。具體張拉時間按土建施工進度要求進行，張拉時的混凝土強度應(yīng)有書面試壓強度報告單。該工程和預(yù)應(yīng)力相關(guān)部分混凝土設(shè)計強度為C40，當混凝土抗壓強度達到或超過混凝土設(shè)計強度的100%時（以同條件混凝土試塊的試驗報告為準），方可進行預(yù)應(yīng)力筋張拉，張拉前不應(yīng)拆除無梁板的受力支撐。張拉依次車庫頂板中不跨越后澆帶部分預(yù)應(yīng)力筋待混凝土到達設(shè)計強度要求后即可進行張拉，其余跨后澆帶部分需待后澆帶混凝土達到設(shè)計強度要求后進行張拉。張拉時接受對稱張拉的方式從中間向兩邊進行張拉。張拉前的準備1)混凝土澆筑后要剛好清理張拉端錨墊板上的混凝土漿；2)電源：驅(qū)動油泵電源為380V，配電盤至少15A；3)混凝土養(yǎng)護達到設(shè)計規(guī)定的時間后進行強度試驗，張拉之前應(yīng)保證混凝土抗壓強度達到或超過混凝土設(shè)計強度的100%，出具合格的混凝土強度試壓報告；4)確定張拉限制應(yīng)力：依據(jù)圖紙要求σcon=1341N/mm2，即實際單根預(yù)應(yīng)力筋張拉力Ncon=187.7kN；5)設(shè)備配套標定及張拉力對應(yīng)的油壓值；預(yù)應(yīng)力筋張拉前所用千斤頂及配套油表需到具有相應(yīng)資質(zhì)試驗室進行標定校驗，并依據(jù)校驗報告計算出設(shè)計張拉力所對應(yīng)的油表讀數(shù)，以此進行限制。校驗報告有效期不得超過六個月，如千斤頂大修或更換油表則應(yīng)重新進行校驗；6)計算預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值，并在張拉前對張拉操作人員做好技術(shù)交底；7)張拉程序：0→1341N/mm2錨固。張拉、切割1)張拉限制:本工程預(yù)應(yīng)力筋張拉施工接受應(yīng)力應(yīng)變雙控。施工中接受一端或兩端張拉的施工方式，一端張拉時用一臺千斤頂在構(gòu)件一端進行張拉；兩端張拉時，將兩端的錨具安裝好后先對一端進行張拉，再到另一端進行補拉，使兩端的限制應(yīng)力滿足設(shè)計要求。張拉時對于較短的預(yù)應(yīng)力筋可以一次張拉到位并錨固。當預(yù)應(yīng)力筋長度超過確定長度時（一端張拉30m，兩端張拉60m）接受.張拉端的混凝土應(yīng)確保振搗密實，強度滿足設(shè)計要求，無疏松、空鼓現(xiàn)象；.張拉端墊板上的水泥漿應(yīng)清理干凈；.錨具在運用前應(yīng)細致檢查其外觀質(zhì)量；.安裝錨具時，將錨杯緊貼墊板,夾片敲緊,并使其平齊；.張拉過程中應(yīng)盡量減小讀數(shù)誤差；.張拉過程中加載和卸載的速度應(yīng)適中、不能太快，以使預(yù)應(yīng)力筋充分伸長，同時減小錨固回縮損失；.張拉時如發(fā)覺混凝土裂開、斷絲斷束現(xiàn)象，應(yīng)立刻停止張拉，待查明緣由并妥當處理后再接著張拉。2)伸長值的計算：預(yù)應(yīng)力伸長值△L，可按下式計算：式中：Fj——預(yù)應(yīng)力筋張拉端拉力；LT——從張拉端至計算截面的孔道長度；AP——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積；ES——預(yù)應(yīng)力筋的實測彈性模量。k——孔道每米局部偏差的摩擦系數(shù)；μ——預(yù)應(yīng)力筋和孔道壁的摩擦系數(shù)；θ——從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角。3)伸長值的測量測量預(yù)應(yīng)力筋外露長度L1，并作記錄；安裝千斤頂，啟動油泵進行預(yù)應(yīng)力筋張拉，張拉力達到設(shè)計值時測量預(yù)應(yīng)力筋長度L2，并作記錄，L2減去L1所得之差即為實際伸長值△L，△L=L2-L14)預(yù)應(yīng)力筋切割、封錨無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在張拉完成24小時后即可對錨具夾片30mm外多余預(yù)應(yīng)力筋進行切割。切割接受角磨機逐根進行，不得接受氣割或電焊。切割完成后應(yīng)盡快進行封錨工作，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋封錨前還應(yīng)在張拉端錨具夾片上涂防腐油脂并套封端罩加以愛惜，用和樓板同標號的混凝土封錨3、預(yù)應(yīng)力施工留意事項1）全部張拉設(shè)備應(yīng)經(jīng)法定部門檢定合格并在有效期內(nèi)方可運用，其油壓表刻度應(yīng)清晰、辨別率高，油管路接口處不應(yīng)漏油，以免由于張拉設(shè)備本身缺陷造成張拉限制力的錯誤。2）鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線必需有合理的時間，切忌邊鋪設(shè)邊澆搗混凝土。3）嚴格限制預(yù)應(yīng)力筋的矢高，特別是反彎點的高度，一般可接受馬凳筋支撐綁扎加以固定。4）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋曲線末端的切線應(yīng)和承壓板相垂直，曲線段的起始點至張拉錨固點應(yīng)有不小于300mm的直線段，張拉端承壓板中心圓孔應(yīng)倒角處理，保證預(yù)應(yīng)力筋和承壓板不能完全垂直時也能使張拉力通暢地傳遞。5）澆筑混凝土時，不得因振搗器的插入振動和混凝土的流淌變更預(yù)應(yīng)力筋、承壓板的位置及其相互垂直的狀態(tài)。6）張拉端、固定端的混凝土必需重點留意，應(yīng)輕輕振搗密實，防止在承壓板后面出現(xiàn)裂縫和空鼓現(xiàn)象，影響預(yù)應(yīng)力筋張拉效果。7）預(yù)應(yīng)力筋張拉時，混凝土強度必需達到設(shè)計要求，一般不宜低于設(shè)計強度等級的75%，且承壓板后的混凝土應(yīng)密實堅實。8）對曲線無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)使張拉力的作用線和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋末端的切線重合，嚴禁張拉時千斤頂和混凝土面相摩擦。9）預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中應(yīng)對限制張拉力、錨前張拉力、錨后張拉力、錨固損失、摩擦損失及相鄰束鋼絞線的影響，用壓力傳感器配測試儀進行抽樣檢測，當場給出檢測數(shù)據(jù)，以便剛好發(fā)覺問題找出緣由，立刻訂正。被檢鋼絞線應(yīng)具有代表性及特別性。10）預(yù)應(yīng)力樓板嚴禁隨意鉆孔，若安裝支吊架，宜事先在這些部位作預(yù)埋鋼板處理；板面