深圳技城區(qū)某地下結構預應力施工技術

深圳技城區(qū)某地下結構預應力施工技術

1區(qū)特點二區(qū)建筑大跨空間深圳衛(wèi)蘭海岸位于深圳南山入口處的后海路。是深圳目前最大的沿海社區(qū)之一。該工程共分三期,一期20余萬m2建筑面積,已建成使用;二期30余萬m2建筑面積,正在施工中。二期工程地下室為單層車庫,采用預應力框架結構,其中一區(qū)二段及二區(qū)部分為倒L型平面,由后澆帶分為兩塊近似矩形的施工段,地下室頂板結構布置如圖1所示。橫向布置的二區(qū)平面尺寸197.5m×106.9m,縱向布置的一區(qū)二段平面尺寸56.4m×159.8m。整塊結構平面內不設溫度伸縮縫。該工程柱網(wǎng)尺寸7.8m×8.0m,預應力框架扁梁體系,十字預應力次梁,框架梁及次梁均配置無粘結預應力筋?？蚣茴A應力扁梁截面尺寸1200mm×500mm,配24??j15.2424?-j15.24;預應力次梁截面尺寸600mm×450mm,配10?j15.24。地下室層高5m,框架柱截面500mm×500mm,樓板厚度180mm。結構采用膨脹混凝土,強度等級C40。地庫頂板以上需覆土1.35m,設計活載達1t。2整體分析內力分析由于本工程采用主次梁框架結構,層內桿件和節(jié)點數(shù)較多,超過TBSA程序的設計能力。所以,在整體分析內力時,對模型進行簡化處理,將整個結構在后澆帶處分成兩塊,由于左塊太大,將部分次梁去掉,然后,再用TBSA程序計算,因允許梁帶裂縫工作,所以,對梁的支座彎矩進行調幅,調幅值為10%。由于本工程活載較大,同時用了PK-PM系列軟件的SATWE進行了復核。3計算的鋼筋調整3.1裂縫控制過嚴國內外的大量實際工程顯示,我國現(xiàn)行“規(guī)范”和“規(guī)程”對預應力混凝土構件的裂縫控制過嚴。在裂縫控制過嚴的條件下,再保證結構在地震下有足夠的延性,則勢必大大增加普通鋼筋的用量,這顯然是不合理的。由于本工程處于室內干燥環(huán)境中,且無腐蝕物質存在。經(jīng)查閱大量相關資料并根據(jù)大量工程實踐經(jīng)驗,確定長期荷載下的裂縫寬度應控制在0.1mm以內。3.2內預應力筋部分失效為保證預應力梁的延性,同時,保證任意跨內預應力筋部分失效時不至于引起結構連續(xù)倒塌,在采用分段張拉的同時,設計上,保證普通鋼筋的配筋量不少于折算總配筋量的35%。3.3預應力張拉時梁的影響本工程縱向預應力構件連續(xù)張拉長度約為200m,橫向最大長度也超過100m。由預應力張拉引起的構件彈性壓縮對整個結構的影響是不容忽略的。對預應力張拉引起的預應力梁產生軸向壓縮,使與其相連的豎向構件中由于支座變形產生的附加彎矩,尤其是梁兩端的剪力墻或框架柱。由于整體分析無法考慮預應力張拉對整個結構的影響,按此結果設計的豎向構件的配筋將有可能不足,所以,適當增加梁端部豎向構件的配筋,并通過梁中微膨脹混凝土產生的微膨脹效應,有效地補償梁由預應力張拉引起的彈性壓縮。在同類工程中,當梁的兩端豎向構件的剛度特別大時,最好將此節(jié)點做成鉸結或施加預應力前做成鉸結,并在預應力施加完成后固結,以避免預應力施加時造成豎向構件開裂。4膨脹帶和頂板混凝土澆筑由于結構平面尺寸太大,為保證施工工期,滿足預應力盡快施加,節(jié)約頂板支撐模板的拆除時間,混凝土施工采用了膨脹帶和后澆帶結合的雙重做法。后澆帶在結構混凝土全部澆筑完成1個月后方能澆筑,僅在二區(qū)和一區(qū)二段交界的25軸附近設置1條。膨脹帶在結構澆筑完成并對接縫鑿毛處理后即澆筑。其平面位置為二區(qū)橫向設置3條,縱向設置1條;一區(qū)二段膨脹帶僅在獨立筒體間平行設置2條。膨脹帶的寬為1m。膨脹帶和頂板其余梁板均采用微膨脹混凝土。預應力筋在結構平面內搭接張拉,除在二區(qū)和一區(qū)二段交界的25軸后澆帶兩端分別張拉,并在后澆帶澆筑以后另行搭接預應力筋張拉外,其余各處均按結構一次性澆筑情況考慮搭接。預應力筋的平均長度約50m。頂板混凝土根據(jù)膨脹帶劃分施工段,從二區(qū)到一區(qū)二段流水施工,預應力張拉隨混凝土澆筑進程插入張拉,一般在混凝土澆筑6d后開始,每塊張拉5d后基本完成。頂板混凝土澆筑后均進行蓄水養(yǎng)護。地下室頂板結構施工從2001年2～5月全部完成。5預應力混凝土方案比選本工程地下室頂板原設計為普通梁板,后經(jīng)反復論證,改為預應力方案?，F(xiàn)就經(jīng)濟性作如下分析:(1)普通梁板方案(方案一):主梁500×900,次梁300×800。(2)預應力混凝土方案(方案二):主梁1200×500,次梁600×450。(3)通過中國建研院整體分析軟件TBSA電算和中國建研院預應力專業(yè)程序UP計算,得出以下結果:混凝土用量:方案一每m2梁板混凝土用量0.3225m3,方案二每m2梁板混凝土用量0.3675m3(根據(jù)TBSA混凝土量的統(tǒng)計),所以,方案一比方案二每m2少用0.045m3,C40混凝土按400元/m3計算,方案一比方案二每m2混凝土少用18.0元。鋼筋用量:根據(jù)電算統(tǒng)計,方案一比方案二每m2普通鋼筋多用20.0kg,方案二每m2多用5.5kg預應力鋼筋,預應力鋼筋施工按14.2元/kg計,普通鋼筋施工按4.5元/kg計,方案二比方案一每m2少用12.0元。綜合比較:從材料用量來看,預應力混凝土方案每m2與普通梁板方案造價相差不大,但預應力混凝土方案可以提高室內凈高40cm或保持室內相同凈高時可減少挖土40cm。深基中減少開挖40cm土層及相應的支護和降水費用,按經(jīng)驗計算造價約為60元/m2。可見,預應力混凝土結構是經(jīng)濟的,且預應力混凝土結構其撓度和抗裂性能更好,結構的耐久性也會大為提高。6延長框架結構間距深圳地區(qū)從上個世紀90年代中后期以來,經(jīng)過不斷嘗試,通過預應力技術的合理應用,先后建成大量伸縮縫間距突破規(guī)范限制的預應力框架結構,并比較成功地將預應力框架結構的伸縮縫間距擴大到100m左右。蔚藍海岸二期工程地下室結構從平面規(guī)模到結構布局的復雜程度,都具有很大代表性,伸縮縫間距已延長到200m左右。從工程效果上看,預應