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摘 要:本文根据工程实例,分析了工程施工的难点,对地下室采用预应力混凝土施工进行探讨.

关键词:地下室;预应力板;预应力梁;施工技术

1 工程概况

某工程结构体系为框架结构,地下室顶板采用无粘结预应力混凝土板.预应力筋采用直径为Φs15.2mm,1860级高强低松弛有粘结钢绞线和无粘结钢绞线,标准强度fptk等于1860MPa,锚具采用Q M型锚具,张拉设备配套采用YCW-1500/YCW-230型液压千斤顶及配套的高压油泵,油压表精度为1.5级,挤压设备采用GYJ-4500液压挤压机,灌浆采用高压砂浆灌浆机.本工程张拉控制应力系数为0.75,设计张拉控制应力σcon等于1395MPa,预应力张拉时混凝土强度不低于设计强度的80%.

2 本工程施工难点

2.1 有粘结预应力梁的波纹管接头

为避免出现漏浆现象,波纹管接头的搭接长度为25cm,并用胶带仔细缠裹,接头质量一定要保证,以避免漏浆.接头做法见下图示意.

2.2 有粘结预应力梁防止漏浆的处理办法

采用一端张拉方式的梁,在浇筑混凝土过程中要及时排查出气孔是否通畅.发现有漏浆现象要及时用水清洗.采用两端张拉方式的预应力梁,在浇筑混凝土后前2个小时内,每隔0.5小时来回抽动一次预应力筋,在2到4小时内每隔1小时抽动一次.

2.3 有粘结梁的排气孔设置

单跨梁在锚固端设置一个排气孔和一个备用泌水管,多跨梁每跨在最高点设置一个排气孔和一个备用泌水管,露出梁面的排气孔和泌水管端头用胶带仔细缠裹好,防止异物掉入排气管内造成堵塞,影响灌浆质量.

由于本工程在F～G轴,9～10轴各设有一条纵横向混凝土后浇带,A～B轴及2～10轴设有一条横向L形混凝土后浇带.穿过后浇带的预应力筋铺放完成后还需等待该处后浇带混凝土补浇后,达到设计要求的预应力张拉混凝土强度后方可张拉,故需采取可靠措施保护后浇带中铺放完成的预应力筋及波纹管,避免损坏,确保此跨张拉可顺利进行.有粘结波纹管透气管及泌水管留设示意图如下.

3 预应力混凝土板和梁施工

3.1 预应力板和梁施工流程

放线、编束→支设梁板底模、梁底起拱(1‰)和校正底标高→绑扎梁非预应力钢筋、板下部非预应力钢筋→画预应力筋坐标位置、焊接定位筋→波纹管敷设、固定→安装螺旋筋→固定张拉端、固定端垫板→安装梁侧模→穿预应力筋→支设张拉端模板→安装出气孔→自检、修补、验收→混凝土浇筑、养护→安装锚具→张拉→灌浆→拆除梁、板底模和支架→封锚.

3.2 预应力筋铺放施工工艺

3.2.1 预应力筋铺放前的准备工作

(1)对模板支撑系统的要求:模板和支撑要有较大的刚度和有效合理的传力系统,支设牢靠;梁张拉前必须拆除梁侧模,因此梁侧模的设置及其支撑应满足提前拆除梁侧模的要求.

(2)[JP3]准备端模:根据本工程实际情况和设计要求,在合端模前在预应力筋穿出位置处打孔,留孔尺寸同锚垫板尺寸.[JP]

(3)架立筋制作:根据本工程预应力筋索形图中曲形失高的要求施工,梁定位架立筋采用Φ10钢筋点焊于梁箍筋上,间距不大于1000mm.无粘结钢绞线采用“几”字形支架钢筋焊接于板底非预应力钢筋上,无粘结钢筋穿入相应的位置,无粘结钢铰线走向应平行,防止互相扭绞,然后将其理顺,使之平顺、流畅、过渡自然,最后用扎丝绑扎于支架上.如怀疑无粘结钢绞线有破损的可能时,应及时检查用水密性胶带进行修补.

3.2.2 预应力筋的铺放工作

在梁钢筋骨架及板面非预应力底筋绑扎完毕后,再进行梁、板预应力筋的铺放工作.预应力筋的铺放按以下步骤进行:

(1)在梁端部根据设计要求确定预应力体系选配,并按施工图纸要求定位预埋,如带有灌浆孔的喇叭管、垫板、穴模及附件等.安装锚垫板时,应保证标高轴线位置正确,要求垫板和钢绞线垂直,垫板位置同设计曲线重合,固定在柱或梁上.

(2)焊接支架钢筋,其位置及高度见施工详图.将波纹管安装就位,要严格按照设计图纸要求铺放,波纹管可直接绑扎在支架钢筋上.其中反弯点要求严格控制,垂直偏差不超过10mm,水平偏差不超过20mm,其他各点应当平滑连接,自然过渡,保证尺寸和曲线形状;波纹管、喇叭管定位要准确.横向位置一定要沿中心线或对称于中心线,不准打S弯.

连接接头的管径应比波纹管管道直径大一号尺寸,接头管长不低于25cm,两端分别全部拧入接头内,用胶带将接口密封好,在各接头处都要用胶带密封,不得漏浆.

在铺放中和铺放后及浇筑混凝土过程中,严禁碰扁或损坏波纹管,严禁在波纹管上用气焊.

(3)预应力梁在铺完波纹管后即将预应力筋穿入波纹管中.

(4)排气孔设置:单跨梁在锚固端设置一个排气孔和一个备用泌水管.多跨梁还应在每跨的支座处加放泌水管.露出梁面的排气孔和泌水管端头用胶带仔细缠裹好,防止异物掉入排气管内造成堵塞.

(5)密封所有连接部位,如喇叭管和波纹管处、张拉端预留安装群锚的部位及灌浆孔端头.

3.3 混凝土浇筑及振捣

浇筑混凝土时应认真振捣,保证混凝土密实.尤其是喇叭口承压板周围的混凝土严禁漏振,不得出现蜂窝或孔洞.振捣时,应严禁振捣棒直接碰撞波纹管、架立筋以及端部预埋部件.当浇筑混凝土后初凝1～2天后,应及时拆除梁端模,清理张拉端锚垫板.

3.4 预应力筋张拉

本工程预应力张拉采用双控,以控制张拉力为主,张拉伸长值作为校核.

3.4.1 张拉前准备

在张拉端要准备操作平台,平台可以单独搭设,也可以利用原有的脚手架,但无论用哪种,其操作面宽度要求大于等于1200mm,距张拉端1000～1500mm,平台设计承载力不得小于800kg,在张拉阶段其上还要搭设竖向钢管张拉门架,应有必要的安全防护措施,以便操作.

根据设计要求确定预应力筋控制张拉应力值,计算出其理论伸长值;实际伸长量和理论伸长值相比不应超过6%.张拉最终控制应力σcon按设计要求取用.本工程为:

σcon等于0.75ptk等于0.70×1860等于1395MPa.预应力张拉理论伸长值计算按规范要求进行,即采取分段计算法,具体公式如下:ΔLT等于LT0Fj•e-(kx+μθ)ApEpdx等于Fj•LTApEp•1-e-(kLT+μθ)kLT+μθ

ΔLT—张拉伸长值;

Fj—预应力筋张拉端张拉力;

Ap—预应力筋截面积;

Ep—预应力筋弹性模量;

k—每米孔孔道局部偏差摩擦影响系数;

μ—预应力筋和孔道壁之间的摩擦系数;

θ—[JP3]从张拉端至固定端曲线孔道部分切线的总夹角(rad).[JP]

理论伸长值计算时,预应力筋的摩擦系数取值如下表:

3.4.2 预应力施加顺序

按轴线顺序从一边向另一边推进对称张拉,使张拉设备移动线路最短.

3.4.3 张拉程序

有粘结钢筋用23t千斤顶预张拉,然后用150t千斤顶张拉,无粘结钢筋用23t千斤顶张拉.预应力张拉时应均匀缓慢升高油压,逐步张拉至控制应力.

预应力张拉程序为:0→0.2张拉力→0.5张拉力→1.00张拉力→持荷2min→张拉力.张拉时,可按张拉程序量测各级拉力对应的伸长值.

3.5 有粘结预应力梁孔道灌浆

3.5.1 制浆要求

(1)孔道灌浆采用32.5级普通硅酸盐水泥配制的水泥浆.

(2)水泥浆水灰比不宜超过0.4～0.42,为改善水泥浆的性能,可掺入减水剂.

(3)水泥浆应保证有足够的流动性,灌浆前应检查水泥浆的黏稠度.

(4)水泥浆自拌和至灌入孔道的间隔时间不宜大于20分钟,灌浆前应防止浆体沉淀离析.

3.5.2 灌浆操作

(1)预应力筋张拉结束后,应尽快灌浆,一般不宜超过48小时.以免预应力筋锈蚀或松弛.

(2)当预应力钢绞线超过一排时,孔道灌浆顺序为先灌下面孔道,后灌上面孔道,集中一处的孔道应一次完成,以免孔道串浆.曲线孔道由侧向灌浆时和竖向孔道灌浆时,应由最低点的压浆孔灌入水泥浆,由最高点的排气孔排水及溢出浓浆.

(3)灌浆应缓慢、均匀地进行,并应排气通顺;灰浆泵压力宜保持在0.5～0.7MPa,待孔道上全部排气孔、出浆孔溢出浓浆后,扎紧出浆管或堵塞排气孔及出浆孔并继续稳压灌浆30s以上,方可关闭灌浆喷咀阀门及连接管.卸拔连接管时,不应有水泥浆反溢现象.宜采用带有闸阀的灌浆连接管,在停止灌浆前,关上闸阀,4小时后再拆除连接管,避免压力下降及浆液流失.

(4)灌浆作业时,应如实填写现场施工记录,每个构件均应有灌浆施工记录.

3.6 张拉工作完成后张拉端处理

张拉后,应将锚具外露的预应力筋预留不少于30mm长度后,将多余部分用机械方法切断,支模后灌C40微膨胀混凝土封锚.张拉端外露预应力筋应在灌浆后再切割.

参考文献

[1]路成桥,倪萍.地下室预应力混凝土底板的设计和施工研究[S].广东土木和建筑.2003,(4).

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