后张预应力混凝土施工技术在高层建筑中的重要性.docx

1、后张预应力混凝土施工技术在高层建筑中的重要性 摘要 : 本文结合工程实例，分析了后张预应力混凝土施工的难点，并针对难点提出了相应的施工技术措施及注意事项，取得了良好的效果，可为类似工程提供参考。 关键词 :高层建筑；混凝土施工；后张法；预应力 0 前言 预应力混凝土技术是建设部重点推广的新技术之一 ,这种技术可使建筑结构无论在使用功能和结构性能方面 ,还是在工程施工、投资经济效益方面都具有突出的优越性。当代建筑向着大柱网、大开间、多功能方向发展 ,投资者总想在有限的建筑面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。预应力混凝土技术正是以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点

2、 ,迎合了当代建筑的发展趋向。目前 ,已被广泛应用于高层建筑、单层和多层建筑、地下建筑、超长建筑中 ,成为结构工程中的一种十分重要的新技术。 1 工程简介 某高层住宅楼地上 26 层 ,底下两层 ,为现浇框架剪力墙结构 ,总建筑面积为 77635m2,使用功能为商场、公寓。根据它的使用功能及结构设计要求 ,基础底板采用了后张无粘结预应力技术 ,首层顶板至 12层顶板部分框架梁采用了后张有粘结预应力技术。 2 预应力工程的施工难点 2?1 基础底板层无粘结预应力板筋 基础底板层预应力筋体量大间距小 ,柱上板带部位单位面积的预应力筋多达 28根。基础底板最厚处达 1250mm,因此预应力筋的施工顺

3、序、张拉端和锚固端的安装以及预应力筋的线形控制等方面都是工程的技 术难点。某些预应力筋的长度近 45 m,这样长的预应力筋在多跨连续底板中的线形控制也是一个技术难点。 2?2 地上部分有粘结预应力梁筋 首先 ,柱上普通钢筋、梁上普通钢筋均交汇于梁柱节点处 ,故梁柱节点处的配筋较多 ,普通钢筋与预应力波纹管之间的位置关系较复杂 ,如果处理不当 ,在施工中会出现波纹管没有位置的情况。其次 ,部分钢骨柱中配置了型钢 ,使得普通钢筋、型钢和预应力波纹管在布筋过程中也会出现位置相互干扰 ,因此梁柱节点处的布筋成为工程的难点。另外预应力筋张拉端处的群锚锚具体积较大 ,无法放置到柱中 ,只 能采用外锚的形式

4、 ,致使预应力筋张拉后的混凝土封锚成为施工中的难点。某些预应力梁为多跨连续梁 ,预应力筋较长 ,预应力筋在柱两侧需要搭接处理 ,搭接处的预应力筋布置也是预应力梁施工中的难点。 3 预应力施工技术 3?1 预应力施工工艺流程 3?1?1 无粘结预应力筏板部分 基础底板防水施工 轴线及柱定位 ,并做明显标识 绑扎基础底板下铁 依据轴线及柱定位定预应力筋间距 铺设预应力筋 ,预应力筋调整、绑扎、编束、固定 基础底板内管线、预埋件、预留洞口施工 绑扎基础底板上铁 预应力筋张拉端 组件安装、固定 浇筑混凝土 混凝土终凝后 ,拔出张拉端穴模后盖 ,并清理张拉端穴模内和承压板面混凝土、水泥砂浆 同条件混凝土

5、试块达到设计强度等级 100%后开始张拉预应力筋 安装锚具 安装千斤顶开始张拉 当油压达 10MPa 时测量记录预应力伸长值 当预应力达0?80con 测量记录预应力筋伸长值 退出千斤顶 切筋 (外露锚具 30mm),张拉端锚具防腐处理 混凝土封锚 (微膨胀混凝土 ) 整理张拉记录。 3?1?2 有粘结预应力梁部分 预应力筋下料、挤压、编束 搭设梁支撑系统 铺梁底模板 绑扎梁部分骨架钢 筋 确定预应力筋位置 ,焊定位钢筋 穿设波纹管 安装、固定张拉端承压板 人工铺设预应力筋 绑扎剩余梁钢筋 安装灌浆孔、排气孔组件 梁内管线、预留洞口及埋件施工 根据实际情况决定是否需要对预应力筋进行必要的调整

6、做隐蔽工程检查 安装梁侧模板 完成板的施工 做全面隐蔽工程检查 浇筑混凝土 混凝土养护 凿出张拉端承压板 达到混凝土设计强度后进行预应力张拉 切除多余的钢绞线并进行防腐处理 进行孔道灌浆 混凝土封锚 整理张拉记录。 3?2 预应力孔道成型 (即预应力筋的定位 ) 3?2?1 筏板部分无粘结预 应力筋的定位 由于基础筏板厚度比较大 ,一部分是 1350 mm,一部分是 850 mm。第一施工流水段的预应力筋为直线布置 ,在经过积水坑和电梯井时 ,预应力筋连续设置从坑底通过不断开。其它施工流水段的预应力筋在筏板中为曲线布置 ,施工中主要是靠设置马凳来保证预应力筋的最高点、最低点以及反弯点的高度。

7、3?2?2 预应力梁筋的定位 本工程预应力梁筋的定位有两种情况 ,一部分是地下室夹层顶板预应力梁 ,这部分预应力梁截面比较大 ,预应力波纹管的尺寸也较大 ;另一部分为首层顶板至 12层顶板中的预应力梁 ,梁高比较小。因此预应力梁的定位筋全部采用 12 的螺纹钢筋 ,每根定位筋通过 2点或者是 3点与框架梁的附加钢筋焊接或绑扎牢固 ,以保证定位尺寸准确。将预应力梁普通钢筋骨架绑扎基本完成后 ,进行预应力筋的定位放线工作。按照施工方案图纸放线时 ,要注意预应力束形图中预应力筋至模板的距离为预应力孔道中心至预应力梁底模板的距离。在梁柱节点及梁墙节点处 ,当预应力筋与普通钢筋或在其他部位与其他专业的管

8、线位置有冲突时 ,要提前加工翻样 ,并绘制节点详图 ,以确保预应力筋位置的准确 ,与其他钢筋不发生冲突。两个方向波纹管有交叉时应严格按照施 工方案图纸的尺寸进行定位 ,预应力筋定位筋的间距为10001500 mm。 3?2?3 波纹管的曲线孔道留设 本工程采用预埋波纹管孔道成型的方法 ,波纹管的连接采用同一形式大一型号的接头管 ,接头管 300400mm,其两端用密封胶带封裹。由于预应力梁普通钢筋多 ,波纹管多 ,柱子钢筋密 ,根据普通钢筋服从波纹管的原则 ,在梁钢筋绑扎时应相互协调 ,关键部位要提前做好翻样工作 ,事先让出孔道位置。对钢筋、预应力筋进行预排 ,对梁柱节点进行深化设计 ,同时梁

9、钢筋中部分箍筋在完成波纹管安装固定后再进行绑扎。在柱子 钢筋绑扎时 ,注意避让波纹管 ,并将柱子钢筋固定。波纹管的安装 ,应事先按预应力筋曲线坐标在附加钢筋上定出位置 ,焊接定位筋。定位筋焊接完成后沿定位筋穿设波纹管 ,并将波纹管与定位筋绑扎固定。波纹管安装过程中 ,孔道的尺寸和位置应正确 ,孔道应平顺 ,接头不漏浆 ,端部锚垫板应垂直于孔道中心线。波纹管安装完成后 ,用扎丝将其固定在定位筋上 ,并检查固定是否牢固 ,接头是否完好 ,管壁是否破损 ,如有破损及时用胶带修补。在完成波纹管安装固定后 ,安装灌浆孔和排气孔组件。对于连续梁 ,在曲线波纹管的最高点和最低点设置灌浆孔和排气孔。灌浆孔和排

10、 气孔的做法是用电钻在波纹管上开口 ,用带嘴的塑料弧形压板与海绵片覆盖并用钢丝扎牢 ,再接增强塑料管引出梁顶面100300 mm,同时为了保证在浇筑混凝土过程中灌浆孔和排气孔不被破坏及位置不被移动 ,安装完成后在增强塑料管内插入直径为 12 mm 的短钢筋。波纹管的接头形式及灌浆孔、 排气孔组件的安装如图 1 所示。 图 1波纹管接头及灌浆孔安装示意 3?3 预应力钢筋加工和穿束 3?3?1 钢绞线下料 下料时采用砂轮切割机 ,严禁使用电焊和气焊。钢绞线下料长度按下列公式计算 : 两端张拉 : L=L0+2 (L1+L2+L3+100) 单端张拉 : L=L0+L1+L2+L3+L4+100

11、式中 L0 为构件的孔道曲线长度 ; L1 为夹片式工作锚厚度 ; L2 为穿心式千斤顶长度 ; L3 为夹片式工具锚厚度 ; L4 为挤压锚长度 ; L1+L2+L3+L4+100 取 1000 mm。 3?3?2 预应力筋穿束 本工程采用先装管后穿束、整束人工穿入的穿束方案或单根穿入的穿束方案。对于工程中大多数长度超过 40 m 的预应力钢绞线下料 完成以后 ,根据图纸上钢绞线编束的要求进行编束 ,编束时先将钢绞线理顺 ,并尽量使各根钢绞线松紧一致 ,同一束内不扭转 ,然后用 20 号铁丝 ,每隔 11?5 m 进行绑扎。预应力穿束的工艺流程为 :固定波纹管并将导引铁丝穿入孔道 连接牵引钢

12、丝绳和钢绞线束 用导引铁丝将牵引钢丝绳穿入波纹管 人工前牵引、后推送。 3?4 预应力张拉端的设置 在预应力筏板中无粘结预应力筋的张拉端大多数都设置在后浇带中 ,在施工时支设后浇带模板要保证张拉端钢绞线能够顺利通过模板 ,并要保证锚垫板与锚具能够顺利安装。另外一小部分的无 粘结预应力筋的张拉端是在筏板上翘起张拉 ,在施工时预留张拉槽以便于张拉时进行锚具的安装。同时要注意尽可能避开墙体 ,避免墙体的施工导致以后预应力筋无法张拉。地上部分有粘结预应力梁张拉端的布置 ,在预应力筋张拉完成之后锚具不出柱子表面时 ,该部位施工时需要将柱子钢筋适当并筋 ,且梁的拐铁也需要避让锚垫板以满足设计要求达到的效果

13、。施工时主要注意承压板的位置及排列方式和排列尺寸必须满足设计要求。在张拉端布置比较密集的部位 ,如果螺旋筋无法放置时可采用钢筋网片。在张拉端锚具外露结构面时 ,要预留胡子筋。突出柱子表面的预应力梁的张 拉端大样如图 2所示。 图 2柱边张拉端大样 3?5 混凝土浇筑 在浇筑混凝土时 ,振捣棒不得直接碰撞预应力波纹管、张拉端组件、预应力筋及灌浆孔和排气孔组件 ,防止破坏波纹管而导致水泥浆体进入预应力孔道内。混凝土达到一定强度后 ,应及时拆除预应力梁张拉端的模板 ,清理张拉端锚垫板处的混凝土 ,以方便在张拉之前安装锚具 ,为张拉工序作好准备。 3?6 预应力筋张拉 在预应力工程的施工中 ,施加预应

14、力是整个工程的质量控制重点。根据设计要求及有关规范规定 ,工程中的预应力梁需要在混凝土至 少达到 100%设计强度以后方可进行预应力的张拉 ,跨后浇带的预应力梁需要在后浇带混凝土达到设计强度以后方可进行张拉。本工程的无粘结筋长度较大 ,在初期张拉伸长值与理论计算值之间存在很大差异 ,经过研究发现钢绞线的长度、弹性模量、孔道摩擦系数、预应力筋伸长值测量起始点以及测量起点以前预应力筋伸长值推算 ,是引起偏差的主要因素。因而我们要对引起伸长值差异的几个因素进行了探讨和修正。修正钢绞线的弹性模量和钢绞线长度。根据施工规范钢绞线理论伸长值的计算公式为 : 式中 Fp 预应力筋的平均张拉力 (kN); A

15、p 预应力筋的截面面积溯尹 (mm2); l 预应力筋的长度 (m); Es 预应力筋的弹性模量 (N/mm2) 3?7 预应力孔道灌浆 灌浆材料采用 42?5 级普通硅酸盐水泥 ,水泥浆体标准强度大于 30 MPa。灌浆时要求水泥浆的水灰比为 0?35左右 ,搅拌后 3 h的泌水率控制在 2%以内 ,流动度大于 200mm。为了增加孔道灌浆的密实性 ,在水泥浆中应掺入复合型的外加剂 -8%的 MNC2EPS。配合比为水泥 水 MNC2EPS=10?350?08 。对于无粘结筋 ,首先清理张拉穴孔 的穴模和无粘结筋油脂 ,安装锚具 ,张拉后用细石混凝土将穴孔灌实。 4 结语 该工程采用了预应力

16、混凝土施工技术 ,为提高工程质量和确保施工工期提供了保障 ,既达到了施工进度 ,又保证了质量的要求。在施工过程中由于大量采用了新材料、新技术、先进设施及相应的专业控制系统 ,科技含量高 ,所以该大厦被建设系统评为优良工程。 参考文献 : 陶学康 ?后张预应力混凝土设计手册 M.北京 :中国建筑工业出版社 , 1996. 李国平 .预应力混凝土结构设计原理 M.北京 :人民交通出版社 , 2000. JGJ/T92293,无粘结预应力混凝土结构技术规程 S.北京 :中国建筑工业出版社 , 1994. 建筑施工手册 (缩印本 ) M.北京 :中国建筑工业出版社 ,2003. 注：文章内所有公式及图表请以 PDF 形式查看。