寧夏現澆無粘結預應力LM輕質管空心樓板施工工法

現澆無粘結預應力LPM輕質管空心樓板施工工法XX集團有限公司XX1前言現澆砼空心樓板結構是近年來我國大力推廣的一種新興工藝。其最根本的特點是現澆混凝土結構樓板空心化，在增加樓板截面有效高度的同時又減輕了樓板結構自重、提高了樓層有效凈空，在大跨度公共建筑中已得到較多推廣、應用?，F澆無粘結預應力LPM輕質管空心樓蓋是將預應力混凝土與LPM輕質管空心樓蓋兩種技術相結合產生的一種新形式混凝土結構，是以LPM輕質管為芯模、芯模間空隙布設預應力鋼筋并采用無粘結一端張拉的混凝土結構空心樓蓋。本工法是XX集團有限公司在銀川建發(fā)現代城項目施工中應用、總結而成的，獲XX集團有限公司2008~2009年度優(yōu)秀工法一等獎。2工法特點2.1樓蓋空心率大。空心率為30-65%，比一般圓形空心管填充樓蓋高5-12%。2.2方便管線安裝。輕質管上可開槽或穿洞，管線安裝不受限制。2.3輕質管重量輕，且不易破損。每平方米空心板范圍內輕質管重量僅3-10kg，水平及垂直運輸十分方便；輕質管為彈塑性材料，碰撞、踩踏時不易破損，且容易修補，施工安裝也相對簡單。2.4輕質管吸水率小。主材外面的隔離層具有防水作用，吸水率小于0.5%，便于混凝土的澆筑及振搗。2.5結構受力更合理。能按雙向受力的模式布置輕質管，可根據工程具體情況進行調整。3適用范圍適用于各種跨度和各種荷載的建筑，特別適用于大跨度和大荷載，大空間的多層和高層建筑。4工藝原理在現澆樓板中放置輕質管形成孔洞，沿布管方向的板的正截面變成了“工”字形截面，垂直于布管方向的板的正截面和“工”型截面的承載能力等量的實心板是相同的。LPM輕質管放置于現澆板內，既增加了截面的有效高高，又減少了混凝土的使用量，減輕了結構自重。同時充分利用無粘結預應力鋼鉸線高強、低松馳的特點，有效降低結構撓度，增加結構的承載能力。圖4-1受力模型簡圖5施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程施工準備施工準備滿堂承重腳手架搭設模板支設在模板上放樣綁扎板下層鋼筋網片綁扎肋梁、暗梁鋼筋水電管線盒安裝預應力鋼鉸線布設LPM輕質管鋪設板上層鋼筋網片綁扎預應力鋼鉸線固定LPM輕質管固定澆筑砼預應力筋張拉并錨固錨具端頭處理模板拆除圖5.1-1現澆無粘結預應力LPM輕質管空心樓板施工工藝流程圖5.2LPM輕質管施工操作要點組裝輕質管組合單元。根據設計要求，通過格柵連接，預先將三根輕質管拼裝成一個單元。圖-1輕質管組合單元放樣。根據施工放樣圖的要求，在模板上準確標出鋼筋網格位置、每個輕質管組合單元的位置和朝向、水電管線走向及線盒的位置。綁扎下層鋼筋網片。嚴格按照模板上的鋼筋位置線綁扎鋼筋，以免出現鋼筋與管線盒等發(fā)生位置沖突須進行調整的情況。底部雙向鋼筋綁扎完畢后，請監(jiān)理進行底部鋼筋驗收，以免輕質管布置完畢后，底部鋼筋無法檢查，并保證每個輕質管在每兩個最底層的鋼筋之間，同一個方向中間的正上方布置。鋼筋綁扎正確為以后輕質管的抗浮處理打下基礎。安裝水電管線盒。因本工程功能要求，線管盒的預留、預埋較多，管線縱橫交錯，特別是穿樓板的上下水管道，一旦埋下就不能再輕易鑿打和移位；電氣管線盒的預埋應盡量減少對樓蓋斷面的削弱，使線管盒盡可能在輕質管間肋處預埋，必要時可以將輕質管斷開、事后封堵的措施、或將輕質管鋸開或采用小尺寸輕質管避讓埋件，以讓出管線的位置，嚴禁穿透輕質管來布置線管。鋪設輕質管。將輕質管組合單元，按已經標出的位置放置在板中。當管線與輕質管發(fā)生沖突時，應先在輕質管相應位置上開槽讓管線通過，然后用膠帶將槽口封嚴，不露出聚苯泡沫。綁扎板上層鋼筋網片。先鋪放輕質管處板面的上部縱向鋼筋，再鋪放橫向分布鋼筋。施工時一定要注意對輕質管的成品保護，不得將重物壓在二者上面。固定輕質管。輕質管的定位是靠輕質管限位鋼筋（或墊塊）、輕質管格柵鋼筋來實現。限位鋼筋與限位墊塊限制輕質管的上下錯動，馬凳與格柵鋼筋限制輕質管的左右錯動；靠三種鋼筋的摩擦力限制輕質管的前后錯動。在安放輕質管之前先固定好馬凳鋼筋，穿好限位鋼筋后再放輕質管，限位鋼筋定位要求準確，一定要牢固綁扎或者點焊在底筋上，位置絕對不允許錯動。馬凳鐵、限位鋼筋、格柵、限位墊塊見以下3圖圖5.2.7-1圖5.2.7-2圖5.2.7-1空心板抗浮處理抗浮措施首先是選好抗浮控制點，要分布均勻，抗浮鐵絲要綁扎牢固。本工程把控制點設在小肋處，呈梅花型隔肋交錯設置，間距約1m，靠梁一排，以距梁邊10cm以內為宜，抗浮鐵絲或抗浮拉桿要固定牢固可靠。選用12號鐵絲垂直固定抗浮控制點，先將鐵絲一端在垂直于控制點的模板上從孔中往下穿出，與模板的支撐系統(tǒng)綁牢后將鐵絲端頭從孔中住上穿回。當安放好輕質管、綁扎好板上鐵及分布筋后，將鐵絲的兩個端頭在抗浮控制點對應的上層鋼筋處擰緊。為了真正做到垂直安裝抗浮控制點，需在小肋部位的底模上打孔，打孔工作應當在模板上普通鋼筋剛放好樣，小肋部位已確定后及時進行。圖5.2.8-1另外，也可采用帶溝螺桿，在模板上打孔，下圖采用100×100×10mm的鋼板進行擰緊固定；當安放好輕質管、綁扎好板上鐵及分布筋后，就可將鐵絲的兩個端頭或螺桿在抗浮控制點處擰緊。抗浮措施對保證工程質量非常重要，施工班組一定要提高認識，綁扎一定要牢固可靠，否則抗浮措施一旦失敗，樓層標高將無法控制。不得利用底層鋼筋作抗浮固定，防止砼澆筑過程中輕質管和底層鋼筋一塊上浮?？垢》绞揭娤聢D：圖5.2.8-2輕質管與管線相交的處理措施輕質管施工對電線管的鋪設要求：有輕質管的地方電管應盡量橫平豎直鋪放。橫向為垂直輕質管，應盡量走兩端實心區(qū)或兩道管的銜接處，如無法實施可在輕質管上局部開槽，給線管留一個通道，然后對輕質管開槽處進行修補加強。圖5.2.9-1空心板現場清理。利用吸塵設備，將輕質管開槽及抗浮鉆孔所產生的碎屑清除干凈。5.3預應力混凝土施工操作要點無粘結預應力筋的下料及存放1預應力筋的下料：根據圖樣設計要求，先求出鋪設鋼絞線走向的設計曲線方程，并計算相應數據，經設計單位認可后，按照預應力筋的長度、張拉設備及錨具系統(tǒng)的組裝要求，進行鋼絞線的下料計算，同時，結合施工現場屋面的實際尺寸，試配下料符合實際后，進行統(tǒng)一下料和固定端錨具與鋼絞線的組裝。應用砂輪切割機切割，嚴禁使用電焊和氣焊。2預應力筋的存放：將各種類型的預應力筋按照圖樣的不同規(guī)格進行編號掛牌堆放。無粘結預應力筋運到工地后，在鋪放使用前，應將其妥善存放在干燥平整的地方，避免污染，下面設墊木，上面采取防雨措施，以免材料及組裝配件的銹蝕。張拉端錨具、配件要存放在室內，運輸、存放時都要避免預應力筋外皮破損。5.3.2預應力筋的鋪設圖-1預應力鋼絞線布置示意圖預應力筋用定位架立筋為寬度同暗梁寬度的用12螺紋筋制作的馬凳，馬凳間距按設計要求布置，一般間距1～1.5m。用電焊或綁扎的方式將馬凳固定在板底鋼筋上。為確保預應力筋的位置，應待非預應力筋鋪設完成后，再鋪放預應力筋。無粘結預應力筋布置位置及矢高必須符合設計要求（如圖）。鋪設應嚴格按設計尺寸進行劃線定位，水平方向定位誤差為±30mm，沿板厚方向定位誤差為±5mm。每隔1m設一個馬凳控制曲線高度，在曲線的波峰和波谷處，以及反彎點處必須綁扎，以保證曲線部分無粘結預應力筋位置準確。預應力筋的鋪放須各自保持平行走向，嚴禁扭曲。5.3.3固定端的制作在端部70-75mm范圍內剝去外包塑料，同樣對預留端頭采用膠帶包裹嚴密，防止油液滲出。擦去固定端鋼絞線上油脂，然后套上錨墊板，墊板尺寸為90×90mm，厚度為16mm，旋入鋼絲襯套，要求密排裹緊，用擠壓機擠壓。墊板前頭用卡扣擰緊，以防止墊板和擠壓錨中間有空隙，墊板前套入φ6螺旋筋。成型后的擠壓錨端頭外露鋼絞線長度不少于300mm。5.3.4張拉端的設置張拉端的錨墊板后面焊三道鋼筋網片，澆筑砼時應振搗密實。張拉端按照錨具大小，采用木膠板制作木盒作為穴模，以防澆筑砼時將錨墊板埋住?；炷翝仓戤厬皶r拆除模板，并將張拉端的穴?？鄢觯謇砘炷?，形成凹口，以便于安裝錨具、方便張拉。5.3.5無粘結預應力筋的張拉與封錨1無粘結預應力筋的張拉張拉前應有混凝土立方體試塊抗壓強度報告?；炷翉姸冗_到設計強度80%以上后用ZB500油泵和YC-25千斤頂張拉預應力筋。張拉時做到孔道、錨杯、千斤頂三對中。張拉預應力筋分三級加荷并超張拉，即（持荷2min）。張拉控制應力，張拉力，（為鋼絞線面積）。預應力筋張拉力應嚴格控制。表預應力筋張拉力控制表配筋形式配筋量鋼絞線截面積Ap/mm2張拉力Np/kNN備注100%張拉力100%超張拉力力無粘結板115.24140182188單根張拉張拉預應力筋采用“控制張拉力為主、控制伸長值作校驗”的方法。預應力筋張拉錨固后實際建立的預應力值與設計規(guī)定檢驗值的相對允許偏差為±5%。預應力筋中建立初應力（）時千斤頂活塞伸長量為，張拉至時千斤頂活塞伸長量為，則實際伸長量為。實際張拉伸長量與理論伸長量相比較誤差不應超過+10%～-5%，否則應停機檢查原因，調整處理后方可繼續(xù)張拉。2錨固端頭的處理錨具是無粘結預應力筋的關鍵部分，對錨固區(qū)的保護非常重要，應予以格外重視。張拉錨固完畢后切除無粘結筋外露的多余鋼絞線，切除后露出夾片外長度50mm。然后，用環(huán)氧樹脂膠泥涂刷穴槽內壁外露鋼絲錨具，使之成為一個封閉的系統(tǒng)，以防止外界有害物質侵入造成銹蝕，同時增強新老材料間的粘結，最后用高一標號的微膨脹細石混凝土封閉張拉穴槽，外面再刷一層防水涂料?；炷恋臐仓罢駬v混凝土澆筑是一系列工序的最后一個環(huán)節(jié)，特別是振搗的好壞直接影響現澆樓板的受力，所以混凝土施工前后需注意以下幾點：1空心樓板的澆筑采用泵送商砼一次澆筑成型，砼塌落度不小于200mm，粗骨料的粒徑也不宜大于25mm。2在驗收前，應將模板內的雜物清理干凈。經項目質檢部門預驗收合格后，再請監(jiān)理工程師共同進行隱蔽驗收。驗收后，及時辦理好簽證手續(xù)。3澆筑前對輕質管先澆水潤濕，并鋪設架空施工便道，嚴禁將施工機具放置在輕質管上，施工操作人員不得直接踩踏輕質管。4為保證質量，混凝土卸料應均勻，避免堆積過高損壞輕質管，振搗采用φ30振動棒，并盡可能避免觸碰輕質管及固定裝置。5澆筑宜沿著輕質管縱軸單向進行，不宜沿著垂直輕質管方向做多點圍合式澆筑。6材料與設備6.1主要材料預應力筋本工程預應力筋采用強度1860Mpa、直徑15.2㎜的無粘結預應力低松弛鋼絞線，設計張拉控制應力為1302Mpa。預應力筋為一端錨固一端張拉。預應力按照無粘結預應力成套技術工藝，通過專用設備涂以防腐潤滑油脂，并包裹高密度聚乙烯而成；預應力錨具采用I類錨具，無粘結張拉端為單孔夾片式錨具，由單孔錨具、錨板、穴模、螺旋筋組成；錨固端為擠壓錨，由擠壓錨具、承壓板、螺旋筋組成。鋼絞線尺寸及性能如表1所示。表6.1.1-1鋼絞線材料性能鋼絞線型號直徑截面面積抗拉強度標準值極限負荷屈服荷載伸長率%無粘結塑料皮厚度彈性模量15.213918602592203.5180000輕質管空心板填充所用LPM輕質管是“一種帶硬質加強層的輕質發(fā)泡材料填充件”。LPM輕質管是一種帶加強及隔離層的聚苯乙烯泡沫塑料填充體，外帶加強及隔離層。聚苯泡沫表面密度為16。LPM輕質管上表面有防水保護層與加強層。不吸收混凝土中水分，保溫性能好，其強度能滿足施工中操作及抗浮的要求。本工程根據板厚選取材料尺寸為：296*150*1000mm（寬*高*長），每3根輕質管為一個組合單元。材料截面尺寸如圖：圖6.1.2-1輕質管斷面示意圖輕質管采用專利產品，其生產工藝可靠，產品質量輕、不吸收混凝土中的水份、保溫性能很好；經過多個工程的實踐檢驗，使用性能良好。質量要求表6.1.2-1尺寸允許偏差的規(guī)規(guī)定：項目允許偏差(mm))長度L≤500±8L＞500±10斷面尺寸D≤300±5＞300±8端面平整度D≤300≤5D＞300±8填充體平直度L≤500≤5L＞500≤8物理力學性能表6.1.2-2項目規(guī)格技術指標線密度(kg/mm)80≤D＜2000≤1.8200≤D＜3550≤3.5350≤D＜5000≤5.5500≤D＜6550≤8.0650≤D＜8000≤10.0體積吸水率(%))≤2抗壓荷載(kg//m)≥100抗振動沖擊振動1min.無裂紋紋、無破損6.2主要設備表6.2-1主要設備表名稱型號數量備注千斤頂、液壓油泵泵、壓力表25T/380VV/750WW3套須配套標定電線盤220v2套電線盤380v攪拌器1臺砂輪鋸18㎝/220v/7550w2個配套鋸片大砂輪鋸35㎝/380v16000w2個配套鋸片黑膠帶4箱電焊機3000w/3880v1臺工具箱1個常用工具鐵絲5把8#7質量控制7.1質量評定標準按照中華人民共和國國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50524-2002）和中華人民共和國行業(yè)標準《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規(guī)程》（CECS/175-2004）以及現澆混凝土空心樓蓋(05SG343）的規(guī)定進行質量評定，工程質量必須符合上述標準的要求。7.2LPM輕質管的質量控制及要求輕質管目前尚無國標或行業(yè)標準按照行業(yè)標準進行驗收。輕質管進場時，應按連續(xù)進場不超過5000件為一個檢驗批，檢查產品合格證、出廠檢驗報告，同時監(jiān)理也應對輕質管進行見證取樣，送具有相應檢測資質的檢測單位進行復檢。對每個檢驗批輕質管的外觀質量應全數目測，并對其外觀質量、尺寸偏差進行檢查，符合規(guī)范允許偏差要求的方能使用。7.2.2類型與規(guī)格LPM輕質管按斷面形狀分為標準型（圓形）和異型（扁弧、長弧、橢圓、對稱多邊、非對稱多邊）。標準型以其直徑作為特征代表值D(單位：mm)；異型以其斷面最大與最小尺寸的平均值作為特征代表值D(單位：mm)以外包尺寸大小作為產品的規(guī)格，尺寸范圍是：寬度80-800mm、高度80-1000mm、長度200-2000mm。7.2.3質量控制措施1輕質管要防止堅硬金屬剮碰；同時電、氣焊作業(yè)不得緊貼輕質管進行，避免燒出孔洞。若輕質管表面出現破損，應及時修補，當破損面積超過總表面積的30%時，應更換成完好的輕質管。澆筑混凝土時，一定要搭設馬道，避免直接在輕質管上作業(yè)。2在施工過程中，輕質管應免受撞擊和擠壓，在運輸、堆放時均應小心輕放，嚴禁甩扔。在吊至施工部位時，用專用的吊籃吊運，以防損壞。在板面筋綁扎完畢以后，如發(fā)現有損壞的，應采取粘貼膠帶紙等方法及時密封。3輕質管的位置（包括絕對位置和相對位置）準確和整體順直對于滿足設計要求非常重要，輕質管的豎向位置過大偏差將導致板的承載能力受到影響，輕質管橫向位置的過大偏差將導致空心樓板肋間混凝土的尺寸不滿足設計要求，板的實際截面尺寸不符合要求。特別是輕質管于梁邊之間的間距要嚴格按圖施工。4管線的預留、預埋要與鋼筋和輕質管的安裝密切配合，要堅持與軸線方向盡量平行布置在樓板實心區(qū)域、肋寬區(qū)域內的原則，少交叉，少打斜，避免出輕質管與管線交叉打架的現象。當無法避開時，可對輕質管采取斷開或鋸缺口的措施，所造成的破損應及時封堵。7.3預應力筋的質量控制和要求7.3.1預應力筋張拉前嚴禁拆除底部支撐，待預應力筋全部張拉后方可拆除。7.3.2預應力損失影響到結構的工作性能，是預應力結構的重要特性。表為關于本工程的預應力損失計算值。在施工中，應采取措施降低相應的預應力損失。本工程預應力筋采用一端張拉，為減少預應力筋與預留孔道壁摩擦引起的預應力損失，張拉端分別設置在構件的兩端。這樣既可以使兩端受力一致，又可以減少端部混凝土的局部應力，避免形成縱向裂縫。另外與設計單位協(xié)商，在保證計算的前提下選用小變形夾具，減少墊板，增加臺座長度，盡力減小錨具變形引起的預應力損失。表預應力損失計算值引起損失的因素符號后張法應力損失各項預應力損失的百分率張拉端錨具變形和和鋼筋內縮25.042%預應力筋與孔道壁壁之間的摩擦擦26.372%預應力鋼筋的應力力松馳103.727%混凝土的收縮和徐徐變132.0310%7.3.3張拉端的承壓板須有可靠固定，嚴防振搗混凝土時移動，并需保持張拉作用線與承壓板垂直（綁扎時應保持預應力筋與錨杯軸線重合）。承壓板與端部模板之間必須連接牢固，避免出現空隙。7.3.4在預應力筋的張拉端和錨固端各裝一個螺旋筋，要求螺旋筋要緊靠承壓板和錨板。螺旋筋用φ6鋼筋制作，螺旋筋環(huán)繞圈數為4，螺距為30mm。7.3.5工具錨夾片，應注意保持清潔和良好的潤滑狀態(tài)。新的工具錨夾片在第一次使用前，應在夾片背面涂上潤滑脂。以后每使5～10次，應將工具錨上的夾片卸下，向錨板的錐形孔中重新涂上一層潤滑劑，以防止在退楔時卡住。潤滑劑可選用石墨、石蠟或專用退錨靈等。7.3.6預應力筋穿束過程中，遇到洞口阻礙的，預應力筋應平緩繞過洞口，距洞口邊不宜小于150mm，在彎折位置安裝構造鋼筋。7.3.7預應力筋遇有電纜管（尤其是硬質聚氯乙烯管）相交時，必須將電纜置于預應力筋上面，防止張拉過程中壓壞。7.3.8張拉過程中，當個別鋼絲發(fā)生斷裂時，可相應降低張拉值，但斷裂數量不能超過同意截面預應力筋總數的2%，一束鋼絲只允許斷裂一根。7.3.9從預應力筋開始鋪設直到混凝土澆筑，嚴禁在預應力筋周圍使用電焊，以防預應力筋通電造成強度降低。8安全措施8.1建立安全保障體系，由項目負責人全面管理，安全員具體負責施工安全。8.2在進行技術交底時，同時進行消防及安全施工交底。8.3空心板施工人員進入現場應遵守工地各項安全措施要求，進行文明施工，嚴格遵守總包及業(yè)主制定的各項現場作業(yè)相關規(guī)定。施工人員進場必須戴安全帽，不準穿拖鞋上崗，不準喝酒及打架斗毆。施工現場嚴禁吸煙，嚴格遵守工地的消防規(guī)定。8.4用電時應注意防止漏電，接電應由專業(yè)電工操作，明火作業(yè)時附近必須設有專人看火，配備滅火工具，且空心板安裝時盡量避免同層及同部位作業(yè)施工，遠離明火作業(yè)區(qū)域。8.5輕質管裝卸須小心輕放，不得甩扔，防止傷人。8.6輕質管必須搭好鋼管架堆放整齊，碼好歸堆，堆放高度不得超過2m。8.7操作人員不得踩在輕質管上玩笑、打鬧。8.8吊運必須由專人負責，每次吊運前必須檢查吊籃工作性能是否完好，吊籃下嚴禁站人。8.9雨天工人作業(yè)，需戴手套，穿雨鞋，注意防滑。8.10破損的輕質管要集中堆放好統(tǒng)一處理，不得隨意亂扔，上了樓面后發(fā)現的破損的管，須統(tǒng)一吊下來，不得從樓面扔下來。9環(huán)保措施9.1施工時所需材料用多少領多少，保持作業(yè)面清潔。每日收工時將剩余材料返回庫房。9.2夜間施工嚴禁大聲喧嘩，以防噪聲擾民。9.3由于工程所用輕質管主要是由聚苯泡沫構成,施工及保管不當容易造成白色污染。因此施工過程對于材料的運輸、保管、鋪放應由專人負責，搬運過程輕拿輕放，外表一旦發(fā)現破損就及時修補或現換。現場鋪放時按需供給，施工面不過多堆放，避免輕質管的堆放影響其它工種的施工，同時減小了材料的人為破損。10效益分析10.1經濟效益采用現澆有梁空心樓蓋時，可平均降低層高200-300mm左右，而采用無梁空心樓蓋，則可平均降低層高300-400mm，取降低層高300mm分析，一般地每