無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工技術(shù)在大型結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工技術(shù)在大型結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料在建筑中的應(yīng)用，促進了我國建筑業(yè)的快速發(fā)展。近年來隨著人們對居住及使用功能方面的不斷要求,預(yù)應(yīng)力筋因其具有較大的優(yōu)勢(改善結(jié)構(gòu)的使用性能、提高結(jié)構(gòu)的耐久性、減小構(gòu)件截面高度、減輕自重、充分利用高強鋼材、具有良好的裂縫閉合性能與變形恢復(fù)性能、提高抗剪承載力、提高抗疲勞強度、良好的抗震性能、結(jié)構(gòu)跨度大、靈活的空間布置、具有良好的經(jīng)濟性;無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋因與混凝土不直接接觸而成為無粘結(jié)狀態(tài),另較有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)還有其自身的特點:在施工時不需要事先預(yù)留孔道穿筋和張拉后灌漿、施工簡便、加快模板的周轉(zhuǎn)速度等優(yōu)點,極大簡化了常規(guī)后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝),在世界各地工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,本文通過江西省上饒市人民醫(yī)院綜合住院大樓工程實例,對梁板無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的施工技術(shù)略作總結(jié),以供實踐參考。1分離式結(jié)構(gòu)—工程概況:江西省上饒市人民醫(yī)院綜合住院大樓工程地下二層(含一層箱形基礎(chǔ)),地上17層(含設(shè)備層),建筑面積為43000m2,框架—剪力筒結(jié)構(gòu),建筑總高度為64.5m,6度設(shè)防,三級抗震。本工程二層(含二層)以上樓板均采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),框架梁截面為300×700(寬×高),樓板厚度均為200mm,樓板中部設(shè)暗梁,梁高同板厚,樓板最大跨度為50m。2預(yù)應(yīng)力鋼束性能2.1無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋:本工程單層建筑面積為2500m2,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋:727條,計21t。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋采用由江西新余新華金屬制品有限公司生產(chǎn)的1570級“7Ф5”低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲束,抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1570N/m2,其性能均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.2錨具系統(tǒng):無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉端錨具選用廣西柳州南部預(yù)應(yīng)力配套公司生產(chǎn)的Ⅰ類QVM15—1系列錨具(夾片錨具),其質(zhì)量符合國家有關(guān)規(guī)定。2.3其它材料也應(yīng)符合《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混疑土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T92—93)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3抽樣檢測及設(shè)備安裝3.1無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋:預(yù)應(yīng)力鋼絲束應(yīng)具有出廠檢驗證明,其性能指標(biāo)應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn),預(yù)應(yīng)力筋在使用前,按進場的批次進行抽樣檢測,以每60t為一批次。3.2錨具:錨具應(yīng)具有出廠檢驗證明及錨固性能檢驗證明,使用前應(yīng)對錨具以每2000套為一批次進行抽樣檢測。3.3張拉設(shè)備:張拉設(shè)備在張拉前送國家計量單位進行標(biāo)定檢驗。3.4預(yù)應(yīng)力筋在固定端處加工成鐓頭,鋼絲鐓頭按規(guī)定對其進行抽樣檢測,主要是進行抗拉試驗。4無連接預(yù)制鋼筋的施工過程4.1無粘性鋼筋的加工4.1.1下料清單的確定預(yù)應(yīng)力筋斷料前,應(yīng)認真根據(jù)施工圖紙,考慮其曲率、錨固端保護層厚度、張拉伸長值及混凝土壓縮變形、張拉方法、錨固形式、預(yù)留張拉長度等因素計算下料長度。下料清單應(yīng)經(jīng)專業(yè)施工技術(shù)人員核對,因每根預(yù)應(yīng)力筋都不得有接頭,所以下料的準(zhǔn)確尤為重要。斷料采用砂輪鋸成束切割,切割時采取水冷措施,綱絲束切割端應(yīng)平直,同一束各根鋼絲下料長度的相對誤差值不應(yīng)大于計算下料長度的1/5000,且不得大于5mm。本工程預(yù)應(yīng)力采用一端張拉,其下料長度L計算如下式:L=L0+L1+L2+L3式中:L0——構(gòu)件內(nèi)預(yù)應(yīng)力束長度L1——錨墊板厚度L2——夾片式工作錨具厚度L3——張拉端外露預(yù)留長度4.1.2砂體的固定端加工①在下料的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的端頭,剝掉300～400mm的外包層,套上長度為500mm直徑為400mm的塑料軟管,以防場地上的砂石粘附于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋油脂上,從而影響固定端加工;②穿錨具時嚴(yán)禁用鐵器,待鋼絲束穿入錨具(固定端后),使用液壓鐓頭機,將鋼絲束擠壓成直徑為7.5mm,厚度為5.0mm的鐓頭(鐓頭外形要求圓整,肉眼觀察鐓頭不偏斜,鐓頭頸部母材斷面不削弱,并抽樣送檢);③為防止鐓頭在七孔板處后縮,在其后加一塊厚度為1.5mm的鋼板,用螺絲固定。4.1.3預(yù)應(yīng)力筋盤的檢驗預(yù)應(yīng)力筋加工完畢后,檢查預(yù)應(yīng)力筋的外涂層是否發(fā)現(xiàn)有局部破損,如有應(yīng)用水密性膠帶進行纏繞修補,纏繞長度應(yīng)超過破損長度,膠帶搭接長度不應(yīng)小于膠帶寬度的1/2;若破損長度超過400mm者應(yīng)更換。待檢查完畢后,將整條預(yù)應(yīng)力筋盤成圓盤狀,并在端頭用橡膠片標(biāo)明長度及編號。將相同標(biāo)牌的預(yù)應(yīng)力筋統(tǒng)一堆放,再用材料標(biāo)識牌,標(biāo)明此堆半成品材料使用的部位、長度,以便施工時不致混亂。4.2預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)及質(zhì)量控制為保證本工程樓板中預(yù)應(yīng)力筋的施工質(zhì)量,經(jīng)過研究后確定樓板施工工藝流程圖(詳圖1)。根據(jù)工藝流程,梁板模板安裝完畢,經(jīng)檢查合格后,進行預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)放樣,先標(biāo)出兩個方向的預(yù)應(yīng)力筋交叉點的標(biāo)高,以先下后上的鋪設(shè)原則(避免兩個方向的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋相互穿插鋪放),繪制出預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)的順序圖。待梁筋與板底鋼筋綁扎完畢后,將預(yù)應(yīng)力筋半成品材料按先下后上原則用有彈性的吊索(嚴(yán)禁使用堅硬的吊具)吊至樓板堆放,按鋪設(shè)順序,先鋪設(shè)標(biāo)高較低的預(yù)應(yīng)力筋,固定預(yù)應(yīng)力筋固定端的位置(固定端如圖2所示),將其固定于外圍梁筋上(待固定端安裝固定完畢后,再進行梁箍筋的調(diào)整,若遇到梁面鋼筋為兩排筋時,應(yīng)經(jīng)設(shè)計院同意調(diào)整二排筋位置,以確保預(yù)應(yīng)力筋固定端位置的準(zhǔn)確),并保證尾部有50mm的保護層。后順其順直的方向鋪放預(yù)應(yīng)力筋,預(yù)應(yīng)力筋布置時應(yīng)符合設(shè)計圖紙標(biāo)示的曲線形式,保證圖示各控制點的位置,特別是反彎點的位置(板預(yù)應(yīng)力筋布置如圖3所示);根據(jù)圖示的反彎點位置處安放預(yù)應(yīng)力筋馬凳(馬凳大樣如圖4所示);馬凳采用Ф14螺紋筋制作成的,為防止馬凳因施工時松動,故將馬凳下腳與板底筋焊牢,形成一個穩(wěn)定的體系。后將鋪設(shè)其上的預(yù)應(yīng)力筋用16#鐵絲將其逐條綁扎固定于馬凳上,以防止因混凝土澆搗時產(chǎn)生振動影響預(yù)應(yīng)力筋的曲線形式發(fā)生變化。預(yù)應(yīng)力筋其最小保護層:梁為40mm,板底30mm,板頂為15mm,預(yù)應(yīng)力筋其位置的垂直偏差在板內(nèi)為±5mm。樓板同一方向的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)平行鋪設(shè),防止相互扭絞,在板內(nèi)預(yù)力筋應(yīng)繞過預(yù)留洞口位置(開孔處預(yù)力筋處理如圖5所示)。鋪設(shè)完畢后,預(yù)應(yīng)力筋張拉端端部模板預(yù)留孔應(yīng)按施工圖中所示位置鉆孔。張拉端采用單孔夾片錨具,需先預(yù)留張拉槽孔,槽孔采用80×80×100的聚苯乙烯塊作為預(yù)埋件,將張拉端的承壓板及聚苯乙烯塊用釘子固定于端部的模板上(張拉端大樣如圖6所示),并保持張拉作用線與承壓板面相垂直,張拉端預(yù)應(yīng)力筋外露模板面為500mm～600mm,按設(shè)計圖紙在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的固定端及張拉端加設(shè)Φ6螺旋筋,以防止張拉時的應(yīng)力過于集中,使混凝土開裂,從而影響混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力筋鋪放固定完畢后,由施工員組織班組進行自檢與下道工序班組進行互檢,對預(yù)應(yīng)力筋的曲線形狀、數(shù)量、保護層厚度、外包層是否完好、固定端及張拉端的固定情況進行檢查,若發(fā)現(xiàn)外包層破損按本文第4.1.3條進行修補或更換。自檢合格后由項經(jīng)部復(fù)檢,復(fù)檢合格后,提交監(jiān)理工程師對其進行檢查(隱蔽驗收待板筋施工完后一同驗收),檢查合格后方可移交各安裝專業(yè)班組進行預(yù)埋管線的施工。預(yù)應(yīng)力筋施工完后,對其它班組施工工人進行交底,重申保護預(yù)應(yīng)力筋安裝位置的重要性。特別對電焊施工時,應(yīng)采用隔離防護措施,使用薄鐵皮等材料進行隔擋,防止焊渣燒傷燒壞預(yù)應(yīng)筋及其外包層,影響日后的張拉。管線安裝完后,板面筋綁扎時,預(yù)應(yīng)力筋班組施工人員必須到場配合,檢查預(yù)應(yīng)力筋是否有發(fā)生移位的,若有應(yīng)立即進行調(diào)整,在混凝土澆搗時,用鋼管及模板搭設(shè)臨時通道,防止踩踏、碰撞預(yù)應(yīng)力筋、馬凳等,以更好的確保預(yù)應(yīng)力筋施工質(zhì)量。混凝土澆搗時在預(yù)應(yīng)力筋鋪放處,振動棒盡可能不觸及預(yù)應(yīng)力筋,以免使預(yù)應(yīng)力筋因振動過大而發(fā)生局部移位,影響預(yù)應(yīng)力筋張拉;特別要確保張拉端及固定端混凝土的密實度。4.2張拉和封條的粘合劑4.2.1預(yù)應(yīng)力筋張拉樓板混凝土澆搗完畢后,應(yīng)及時進行養(yǎng)護,以確保混凝土的質(zhì)量,四至五天后拆除梁外側(cè)模板。待樓板同條件養(yǎng)護混凝土試塊強度超過設(shè)計混凝土強度80%時方可進行預(yù)應(yīng)力筋的張拉,由施工人員掏空梁側(cè)內(nèi)聚苯乙烯塊,將外露的預(yù)應(yīng)力筋外包層剝除(不得過早,若過早剝除外包層會因雨天造成鋼絲束生銹)。張拉前,預(yù)應(yīng)力筋張拉機具及儀表應(yīng)經(jīng)有資質(zhì)的單位標(biāo)定檢驗過,必須出具鑒定報告,并配專人使用和管理,定期維護和校驗,張拉設(shè)備的精度應(yīng)符合《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T92—93)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。預(yù)應(yīng)力筋的張拉操作人員必須掌握張拉程序:清理張拉端承壓板→測量預(yù)應(yīng)力筋外露長度→套入錨具→安裝好張拉設(shè)備→從0開始,緩慢加壓至張拉控制力σcon=1.0fcon=0.75fptk=1178N/mm2→隨時校核伸長值→頂壓錨固→千斤頂回程→測量預(yù)應(yīng)力筋長度→進入下一環(huán)節(jié)施工。根據(jù)以上張拉的施工程序進行預(yù)應(yīng)力筋的張拉,安裝張拉設(shè)備時,應(yīng)使張拉力的作用線與預(yù)應(yīng)力筋中心線重合。預(yù)應(yīng)力筋的張拉時,采用雙控法,即張拉力控制為主,伸長值校核為副(油表穩(wěn)表5min后測得的鋼絲束伸長量),實際伸長值與理論伸長值之間的誤差應(yīng)在±6%之間。預(yù)應(yīng)力束張拉伸長值ΔL可用下簡化式計算:ΔL=NpLApEsΔL=ΝpLApEsNp——預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力Ap——預(yù)應(yīng)力束截面面積Es——預(yù)應(yīng)力束彈性模量(取1.95E+5)L——預(yù)應(yīng)力束實際長度多曲線段組成的曲線束,應(yīng)分段計算,然后疊加,這樣結(jié)果較準(zhǔn)確。預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值的量測,是在建立預(yù)應(yīng)力之后進行。其實際伸長值ΔL=ΔL1+ΔL2-ΔLC式中ΔL1—從初應(yīng)力至最大張拉力之間實測伸長值;ΔL2—初應(yīng)力以下的推算值,可根據(jù)彈性范圍內(nèi)張拉力與伸長值成正比的關(guān)系推算確定;ΔLC—施加預(yù)應(yīng)力時,后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的彈性壓縮值和固定端錨具楔緊引起的預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮值;預(yù)應(yīng)力取0.1σcon。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋長度超過25m時,均采用兩端同時張拉,在張拉施工中,為保證因預(yù)應(yīng)力筋張拉而對結(jié)構(gòu)造成不利影響,故在張拉時,采用對稱張拉及間隔張拉,以減少對結(jié)構(gòu)的影響。張拉過程中,專人負責(zé)對張拉過程中的數(shù)據(jù)進行真實的記錄,包括油表讀數(shù)和伸長值,同時也應(yīng)記錄預(yù)應(yīng)力筋斷絲的數(shù)量及位置和混凝土破損狀況,及時通知設(shè)計單位進行處理(本工程在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工中均無發(fā)現(xiàn)斷絲及混凝土破損質(zhì)量問題),并將記錄表作為工程主體結(jié)構(gòu)驗收的資料之一。4.2.2預(yù)應(yīng)力筋封錨無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后3d內(nèi)切除外露多余的預(yù)應(yīng)力筋,留剩外露錨具夾片長度為30mm左右的預(yù)應(yīng)力筋,切除預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用手持式無齒鋸,不得采用電弧切割,并即時清理張拉槽孔和錨具上粘的雜物,經(jīng)檢查后,即進行封錨,按設(shè)計圖紙要求,將環(huán)氧樹脂均勻地涂于錨具及外露預(yù)應(yīng)力筋上(主要起防水防腐保護作用),然后使用高于樓板混凝土標(biāo)號一級的微膨脹細石混凝土進行封填密實、抹平。5主體結(jié)構(gòu)工程,因勢而新,按照施工方案進行檢測,全面、準(zhǔn)確的施工方案,本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,依靠群眾檢測,效果好,以滿足施工規(guī)范要求,主體結(jié)構(gòu)工程,符合相關(guān)企業(yè)設(shè)計本大樓主體結(jié)構(gòu)已于2004年4月3日封頂,梁板無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工的各道工序除了嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙