無粘結預應力結構層施工設計

姜良波

陜西省第七建筑工程公司

    珠海機場候機樓現澆框架體系由首層非預應力梁板結構、二層和屋面無粘結預應力粱板結構層組成。建筑面積42800㎡，共分12區，層數兩層，局部3層。每區按沉降縫分開，層高5. 6 m，柱網l2 m×12m，結構型式為粱板結構，主梁高800～900 mm，無次粱，板厚120mm，主體混凝土為C35～c40。沿縱橫粱方向設無粘結預應力筋，在扳內沿次粱位置設一至二道縱橫無粘結預應力筋。根據候機樓面積大、分區多和層數少的特點，采取“逐層分區澆筑和張拉”的流水作業施工方案。本建筑物按沉降縫共分12個區，以4個區段為例，其工程量統計見表1。

    樓板非預應力筋為雙層配筋，支座處均配置負筋，預應力筋系曲線布筋，板內無粘結筋的配置，在建筑物中采取連續曲線配筋方式。為防止預應力損失以及對中段預應力混凝土的徐變和收縮的不良影響，兩端雙向配置無粘結筋。預應力筋采用單根uΦj15.2鋼絞線。施工工藝流程主要由模板體系、鋼筋和預應力筋鋪設、砼澆筑及張拉無粘結筋4個過程組成，其流程為：安裝梁板及模扳一放線一綁扎下部非預應力筋一預埋件安裝一安裝無粘結筋張拉端模板一鋪設無粘結筋一綁扎上部非預應力筋一隱蔽工程檢查驗收一澆筑砼一砼養護一張拉無粘結筋一注入潤滑防銹油脂一切斷增長的無粘結筋一端部封閉。

1.模板體系

    1.1模板和支撐形式

    1區為滿堂竹架支撐；4區為鋼門架支撐；8區為滿堂園木頂柱支撐；ll區為鋼管架支撐。梁板模板為木龍骨格柵，18 mm厚木夾板面板。

    1.2模板支撐架靜載試驗

    由于候機樓臨海濱，地基為軟土地基，樓層較高，對支撐系統進行靜載試驗，按現行砼結構工程施工及驗收規范模板設計的荷載組合，泵送砼及相應系數等計算，確定板試驗荷載為l5 kN／㎡，粱試驗荷載取20kN／m，24kN／m，30kN／m三種。采取連續性一次加荷，并進行72h沉降觀測記錄。觀測地基沉降量要求和立桿穩定。

    1.3支模順序及起拱高度

    為便于鋼筋綁扎及預應力筋鋪設，梁模應先支底模和一邊側模．板模應采取間斷式或梅花形安裝，便于預應力索的人工穿索。

由于預應力梁在施加預應力后產生的反拱可以抵消部分梁自重產生的撓度，故應較普通砼框架粱起拱高度要小。根據模板頂架沉降觀測分析，確定單跨(12m)控制起拱在20mm以內。

    1.4模板拆除

    在結構砼強度達到75％．粱板預應力筋張拉完畢后，可拆除板、梁底模，但必須加臨時項撐，保證受荷跨度≤2m，以滿足上部結構施工需要。

2.無轱結筋的鋪放

    2.1鋪放前的檢查和準備

    無粘結筋在鋪放入模板前，必須檢查核對無粘結筋的規格、尺寸和數量，并逐根檢查端部配件。對有局部塑料套管破損的無粘結筋，在破損處注入潤滑防銹油脂后用塑料膠帶修補。并根據預應力索的鋪放次序編繪鋪教圖。

    2.2錨具安裝

    無粘結預應力的錨具分為張拉端和固定端，張拉端采用為內置型，固定端采用擠壓型(P型)錨。安裝端模板時，端模板用術板制成，板厚5cm，端模板按施工圖紙中所注無粘結筋的位置彈線、鉆孔。配錨具時，端模板留孔徑為30mm。端模板安裝豎直，偏差不大于3mm。安裝承壓板時，張拉端錨具承壓板(板厚l0mm鋼板)上均有釘孔，可用釘子將承壓板與端模板固定。

    2.3矢高控制

    馬凳是控制無粘結筋矢高的一項重要措施，用不小于中12的鋼筋焊接而成。馬凳按無粘結筋矢高的設計要求，制成不同高度，放在相應部位上。間距不大于2m。支座、跨中處可不用馬凳。支座處可利用主筋焊接一根橫筋，用以保持支座處位置準確。跨中可將無粘結筋直接綁在底筋上。

    2.4鋪放

    在結構構件中，無粘結筋如單向配置，可依次鋪放；如雙向配置，鋪放前按編制的鋪放程序，按先低后高的原則鋪放。方法是將各向無粘結筋交叉點處的標高(從板底至無粘結筋的高度)標出，分別進行比較．若一個方向某一無粘結筋的各點標高均分別低于其相交的各筋相應點標高時．則該筋先予放置。梁鋼筋和預應力筋安裝時，先將粱底筋套箍筋．穿入上部筋少量綁扎形成骨架，再由一端小心穿入預應力筋，并按預先劃在側模上的固定點加固定，然后勻開箍筋并綁扎完好。板鋼筋及預應力筋安裝時，順序為按圖放線和分點一安裝板底筋一安裝支架一鋪預應力筋一放壓筋固定預應力筋一綁扎板上部筋。

    2.5調正定位

    無粘結筋為柔性索，成盤堆放，當放開時，不能平直。一根無粘結筋長度可達20-50m，調正定位從中向兩端綁扎定位。無粘結筋鋪開后要逐根調直固定。鋼鉸線的調直固定由6人操作，每人負責一個開間．以一端為準，6人同時調整一根鋼鉸線。鋼絞線調直后應立即固定，用鐵絲在跨中綁在底鐵上，支座(橫墻)處綁扎在水平鋼筋上，其他各點綁在碼上，在每跨內固定5點。必須注意，不可將不在周一水平面上交叉點的無粘結筋綁在一起。

    2.6布索要點及檢查

    嚴格按事先安排的布索順序，驗明標牌，由一端向另一端鋪設。嚴格控制矢高誤差≤±5mm：水平位置偏差≤±30mm。目測應橫平豎直。每根粘結筋均應進行外觀檢查，無粘結筋的套管及防銹油脂無破損。發現包皮破損應立即用塑料帶纏繞修補．纏繞時需搭接一半。端部穿入錨環及側模的外露長度均不得少于900mm。錨具固定端的鐓頭、錨板必須貼緊。張拉端承壓板與預應力筋末是否垂直固定。檢查預應力筋定位點、綁扎點的牢固性，保證澆筑砼時預應力筋不移動、不上浮和不變位。

3.砼澆筑

    3.1施工準備

    水泥、碎石、砂等材料必須符合質量要求，并按施工規范的規定備料。混凝土施工機具設備需準備充足．并考慮發生故障的修理時間，要求有備用機具設各(特別是泵送砼)。砼澆筑期間要保證水、電和照明不中斷，為防止臨時停水停電，施工現場備用發電機組，并準備足夠的抽水設備和取水點。根據施工需要和季節施工特點，應準備好在澆筑過程中防雨、防風等物資和其他保障措施。

    3.2砼澆筑方式與路線

    本工程面積大，砼澆筑方式按分層分區施工，水平方向以結構平面伸縮縫分區，垂直方式向結構層分層；澆筑路線分區按縱向推進，梁板砼澆筑同時進行，連續施工結構層(梁板)砼，在一個區不留施工縫。即間歇時間不超過2h。考慮砼數量大，決定用泵送砼方案。以縱向梁數定澆筑小組數，各組分別集中澆筑完橫向梁后，平行向前推進。澆筑時，梁應根據高度按300分層澆筑成階梯形，當到板底位置時應與板砼一起澆筑，隨著階梯形的不斷延長則可繼續向前推進(砼傾倒方向與澆筑推進方向相反)。為保證結構層標高準確，在板底層鋼筋綁扎后，預應力筋布置前，即按3.0×3.0m方格網在底筋上用短筋Φ10焊接標高點。焊接完后復測標高。砼澆筑振搗密實后，用平板振動器拖平，并加人工找平。砼振搗過程中應特別注意振動器不能觸及預應力筋和錨具，同時在梁端部、粱柱節點處等關鍵部位，因鋼筋密集，澆筑困難，宜用小振動棒。 C40以上砼采用高頻振動器。為防止砼收縮龜裂．在砼初凝后，終凝前必須抹壓兩次：澆筑完12h必須開始澆水養護，養護時間不得少于7晝夜。對柱四側均有預應力筋張拉端和固定端的梁柱接頭，采用粒徑為0.5-1.0cm的瓜米石砼澆筑。

4.無粘結筋的張拉

    4.1張拉工藝

    張垃前應將板端清理干凈，剝去外露鋼絞線的塑料套筒，對錨具逐個進行檢查，嚴禁使用銹蝕錨具；并逐根測量外露鋼絞線的長度，并記錄作為張拉前的原始資料。張拉時，接通油泵加壓，當壓力達到2.5 N／mm。時，停止加壓。調正千斤項位置后，繼續加壓，直至達到設計要求的張拉力。當千斤頂行程滿足不了張拉所需伸長值時，可中途停止張拉，作臨時錨固，倒回千斤頂行程，再進行第2次張拉。兩端同時張拉時，應同步、同級，壓力差不應超過10 N／m。液壓頂壓是用手動泵給頂壓器加壓。當張拉到控制應力時，停止加壓，在保持所需壓力下，用手動泵給頂壓器加壓。壓力達到30 N／mm。時，頂壓器和千斤頂同時緩慢回油，最后拆除張拉設備。采用彈簧頂壓時，當張拉到要求控制應力時，即可回油。由于彈簧頂壓使錨具內縮量增大，故應進行二次張拉。二次張拉時，必須卸去頂壓設備，換上支承架，將千斤頂支承在構件上。千斤頂與錨具應保持在同一軸線上，加壓值應取設計控制應力值。測量記錄時，無粘結筋張拉后，應再次

測量外露長度，減去張拉前測量的長度，所得之差即為實際伸長值．用以校核理論伸長值，其偏差應不大于l0％或不小于5％。變角張拉時，為了避免無粘結預應力筋過長，造成張拉過程中預應力的損失，索長控制在20～50m之間，這樣部分張拉端就設在粱板面上，為此采用了由中國建筑科學研究院最新研發的變角張拉專利技術。

    4.2錨固區防護

    無粘結筋端部固區必須有充分的防銹和防火保護措施。錨具是無粘結預應力筋的關鍵部分，對錨固區的保護是非常重要的。在預應力筋張拉錨固完畢，將外伸鋼鉸線切割到規定的長度(20cm左右)后，將其分散彎折再澆砼封閉。預應力筋的切除采用手提砂輪鋸．不得使用電弧、火焰切割。錨固區的封閉采用后澆膨脹砼和環氧砂漿密封在預留凹槽內。且宣在槽口內壁涂環氧樹脂類粘結劑，以加強新老砼的結合．防止收縮裂縫。

5.結束語

    該工程無粘結預應力筋的應用使施工更便捷，便于控制質量，可以節約鋼材，增大建筑結構跨度，減輕自重和提高建筑物使用功能。施工過程中從模板體系、砼體系、預應力筋布索和預埋張拉體系方面嚴格把關，密切配合，保證了該項目的順利實施，達到預期的質量效果。該工程投入使用多年，人流如潮，根據逐年的跟蹤觀測，使用效果良好。樓板砼采用整體澆筑，不留施工縫，樓板底和框柱均未出現裂縫。定期和定點檢測，實測撓度數據均小于設計計算值和允許撓度。荷載的撓度曲線近乎直線，表明樓板處于彈性階段工作。該工程實踐證明無粘結預應力筋使用效果良好。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)