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'地下室外墙有粘结预应力施工工法一、前言有粘结预应力技术采用在结构或构件中预留孔道,待混凝土硬化达到一定强度后,穿入预应力筋,通过张拉预应力筋并采用专用锚具将张拉力锚固在结构中,然后在孔道中灌入水泥浆。其技术内容主要包括材料及设计技术、成孔技术、穿束技术、大吨位张拉锚固技术、锚头保护及灌浆技术等。近年来随着有粘结预应力技术的应用不断扩大,有粘结预应力体系,主要用以抵抗大型混凝土结构的收缩应力,控制混凝土结构的收缩开裂。我公司在中国轻纺城国际商务中心工程施工中,在地下室外墙板施工中应用后张法有粘结预应力施工技术,这在绍兴乃至浙江省还是首次。对于这次尝试性的施工,我们组织QC小组进行技术攻关,确保预应力砼墙板施工质量。地下室完工至今,已经受了高温与寒冬季节的考验,未发现裂缝,证明预应力的设计和施工是成功的。随着社会的发展,超长结构地下室也会越来越多,在超长地下室混凝土外墙板内配置水平有粘结预应力筋用以抵抗其收缩裂缝的施工技术,值得在工程建设中推广应用。二、工法特点(以中国轻纺城国际商务中心工程为例)1、防止结构出现裂缝本工程地下室结构超长,为整体结构,不设伸缩缝和沉降缝而通过采用后张法有粘结预应力技术和合理地设置后浇带,解决并防止超长地下室混凝土外墙在施工和使用过程中出现裂缝等问题。2、提高结构的整体性10
整个地下室施工完成后,每段内预应力筋是连续的,待预应力筋强度充分发挥后,即可充分利用混凝土的抗压强度和钢铰线的抗拉强度等特性,使整个地下室外墙结构中形成适宜的横向预应力,加强了结构的整体性,并有效防止混凝土外墙因温度变化而收缩开裂,使地下室成为一有机整体,提高了建筑结构的耐久性、耐腐蚀性和整体性。3、经济效益明显单就钢筋的使用量上看,采用非预应力结构约需210t;而采用预应力结构为130t,预应力筋本身36t,节省钢筋用量约21%,节约投资17万元,且施工可以达到较快的施工进度,在各块之间进行流水施工,预应力施工不占用有效工期,不影响总体进度的实施,经济效益十分明显三、适用范围有粘结预应力施工技术可用于多、高层房屋建筑的楼板、转换层和框架结构等,以抵抗大跨度或重荷载在混凝土结构中产生的效应,提高结构、构件的性能,降低造价。该技术可用于电视塔、核电站安全壳、水泥仓等特种工程结构。该技术还广泛用于各类大跨度混凝土桥梁结构。四、施工工艺(以中国轻纺城国际商务中心工程为例)养护浇筑砼隐蔽验收封侧模、端部模穿钢绞线铺放波纹管张拉冲孔、灌浆压砼试块、安装锚具清理张拉端1、施工工艺流程达到设计张拉强度端部钢绞线切割端部处理安装端部承压板预埋水电管线焊定位筋绑扎墙板非预应力钢筋2、施工要点(1)施工准备10
针对墙板预应力施工的具体要求,编制专项施工方案,并进行技术交底,保证预应力与非预应力之间相互配合施工。(2)材料和设备的检验采用Φs15.24标准强度1860MPa,直径15.24mm的270级高强度低松弛预应力钢绞线,OVM15-2夹片群锚,OVM15-P型挤压式锚具固定,ZB500油泵,YCW100与YDC240QX千斤顶张拉。按规范标准,对材料检测和设备校验、标定,使用满足使用要求的材料、设备,确保预应力墙板施工质量。(3)施工操作1)预应力筋的敷设预应力筋铺放的施工顺序以后浇带为界分区分块进行,预应力孔道与预应力筋自下而上向上敷设。施工中,若预应力波纹管及张拉端的埋设与外墙板支模或钢筋绑扎有冲突,应尽量给预应力孔道让位。波纹管安装应放好波纹管铺放线,用钢筋支托,铁丝扎牢,固定控制好波纹管的水平线和竖向位置,波纹管安装做到一次性到位,线形、高度准确,牢固。孔道安装后,认真检查波纹管接头是否完好,管壁有无破损,若发现孔洞等及时修理。每个孔道两根钢绞线一起穿,穿束前先将钢绞线端部用胶布包紧,然后从一端铁板穿至另一端,穿进困难时不能硬顶,以防波纹管被顶破,应将钢绞线往复轻抽推转,必要时应检查波纹管是否通顺,否则应将其扶顺。穿好钢绞线后露出承压板处的用纸袋保护,防止锈蚀,并检查波纹管有无脱开现象,如有,及时修正,防止漏浆。此外,在预应力筋铺放完后,其它作业应防止损坏、刮破预应力筋孔道,电焊绝不能喷碰孔道与钢绞线。2)混凝土浇筑浇筑混凝土时,振动棒不能触碰、损坏波纹管,以防止漏浆,10
张拉端及梁柱节点等钢筋密集处宜采用小直径振动棒振捣,在浇捣时应来回拉动钢绞线,检查孔道是否堵塞。振捣应密实,以免出现蜂窝、空洞等现象发生而造成质量缺陷。3)预应力张拉以后浇带为施工区段采取分段分批张拉。控制混凝土的前期裂缝,7天(由于气温等因素影响,时间可根据现场实际确定)后对同条件养护的试块进行试压,在混凝土强度试验值达到85%设计强度后,分段进行第一批预应力张拉,并控制好张拉速度,一次性超张拉102%控制力后锚固;后浇带部分待后浇带混凝土达到85%设计强度后,进行第二批预应力张拉。在后浇带之间的通长筋为两端张拉,跨过后浇带的短筋采用一端固定、另一端张拉。张拉时自下而上间隔张拉;平行的逞两束先后张拉,一束拉好,再拉另一束。4)孔道灌浆一般外墙板面上的排气泌水孔较多,容易堵塞或被误拔。施工中,在排气泌水孔内预插入一根短钢筋并用胶带纸与排水管缠在一起,在灌浆之前拔出,从而防止孔道堵塞现象发生。孔道灌浆前,对张拉端锚具间间隙进行封锚处理,预应力张拉完成后24小时内灌浆。灌浆时由锚垫板灌浆孔灌入,由泌水孔进行泌水和排气,灌浆应缓慢均匀地进行,对较集中和邻近的孔道应先行连续完成灌浆。灌浆完成后2~24h内,应对所有泌水孔进行人工重力补浆,补浆分多次进行,直至泌水孔浆体饱满为止。5)防止孔道堵塞10
金属波纹管一旦破损产生漏浆,容易造成孔道堵塞。施工中,应精心施工、仔细检查,确保预应力孔道畅通,对于两端张拉的预应力束,可在混凝土浇注后初凝前适当抽动预应力筋,做好检查,以防止孔道内局部漏浆凝固造成孔道堵塞。6)锚具保护灌浆完成后,可切割工作长度内多余钢绞线,露出锚具外的钢绞线长度不小于30mm,外露预应力筋涂环氧树脂,并罩上封端塑料套,用微膨胀细石砼封闭,从而达到全封闭的目的。五、主要机具设备1、地下室钢筋混凝土施工所采用的材料和设备,同一般的钢筋混凝土工程。2、预应力施工所需材料:高强低松驰钢绞线、预应力锚具、锚垫板、波纹管。各种材料的型号规格根据设计及有关规定。3、预应力施工主要施工机械设备见下表:序号主要设备名称型号数量单位1电焊机2台2电箱380/220伏4/1台3穿束套20只4手动葫芦6台5常用工具2套6穿心式千斤顶YDC240QX2台7穿心式千斤顶YCW1002台8电动油泵ZB-5004台9高压油管6m8根10
10精密压力表1.5级8只11切割机1台12手提式切割机1台六、劳动组织一般每班组配备4名管理人员,施工人员8-12名。具体见下表:人员组成人数职责项目经理1组织施工、协调现场技术员1负责技术工作及安全质量员1负责施工质量材料员1负责材料采购及管理班组长1负责指挥施工人员的工作工人8-12负责具体施工操作七、质量控制措施1、预应力梁普通钢筋绑扎时,除按图纸及规范要求进行外,需特别注意以下几点:(1)、由于多数预应力梁尺寸大、配筋多,为保证预应力筋位置准确,普通钢筋应严格按图施工,留出预应力孔道的位置;(2)、为保证预应力张拉端锚垫板的位置准确,梁端部普通钢筋的绑扎需留出足够的空间;(3)、梁中S筋、腰筋、吊筋在预应力筋穿束完毕后再扎。 在绑扎梁普通钢筋之前,预应力技术人员将同施工单位具体协调绑扎方法及要求;在绑扎梁普通钢筋过程中,预应力技术人员在场协调。 2、预应力筋下料完毕,及时检查其规格尺寸和数量,并妥善保存。 3、预应力筋在梁中严格按设计要求的曲线布置,应由专人进行放线,并及时进行检查。10
每个点的高度都是由固定架来控制,固定架的位置由事前划在梁箍筋或梁侧模上的控制点来控制。 4、在固定架的焊接时为保证固定架位置的准确,由焊工与放线人员一起进行焊接固定架。 5、安装波纹管应注意: (1)在梁的钢筋骨架基本完成后开始预埋波纹管。波纹管接头长度取250mm。接口处应卡紧并用胶带缠裹密封,以防接缝处漏浆。波纹管安装就位后,用扎丝将其与固定架绑扎在一起,以防浇筑混凝土时移位。波纹管安装时,应避免反复弯曲和电火花烧伤管壁。波纹管安装后,应对波纹管的位置、曲线形状、固定牢固情况、接头及管壁破损情况进行检查,如有问题立即整改。 (2)预应力筋穿束过程中及完毕后,敷设的各种管线不应将预应力筋的垂直位置抬高或压低。 6、预应力筋的垂直位置由固定架控制。预应力筋的水平位置应保持顺直。7、排气泌水孔设在波纹管曲线的波峰处。先在孔位上开洞,固定好海绵垫、弧形压板及排气泌水管,并将管引至梁顶面绑扎定位。 8、在混凝土浇筑过程中,预应力技术人员在场监护。应特别注意振动棒不得损坏波纹管,以防止漏浆。张拉端及梁柱节点等重点部位宜采用小直径振动棒振捣密实,以免出现蜂窝,张拉时造成事故。9、锚垫板在浇完砼后必须清理干净,锚垫板的面上不能有砼,以便顺利地装好锚具,。10、预应力张拉控制10
(1)张拉设备在使用前应先进行标定,并根据标定报告用内插法计算出张拉力所对应的油表读数,张拉时用该读数进行控制。张拉应力严格按照设计要求进行,不得随意改变张拉应力。 (2)张拉时间:一般转换梁的预应力筋张拉为分批进行,具体过程应与设计院协调,按设计要求进行分批张拉。 (3)张拉程序:0—102%σcon(根据设计要求)—锚固。 (4)张拉次序:按结构顺序依次张拉,即从结构一边向另一边按顺序张拉。在每榀梁中,按对称原则张拉。(5)预应力筋伸长值张拉过程实行双控管理,即以应力控制为主,并同时实施伸长值测量控制。先由设计院提供预应力筋的理论伸长值(或由施工单位计算交设计院审核),在张拉前会先提交“张拉要点”。张拉的实际伸长值应不大于理论伸长值的10%或小于5%。若发现实际伸长值超出此范围,应停止张拉,查明原因方可继续张拉。张拉时须做好现场记录。 11、孔道灌浆:采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.4,水泥浆中按设计要求加如添加剂。灌浆的进浆孔设在锚具处。从一端灌入,直至各排气泌水孔出浓浆为止。 12、模板的拆除:预应力梁底模及支撑,必须在预应力筋张拉结束,孔道灌浆强度达到设计强度20N/mm2后,方可拆除。13、预应力筋张拉完毕后,采用砂轮切割机切断端部多余的预应力筋,要留下足够的保护长度,不得小于30mm。八、安全措施10
(1)、预应力施工人员必须遵守建筑施工的一般安全规章制度。(2)、检查油泵机油;油压管应保持清洁,油嘴不用时应用螺帽封住;应调好安全阀,防止超压出事;油泵运转前,应将油路调节阀松开,待空负荷运转正常后,再紧闭回油阀,逐渐旋拧进油阀,注意压力表指针是否正常。(3)、油泵停止工作时,应将回油阀松开,在无压力情况下才能拆卸油管或压力表。(4)、千斤顶不允许在超过规定负荷和行程下使用;千斤顶使用时应保证活塞外露部分干净,用完后油缸应回程到底,张拉时应观察千斤顶有无漏油及位置是否偏斜,必要时回油调整。(5)、张拉过程中锚具和机具,另配件等,严防从高空坠落伤人。油管不能有死弯,严禁手扶千斤顶缸体。所有人员不得站在预应力筋的两端与承压板端平面处,无关人员应远离操作现场区。在梁端与千斤顶后面设置防护板。(6)、操作千斤顶和测量伸长值的人员,应站在千斤顶侧面操作。油泵开动过程中,不得擅自离开岗位。(7)、张拉时发现构件开裂或变形异常,立即停止张拉、卸油,并进行研究处理。油箱油量不足时要在没有压力下加油。(8)在施工现场专用的中性点直接地的低压电力线中,必须采取TN-S接零保护系统(即三相五线制)。(9)开关箱按三级设备,即总配电箱—分配电箱—开关箱,开关箱距离相具不能超过三米,开关箱实行一机一闸一漏电保护。九、效益分析通过中国轻纺城国际商务中心工程的实践表明,10
地下室外墙板采用有粘结预应力施工技术,其抗裂性能好,能做到不出现裂缝、渗漏,这是一大进步,是质的变化。与采用非预应力钢筋砼结构进行经济、技术对比分析,明显节约材料,并减低劳动强度。单就钢筋的使用量上看,采用非预应力结构约需210t;而采用预应力结构为130t,预应力筋本身36t,节约投资17万元,且施工可以达到较快的施工进度,在各块之间进行流水施工,预应力施工不占用有效工期,不影响总体进度的实施,经济效益十分明显。另外,从地下室维护方面看,本工程基本杜绝了地下室外墙板的裂缝;而采用非预应力结构,对地下室外墙板裂缝的修补工作是一笔价值不菲的费用,其间接经济效益也可观。并且采用有粘结预应力施工技术,有效地改善结构使用性能,提高了结构的耐久性、耐腐蚀性和整体性,其技术效果、经济效益和社会效益十分明显。十、工程实例本工法应用于浙江绍兴中国轻纺城国际商务中心工程地下室外墙中,该工程位于位于绍兴县柯桥金柯桥大道与群贤路交叉口东北角,绍兴县行政中心东侧。工程占地面积5.5万m2,总建筑面积16.1355万m2,其中地下1~2层,建筑面积4.6373万m2,地上4~17层,建筑面积11.4982万m2。是集办公、酒店、商贸、会展、餐饮、购物、休闲、娱乐、停机坪、游泳池、车库于一体的现代化、智能化国际商务中心。该工程地下室外墙总长780m,单边长近200m,地下室预应力墙板厚400mm,高5180mm、7780mm两种,张拉周边线长648.6m,孔道采用预埋Φ50金属圆形波纹管,共用钢绞线36吨,C35、S8商品泵送砼2000m3。10'