现浇无粘结预应力圆孔板施工工法

现浇无粘结预应力圆孔板施工工法一、前言目前，预应力技术应用于民用建筑、工业建筑及桥梁等多个领域。随着人们对大跨度、大净空建筑需求的日益增大及工艺水平的提高，大跨度无梁楼盖体系得到了不断发展和改进。现浇无粘结预应力圆孔板技术得到广泛推广。现浇无粘结预应力圆孔板施工工法是经过工程实践总结而成。在工法形成过程中我们成立了QC小组，并取得显著成绩，被评为2003年铁道部优秀质量管理小组奖。二、工法特点现浇无粘结预应力圆孔板由于在混凝土板中埋置了空心管，减少了混凝土用量，减轻了结构自重，加之预应力技术的运用，降低了钢筋用量，节约了资源；此项技术广泛用于大跨度无梁楼盖，因此可增大建筑物内部使用净空；同时由于跨度大，减少了框架柱数量，大大加强了室内布置的灵活性。本工法着重介绍顶板模板拼装、空心管安装、无粘结预应力施工工艺，简要介绍材料选用、劳动组织、机械配备及质量安全控制。施工操作简便、省工省料省时。三、适用范围本工法适用于无粘结预应力圆孔板施工，同时可作为其它无粘结预应力结构施工、清水混凝土顶板施工的参考资料。四、工艺原理无粘结预应力圆孔板工艺原理为沿跨度方向把板分成若干个工字型梁，按单向板计算配置钢筋；另一方向按构造要求配置钢筋。在相邻工字梁间放置高强度空心管以减少混凝土用量，减轻结构自重，从而达到节约钢材的目的。本工法就是在严格控制预应力筋及空心管位置、保证预应力筋矢高的条件下，建立起设计所要求的预应力值，从而保证工程结构质量。五、施工工艺（一）工艺流程支设梁、板模板→弹控制线→绑扎下铁钢筋网片→绑扎空心管间肋梁钢筋→敷设预应力钢绞线→铺放空心管→绑扎上铁钢筋网片→支设张拉端梁侧模→隐蔽工程验收→浇筑混凝土→预应力筋张拉→预应力筋张拉端封锚（二）操作要点1.模板支设（1）经过计算确定模板支架间距、龙骨截面及间距,必要时还应计算模板面板厚度。（2）模板支撑最好选用碗扣式脚手架，以加快施工进度。（3）模板面板宜选用竹胶板或多层板。为满足板面平整度的要求，模板龙骨与模板面接触的一侧应刨平。模板自身质量尚好的情况下应采用硬拼；如用旧板，拼缝处应切割、刨平之后硬拼，防止漏浆。硬拼时如有较小缝隙，可在模板断面方向粘贴密封条（自带胶），密封条较面板低2mm，拼装后恰好与板面平。（4）对跨度不小于4m的板模板应按要求起拱。当设计无要求时起拱高度宜为跨度的1～3‰。施工时应注意仅在板跨中起拱，四边与梁相交处应保持水平。2.弹控制线模板验收合格后，在模板上弹出下铁钢筋网片两个方向钢筋位置线、空心管中心位置线及起止端点位置线、预埋铁件位置线。3.绑扎钢筋（1）按照控制线，先将下铁下筋就位，然后放置垂直方向钢筋。起步筋距梁边50mm且小于板筋间距的一半。（2）钢筋搭接长度、接头位置、锚固长度等应满足设计要求及现行《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）规定。（3）绑扎搭接接头在搭接范围内除十字交叉处之外不得少于3个绑扣。（4）钢筋网版逐扣绑扎。4.铺放空心管（1）空心管应根据跨度大小预先定做。跨度较大时可多根拼接。定尺长度应尽量放大，以减少接头，但应考虑到便于吊装。（2）空心管进场后应按长度分别码放，码放不宜过高。由于空心管多数管壁较薄或易碎，因此管上不得堆放其它材料。（3）在吊运时空心管与钢丝绳接触面应加脚手板，使受力均衡。空心管每次吊运数量不宜过多。（4）空心管在装卸、运输及布设过程中均应遵从轻拿轻放原则，注意半成品保护。（5）沿空心管中心控制线放置垫块，保证其在板中的位置准确。如空心管为圆形，普通的垫块在浇筑混凝土时很容易跑位，可根据空心管直径自制垫块。垫块应具有一定强度，首先垫块应提前最少一周预制，并做好养护；其次可利用上次浇筑混凝土余料预制，以保证其强度。垫块长度可做至60mm左右。（6）由于空心管自重轻，在浇筑混凝土时管身会上浮，不仅改变了自身位置而且还使得上层钢筋网片位移。因此空心管必须采取固定措施，防止其上浮。可用铁丝将空心管与模板下钢管支架拉结，切不可与模板龙骨拉结，以免带动模板一起变形。铁丝位置应与垫块位置相对，以达到最好效果。也可研制卡具，阻止空心管上浮。5.混凝土浇筑（1）由于空心管上不能承受重压，如采用地泵浇筑，布料架应放置在相邻楼板上，或在不影响浇筑的区域搭设稳固的支架，严禁将布料架直接放在钢筋网片上，防止倾倒伤人或压碎空心管。（2）按照先梁后板的顺序浇筑。先浇筑管间肋梁高2/3范围内的混凝土，用插入式振捣棒振捣密实。复补剩余的混凝土，并用平板振捣器振捣。振捣棒插点布置均匀，移动间距不得大于振捣棒的有效长度，并做到快插慢拔，尽量避免碰撞钢筋、模板、空心管等。平板振捣器移动时成排依次前进，前后位置和排与排之间相互搭接50mm，防止漏振。振捣以表面呈现浮浆和不再沉落为度，既要保证振捣密实，又要避免过振。（3）找平：浇筑混凝土前拉小白线控制标高，并挂牌显示其距楼板面的距离。依据此尺寸用刮杠将混凝土面刮平，用木抹子抹平。在混凝土终凝前进行第二遍收面。（4）常温下在混凝土浇筑完成12小时内开始覆盖并保湿养护。养护时间一般不少于7天（抗渗混凝土为14天）。浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态，养护用水应与拌制用水相同。如采用塑料薄膜覆盖养护其敝露的全部表面应覆盖严密，并保持塑料布内有凝结水。6.预应力工程（1）预应力筋制作无粘结预应力筋按照施工图纸进行下料和组装后直接运到工地现场。无粘结筋应按施工图上结构尺寸和数量，考虑预应力筋的曲线长度、张拉设备及不同形式的组装要求每根预应力筋的每个张拉端预留出不小于400mm的张拉长度进行下料。预应力筋下料应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。对一端锚固、一端张拉的预应力筋要逐根进行组装。预应力筋的护套应完整，局部破损处应采用防水胶带缠绕紧密。（2）预应力筋存放当无粘结预应力筋、锚具及配件运到工地，铺放使用前，应将其妥善保存放在干燥平整的地方。夏季施工时无粘结预应力筋在施工前应堆放在阴凉处，实在无法解决时可采用塑料布遮盖的方法。下边要有垫木，避免材料锈蚀，锚具、配件要存在室内。运输、存放时都要尽量避免预应力筋外皮破损。（3）无粘结预应力筋铺设预应力板端模须采用木模，若施工工艺有特殊要求也可采用其它模板。根据预应力筋的平、剖面位置在端模上打孔。节点安装要求：要求预应力筋伸出承压板长度（预留张拉长度）不小于300mm；将木端模固定好；螺旋筋应固定在张拉端及锚固端的承压板后面，圈数不得少于3～4圈；预应力筋必须与承压板面垂直，其在承压板后应有不小于300mm的直线段。张拉端与锚固端安装示意见下图：安放架立筋：预先在生产基地制作钢筋马凳，马凳支腿应用ф12钢筋。在施工翻样图的预应力筋矢高控制点高度处与空芯板中小肋梁的箍筋绑扎在一起。为保证预应力钢筋的矢高准确、曲线顺滑，每隔2m左右设置一个马凳。铺放预应力筋：无粘结预应力筋布在空芯板的小肋梁中，一道梁中的张拉端如果设在同一方向，可将钢铰线分上下两排布置，预应力筋平均高度应满足设计要求。铺设预应力筋前还要特别注意与非预应力筋的铺设走向位置协调配合一致。为了充分发挥预应力筋的作用，应使跨中预应力筋的高度尽量低。（4）预应力筋张拉预应力筋张拉时混凝土强度应符合设计要求;当设计无要求时，不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75％。如有后浇带则应在后浇带混凝土强度达到张拉强度后才能张拉。张拉前先将张拉端清理干净，将无粘结预应力筋外露部分的塑料皮剥掉，测量并记录预应力筋初始外露值。根据设计要求确定单束预应力筋控制张拉力值，计算出其计算伸长值，张拉用千斤顶和油泵提前做好标定。根据《无粘结预应力混凝土结构技术规程》规定，施工时一次性超张拉设计张拉应力的3%。张拉中随时检查张拉结果，理论伸长值与实测伸长值的误差不得超过施工验收规范允许范围±5%。否则应停止张拉，待查明原因，并采取措施后方可张拉。张拉后应将锚具外露的预应力筋预留不少于30mm长度后将多余部分用机械方法切断，将张拉端清理干净，再用微膨胀混凝土或环氧砂浆封堵。密封后钢筋不得外露。六、劳动组织序号职务（工种）人数职责备注1管理人员生产经理1现场协调2工程师1技术交底、质量监监督3工长1组织施工持证上岗4质检员1质量检查持证上岗5操作工人测量工2测量放线持证上岗6试验工1材料复试、混凝土土试块制作持证上岗7木工15模板支拆8钢筋工25钢筋加工、绑扎9混凝土工10混凝土浇筑10瓦工4楼地面混凝土收面面11架子工6脚手架及模板支架架搭拆持证上岗12起重工3塔吊吊物持证上岗13电焊工2钢筋支架焊接等持证上岗14塔吊司机2负责塔吊运转持证上岗说明操作工人数量应根根据流水段划划分、工程量量多少、进度度要求等情况况确定。七、机具设备序号机具名称数量规格用途1塔吊1台36B垂直吊运钢筋、模模板、空心管管等2地泵1台HBT50C混凝土垂直运输3钢筋弯曲机1套GW40钢筋机械4钢筋切断机GQ40钢筋机械5钢筋调直机GT6/12钢筋机械6圆锯1套500木工机械7平刨MB503木工机械8压刨MB106木工机械9高压油泵2套STDB0.633×63预应力筋张拉10千斤顶YCN-23预应力筋张拉11压力表Y-100预应力筋张拉12电焊机1台交流钢筋马凳等焊接13插入式振捣棒5条50混凝土浇筑振捣14平板振捣器2台HZ2—5混凝土浇筑振捣15经纬仪1台J2测量放线16水准仪1台DS3测量放线17钢尺2把50m测量放线说明：塔吊应根据建筑物平面尺寸及高度、吊物重量、周边环境等情况选用;地泵应根据建筑高度等情况计算确定;高压油泵、千斤顶、压力表应配套标定、配套使用。张拉设备标定期限不应超过半年。压力表的精度不应低于1.5级，标定张拉设备用的试验机或测力计精度不应低于±2％。八、质量控制（一）开始施工前编制具有针对性的施工方案，并向操作工人进行技术交底。（二）模板体系经计算确定，保证整体稳定性及刚度要求；模板材料最好选用木模板，拼缝处宜加设密封条，应达到清水混凝土效果。（三）空心管敷设前必须检查管身是否有破裂，轻微破裂处用胶带及纤维布封严，严重破裂的禁止使用。（四）用木板制作与空心管同直径圆形板，支在空心管端头，防止管端变形。木板外侧用专用封板封严，并用胶带粘牢，防止在浇筑混凝土时灰浆灌入管内。跨度较大时，空心管须设接头。接头处各管管口必须单独封堵。（五）采取有力措施防止空心管上浮，严格控制钢筋保护层厚度。（六）混凝土浇筑前应组织好劳动力，并明确分工。保证浇筑连续进行。（七）混凝土浇筑完成后注意养护。（八）钢筋、预应力钢绞线、锚具等材料使用前应按规范要求进行复试。九、安全措施（一）塔吊吊运材料时，吊物下严禁站人。（二）空心管敷设后应搭设绑扎钢筋及混凝土浇筑用操作马道，防止工人踩到管壁上发生意外。（三）在使用混凝土振捣器时，操作人员应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。（四）混凝土浇筑时，严禁施工人员站在泵管前端及布料杆下方，以防泵管喷浆或布料杆倾倒伤人。（五）从预应力筋开始铺设直到混凝土浇筑，避免在预应力筋周围使用电焊，以防预应力筋强度降低。（六）预应力张拉时在张拉端前方严禁站人，闲杂人员不得围观、张拉施工人员应在千斤顶两侧操作，不得在端部来回穿越。十、技术经济分析（一）由于在板内埋置了空心管，混凝土用量减少可多达40％。（二）由于混凝土用量减少使得结构自重减轻，减小了配筋。（三）由于无梁楼盖的使用，减少了梁、柱数量，使得混凝土和钢筋用量大幅下降。（四）由于工程量的减少带来的人工减少、耗材减少、周转材料及机械租赁周期缩短，以至于工期缩短，这些费用也是相当可观的。十一、工程实例2002年8月至11月间我们在北京铁路局****工程中运用了本工法。北京铁路局****工程为框架结构，地下一层，地上五层，建筑面积11805m2。主要使用功能为游泳馆、篮球馆、健身房、多功能厅、卡拉OK厅及附属房间，其中三层多功能厅屋面板及五层空调机房屋面板为无粘结预应力圆孔板结构，板厚450mm，跨度15.9m，其中多功能厅顶板有部分为30度斜板。多功能厅层高7.2m，空调机房层高3.7m。原设计在板中埋置GBF空心管，我们考虑到其易碎，经设计同意改为金属薄壁波纹