无粘接预应力空心楼盖的应用

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1 设计原理 22 工程概况 33 对BDF管的材质要求 34 无粘接预应力空心楼板施工工艺流程 45 BDF管安装特殊技术措施 45.1 BDF管抗浮计算 55.2 BDF管抗浮措施 65.3 横向位移限制措施 75.4 BDF管成品保护 75.5 BDF管破损的处理方法 76 混凝土浇筑方法 76.1 混凝土输送、浇筑方法 76.2 混凝土浇筑上浮监测 96.3 空心楼板混凝土表面处理 96.4 冬、夏季混凝土养护措施 97 无粘接预应力工艺流程 97.1 预应力钢绞线敷设 107.2 锚固端挤压锚挤压工艺 107.3 节点安装要求 117.4 预应力张拉 117.5 锚具保护 118 混凝土的养护和拆模检查 129 结束语 12

**世贸中心工程无粘接预应力空心楼盖技术CONSTRUCTIONTECHNOLOGYOFPRE-STRESSEDHOLLOWFLOORAPPLIEDTOBEIJING[摘要]BDF管是一种比较新型的空心管,它有效解决了现浇空心楼板非抽心成孔技术,被广泛的应用于工业与民用建筑大跨度、大空间、大荷载的现浇空心楼板中。本文从BDF管的抗浮措施、混凝土振捣、养护方法、无粘结预应力施工等几方面对现浇无粘结预应力空心楼盖技术进行阐述。[关键词]BDF管；抗浮措施；无粘结预应力现浇混凝土空心楼板在国外已经有几十年的历史，如美国的“现浇芯板体系”和法国SATOTO公司的充气模板；而在国内现浇混凝土空心楼板技术已经于1998年通过国家建设部组织专家的技术鉴定，被列为建设部重点推广项目。本工程选用的BDF管是最近几年国内发展起来的一种以玻璃纤维增强水泥薄壁管（简称BDF）为主材的新型楼盖结构体系。设计原理现浇混凝土空心楼盖技术主要是采取埋芯(非抽芯)成孔工艺,在楼板内每隔一定间距,放置空心或者轻质实心的筒芯、筒体、箱体、块体埋入式空腔内模（embeddedfiller）在楼板中填充形成厚板无梁楼盖结构,它与普通梁板结构相比,整体结构并未发生变化,但在楼层的平面结构布置上存在一些区别。空心楼盖体系按“等代框架法”或者“直接设计法”设计计算,柱与柱之间布置暗梁（高度与板厚同）,通过现浇实心暗梁与现浇空心楼盖上下翼缘紧密结合形成加强的扁框架梁。空心楼盖沿顺管方向为“工”字形截面,有可靠的传力保证。在垂直管方向由于楼板内配置了肋间钢筋可形成空间桁架的传力体系,但在最薄弱处仅存在上下翼缘,为了保证上下翼缘能共同工作,必须采取相应措施提高楼板的整体性,所以BDF管的排放为一根和一根相对接,在肋间也可配置适量钢筋增强楼板的整体性。从设计方面考虑,空心无梁楼板不同于普通有梁板体系中的楼板,普通有梁板体系中的楼板参与抵抗水平地震作用是通过调整梁刚度放大系数考虑,在设计计算和构造措施方面楼板本身是不做抗震设计的,仅考虑承受垂直荷载,而空心无梁楼盖由于板厚h很大,它本身可直接参与抵抗水平地震作用。通过暗梁和现浇的空心楼盖形成加强的扁框架梁,楼板其本身在靠近柱和暗梁的一定范围内是框架梁的一部分,此范围内的楼板是按照框架梁进行设计的。柱和柱之间形成加强的扁框架梁其等效刚度不亚于常规结构框架梁的刚度,加强的扁框架梁自身有足够的刚度传递水平地震力,关键在与柱的连接传递水平地震力。工程概况本工程位于北京市商务中心东西街与东大桥东侧路交叉口东南角，工程总建筑面积212946m2，地上由三栋塔楼组成（其中AB座及C座为写字楼共24层；D楼为公寓楼，地上23层），C楼地上部分设备夹层顶板至二十二层顶板采用无粘接预应力现浇空心楼板，板厚度350mm。芯模采用BDF管，管径250mm；管体间肋宽120mm和60mm；板顶厚度和板底厚度均为50mm。预应力钢绞线采用Фj15.24高强1860国家标准低松弛无粘接预应力钢绞线，其标准强度为fptk=1860N/mm2，预应力钢绞线σcon-1302N/mm2空心楼板BDF管之间为小肋梁（主筋4根ф12）沿肋梁方向每根肋梁内布置2根通常钢绞线，柱网间无次梁，框架梁为550mm×600mm扁梁，结构层间最大净空达3.5m。对BDF管的材质要求对BDF管进场的质量应对其外观、尺寸偏差（长度、外径、端面平整度）、单位重量等项目进行检查（见下表）。BDF管现场检验项目标准序号检验项目标准要求1外观质量外表面无飞边、毛刺裂纹，蜂窝气孔直径每处≤5mm，每根不多于8处2尺寸偏差长度（mm）0～-10外径（mm）±3壁厚（mm）+2、-1端面平整度（mm）5筒体平直度（mm）53单位质量（kg/m）≤254抗压荷载（N）≥1000N5吸水率≤18%6抗振动冲击振动1分钟，无裂纹、无破损无粘接预应力空心楼板施工工艺流程BDF管安装特殊技术措施根据《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》第7.3.3－3条“内模底部宜用混凝土垫块或撑筋垫起，内模间肋部应采取可靠的定位措施。”及第7.3.6条“内模抗浮技术措施应在检查确认内模位置、间距符合要求后施行。对单个内模与楼板底模均应采取抗浮技术措施。”的规定，本工程空心楼板内模间肋部位移采用木楔进行定位，BDF管抗浮技术措施采用抗浮拉丝将BDF管和楼板底模分别固定在模板支撑上。BDF管在空心板中虽然只起芯模作用，保证BDF管在板中的位置与设计模型相一致是保证现浇混凝土空心楼板质量的关键。为保证内模在混凝土浇筑振捣过程中不上浮，空心管抗浮措施必须进行计算。BDF管抗浮计算计算模型。当BDF管全部埋入混凝土内时，BDF管所受向上的浮力F由BDF管排开同体积混凝土的重量的浮力F1和振捣棒对BDF管产生的附加上浮力F2及楼板钢筋的自重F3、混凝土自身的粘结力F4的合力构成，即：BDF管浮力＋附加上浮力－楼板钢筋自重－砼粘结力BDF管浮力：振捣棒产生的附加上浮力：查《建筑施工手册》第601页插入式振捣器技术规格得Φ30振捣棒的振动力为2200N即2.2KN。楼板钢筋自重：每个BDF管单元内（长度1米，宽度0.25＋0.12＝0.37米），存在暗梁一根（4Ф12；Ф10@100，暗梁宽120，高350）,BDF管上下楼板纵向钢筋2Ф10（1米），横向Ф8@150(按2×7根计算)，根据钢筋理论重量计算得：砼粘结力：根据《建筑施工计算手册》（江正荣著）第627～628页关于混凝土粘结系数的计算，砼坍落度取16cm；,经计算，混凝土产生的粘结力为0.25KN上浮力F＝2.9915KNF－BDF管向上浮力，KN；K1－混凝土粘滞系数，Pa；D－BDF管外径，单位m，取0.25米；γc－混凝土重力密度，取24KN/m3;L－BDF管长度，1m。抗浮拉丝直径计算。抗浮拉丝一般采用普通镀锌铁丝。将通过抗浮拉丝将其拉结在模板下的支撑钢管上。一根BDF管的抗浮拉丝的总抗拉承载力f应满足：F－BDF管向上浮力，N；d－抗拉铁丝直径，mm；f－镀锌铁丝抗拉强度标准值，，计算时取中值；直径1.6mm；n－抗拉镀锌铁丝根数；经计算得n得3.79根，为保险起见，N取4，每米BDF管绑扎2束2×16#镀锌铁丝，因振捣棒在BDF管两侧振捣时间极短；在短时间内铁丝被拉断的几率很低，可认为抗浮计算满足施工要求。BDF管抗浮措施楼板底层钢筋及肋梁绑扎完毕后，用电锤在模板上在BDF管两侧分别打眼，两端留150mm,用2束2×1.将安装好的BDF管用2束2×1.6＃铁丝与模板支撑体系拉紧，BDF管底垫50mm厚混凝土垫块保证板底厚度，安装上铁马凳，绑扎上铁钢筋。穿Φ8-600限位筋。横向位移限制措施为避免浇筑时混凝土冲击BDF管产生横向位移；在钢筋绑扎完毕后，BDF管肋间用木楔撑紧（定位木楔间距800mm）。混凝土浇筑时，随浇筑随拔出楔子。BDF管成品保护因BDF管管壁较薄，在BDF管运输中要用专用运输钢筋笼子、BDF管铺放及钢筋绑扎、混凝土浇筑过程中要搭设架空马道，布料杆禁止直接放在BDF管上，在工人操作过程中尽量避免BDF管的破坏。BDF管破损的处理方法当出现BDF管破损又难更换时，可采用以下补救措施：当破损孔洞直径小于3cm（含3cm）时，可用宽胶带直接粘堵。当破损孔洞直径大于3cm时，先用轻物体（如聚苯、编织袋等）填堵后，再用宽胶带封堵。当破损过大无法封堵时，则必须更换BDF管。混凝土浇筑方法混凝土输送、浇筑方法混凝土选择因空心楼板肋间距离较小（分别为6cm／12cm），为保证空心楼板混凝土密实，石子最大粒径不大于管净距2／3，并且不大于空心管下混凝土厚度1／2；选择石子粒径在20mm以内，坍落度在160mm～180mm的细石混凝土作为浇筑空心楼板的混凝土。输送方法如单独采用泵送混凝土，出料口的混凝土对BDF管的冲击力很大。冲击力会导致BDF管上浮和管间距变化，使BDF管在混凝土中的位置与设计原型不同。对此，可利用铁皮平铺放在钢筋网上，把输出的混凝土泵到铁皮上，以作缓冲，再用人力把混凝土顺BDF管纵向分层浇筑，可令冲击力减到最小。浇筑方法BDF管混凝土楼板浇筑应采用沿BDF管敷设方向单向分层进行浇筑，比较容易看清管与管之间的空档，防止漏振；混凝土会顺BDF管间的间隔缝流动，大大降低混凝土对BDF管的浮力，使施工能顺利进行（见下图）。禁止沿垂直薄壁管纵轴作多点围合式浇筑，垂直浇筑会使BDF管产生极大的浮力，甚至会拉断抗浮铁丝令楼面的钢筋网浮起，使BDF管混凝土浇筑失败。为避免BDF管吸收混凝土中的水分，在施工前，用清水湿润BDF管；并在钢筋上作标高线控制混凝土浇筑厚度；每块板厚的混凝土要分两步浇筑完成：将每块板的全部BDF管肋部混凝土浇至2/3高，用Ф30振捣棒仔细振捣，振捣棒插入间距300mm，只有这样才能把BDF管下空气全部排除干净，使管下混凝土振捣密实。禁止混凝土一次混凝土浇筑到顶；如果一次将混凝土浇筑到板顶，板肋部位被混凝土掩盖，不但使BDF管下空气不易排出形成空洞，也不能保证肋部混凝土被两次振捣，很容易造成BDF管下混凝土振捣不密实，出现蜂窝、麻面甚至孔洞，影响结构质量。肋间混凝土浇筑振捣密实后，即可将剩余板厚的混凝土浇筑到设计标高，并对肋部混凝土进行两次振捣，最后使用混凝土平板振捣器沿BDF管的垂直方向振捣板面混凝土。振捣时，对同一部位振捣时间不得超过3分钟，以免损坏BDF管。混凝土浇筑上浮监测在混凝土浇筑过程中，用水准仪监测模板、BDF管、和混凝土高度进行检查，发现问题立即处理，以免造成质量事故。第一次浇筑测得楼板浇筑完毕后BDF管上浮约5mm，调整BDF管垫块高度为45mm，经多次验证，能够使BDF管上浮控制在3mm以内空心楼板混凝土表面处理因BDF管上部的混凝土厚度较薄，混凝土表面容易产生裂缝，混凝土浇筑振捣完毕后，混凝土终凝之前收光不少于三遍，并采取二次抹压的方法，压合表面裂缝。冬、夏季混凝土养护措施冬季养护措施因BDF管管上下的混凝土厚度仅为50mm，在冬季混凝土热工计算中考虑到防止BDF管上下的混凝土受到冻害，在BDF管混凝土浇筑、振捣后，用一层塑料布和两层草帘被保温养护，经现场实测和表面观察，两层草帘被能够保证混凝土在达到临界受冻强度前不受冻。夏季养护措施混凝土浇注振捣完毕后，为防止BDF管将BDF管腔外侧混凝土中水份吸干（混凝土中水泥不能正常硬化，混凝土强度达不到设计要求）。夏季空心楼板养护时，应增加浇水频率。养护时间为7昼夜。无粘接预应力工艺流程预应力钢绞线敷设钢绞线经检验合格后，按照施工图纸规定进行下料。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，定长下料。预应力筋下料用切割机切割，严禁使用电焊和气焊。张拉端端部模板预留孔按照设计图中规定的无粘结预应力筋的位置编号和钻孔。在钢绞线铺放前，先安装马凳，以控制无粘结筋的曲率，每隔1.5～2m设一马凳，马凳高度根据设计要求确定。跨中处可不设马凳，直接绑扎在底筋上。锚固端挤压锚挤压工艺将挤压锚夹片套装在预应力筋端部，套入夹片。在装好挤压锚夹片外面穿入锚杯。将装好的端头穿入挤压模内，完成挤压锚锚固端的组装。挤压锚锚固端组装件检查合格后，用专用组装设备紧楔机将挤压锚固端组装在挤压锚座上，并压实。预应力筋张拉端、锚固端节点大样1-模板;2-穴模;3-护杯套;4-承压板;5-混凝土;6-预应力筋;7-螺旋筋;8–微膨胀细石混凝土;9-防锈漆;10-锚杯;11-夹片节点安装要求预应力张拉的前条件是楼板混凝土的强度达到90％以上。要求张拉端预应力筋伸出承压板长度（预留张拉长度）≥20cm将木端模固定好。张拉端承压板应与穴模及模板固定牢固。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34圈。预应力筋必须与承压板面垂直。预应力张拉预应力张拉时的施工顺序为：测量预应力筋初始长度→锚具安装→千斤顶安装→预应力张拉（张拉应力1.03σcon）→锁定锚具→退出千斤顶→测量预应力筋最终外露长度→校核预应力筋伸长值→锚头封堵采用张拉时张拉力按标定的数值进行，用伸长值进行校核，预应力张拉采用应力应变双控方法：张拉力采用一次超张拉3%的方法；实际伸长值不应超过理论伸长值的±