无粘结后张拉预应力施工技术应用

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lishicun2000
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  摘要:无粘结后张法预应力施工技术是预应力结构工艺中的一种新技术。广东省惠州市汇景大厦工程采用了这一施工技术,其具有刚度大、抗裂性高、耐久性好、材料省等特点,使得整个结构自重大大减轻,同时改善了结构受力性能、增加了使用空间。
  关键词:无粘结后张拉;预应力结构施工;过程控制
  Abstract: Unbounded post-tensioned construction technology is a new technology in the process of prestressed structures. Huijing Building Engineering in Huizhou City Guangdong Province was used construction technology, it has stiffness, high crack resistance, durability, Materials and other characteristics, so that the weight of the entire structure, greatly reduced, while improving the performance of the force structure, the increase in the use of space.Key words: unbonded tension; construction of prestressed structures; process control
  
  
  中图分类号: TU58 文献标识码:A 文章编号:
  
  一、概述
  1、工程概况
  我公司2000年施工的惠州市惠沙堤七号楼(汇景大厦)标准层部分;2001年始建、现己竣工的深圳市碧海蓝天明苑二十八层以上C+D大戶型楼面板均采用无粘结后张拉结构。
  1.1工程特点
  汇景大厦位于惠州市下埔二路,与下铺滨江公园相邻。地下二层,裙楼四层,标准层二十五层,总建筑高度为99.70m,总建筑面积为31500平方米,工程结构形式为框筒一剪力墙结构,设计中采用了无粘结预应力无梁楼盖结构,结构混凝土强度等级为C40(二十层以上为C35)。
  1.2工程内容
  该工程楼板预应力技术工程包括:无粘结预应力结构技术设计配合;预应力施工详图绘制;预应力工程施工组织设计;预应力钢绞线、锚具、承压板、螺旋筋和马登等材料的采购、检验、涂包生产、下料组装、运输、铺放、张拉、封锚、竣工图以及验收资料归档。
  
  二、预应力结构施工
  2、施工组织
  2.1组织机构
  预应力结构工程是作为一个特殊独立的分部工程来施工的,在汇景大厦项目上,为此设立了独立的施工组织机构一作业项目部,为保证工程质量和施工进度奠定了基础。
  2.2施工进度计划安排
  由于预应力结构施工贯穿于普通混凝土结构施工过程之中,因此受到结构施工进度的影响,同时本工程中又采用了早拆模体系,因而预应力结构的施工进度又不同程度上对结构施工产生制约作用,所以,在工程施工前,预应力项目部与结构施工项目部联手,根据工程特点,周转材料(模板与支撑系统)的配备情况,制定了详细的施工进度计划,使得各工序、工种有序穿插、交叉流水,从而保证了工程的施工进度,满足了业主的需求。
  2.3劳动力安排
  预应力结构工程是一个系统工程,从材料的选用、厂家的确定、原材质量的检验、现场施工过程的质量监控等各个环节,都配备了精干的人员,以确保按预期的目标完成施工任务。
  2.4主要施工机具配备
  根据预应力工程的特点,工程施工中配备了涂塑生产线两条;下料砂轮锯5台;组装用挤压器和大油泵各3台;制作用自动切割机2台、钻床6台以及电焊机5台;张拉用传感器、读数表各2台、千斤顶和油泵各32台;交通运输用随车吊汽车和平板运输车各1辆,满足了预应力工程的施工需要。
  2.5主要材料准备
  2.5.1材料准备
  预应力技术工程所用无粘结筋全部由深圳市伯龙建筑技术工程有限公司涂包生产,按设计要求进行下料挤压组装;承压板、螺旋筋、马凳、穴模等辅助材料均在施工现场加工制作。
  2.5.2主要材料供应
  本预应力工程采用的主要材料:钢绞线由江西薪余金属制品有限公司提供、挤压锚和夹片锚均由中国建筑科学研究院供货、低压高密度5000S聚乙烯由北京燕山石化公司提供、无粘结筋专用防腐油脂由湖南长沙石油厂供货。
  
  3、施工方法
  3.1粘结预应力施工工艺流程
  无粘结筋涂包生产→无粘结筋下料→支楼板模板→绑扎板底非预应力钢筋→铺放马凳→铺设无粘结筋→安装承压板→固定无粘结筋→合侧(端)模→管线敷设、孔洞预留→绑扎板面非预应力钢筋→隐检→浇筑混凝土并养护→拆侧(端)模→掏穴模→混凝土试块压验→安装锚具→测量预应力筋外露原始长度→张拉、记录→检验张拉质量→切割端部多余预应力筋→防腐处理→涂环氧树脂、封锚→拆底模
  3.2无粘结预应力筋材料加工
  本工程无粘结预应力筋涂包成型采用挤压涂塑工艺,由深圳市伯龙建筑技术工程有限公司涂包生产。施工工序为:放线盘放线→涂防腐润滑油脂→包聚乙烯护套→循环水冷却→收线盘收线。
  3.3无粘结预应力筋下料
  无粘结预应力筋全部采用电动砂轮锯切断,切割后的无粘结筋逐根对外包层进行外观检查,并按不同编号贴上专用标签,分类盘料堆放。
  3.4材料运输和吊装
  3.4.1钢绞线的运输和吊装
  钢绞线应成盘或顺直运输,成盘运输时,盘径不小于2m;装卸吊装时,应保持在成盘或顺直状态下起吊。搬运,严禁钢丝绳或其它坚硬吊具将其划伤,保证其段面的完整。
  3.4.2无粘结筋的运输和吊装
  无粘结筋采用成盘或顺直的方式运输,成盘运输时,盘径不小于2m:装卸吊装时,采用专用吊装绳保持在成盘或顺直状态下起吊、搬运,不得摔砸踩踏,严禁钢丝绳或其它坚硬吊具与无粘结筋外包层直接接触。
  在包装、运输、保管过程,对无粘结预应力筋应当有标记,便于区分不同规格;应当堆放在通风干燥处,有防雨防潮设施。
  无粘结筋使用前,应逐根检查外包层的完好程度,有轻微破损者,可包塑料带补好;破损严重者应予以报废。
  3.5预应力筋穿束
  在双向板中,无粘结筋需要配置成两个方向的悬垂曲线,两个方向的无粘结筋互相穿插,事先进行铺设图设计,确定铺放顺序。施工过程中按汇景大厦预应力结构设计图纸的规定进行铺放,并按设计要求严格控制张拉端出口的高度;无粘结筋矢高由马凳控制,马凳固定间距不大于2m。控制点标高允许偏差为±5mm,以形成图纸所要求的曲线;张拉端与固定端处承压板必须与无粘结筋中心线垂直,承压板严禁重叠;铺放预应力筋时,应将破损处修补,严重破损无法修补时应予以更换,铺放好的无粘结筋严禁踩踏、撞碰。预应力筋均在端部张拉,固定端分别设在粱内、剪力墙内。
  3.6无粘结筋端部处理
  3.6.1张拉端头处理
  本工程采用钢绞线夹片式锚具,张拉后端头钢绞线顶留的长度不小于15cm,多余部分割掉,并将钢绞线散开打弯,埋在梁内,以加强锚固。
  3.6.2固定端处理
  本工程采用钢绞线,在固定端“压化”成型,放置在设计部位。
  3.7混凝土的澆捣值班
  预应力筋穿束、承压板安装完毕后,应进行隐蔽工程验收,当确认合格后,方可浇筑混凝土。浇筑混凝土时,派专业人员进行值班,对松脱和位置移动的预应力筋及承压板随时调整并绑扎牢固,同时监督混凝土浇捣操作人员的浇捣质量,并及时做好施工记录。现场操作人员严禁踏压无粘结筋及触碰锚具,应确保预应力筋的束型和锚具位置的准确,混凝土应振捣密实,张拉端及固定端承压板处必须用振捣棒多加振捣,切实保证张拉端和固定端处混凝土的浇捣质量,严禁出现混凝土蜂窝、孔洞现象。
  3.8预应力筋的张拉
  3.8.1无粘结筋张拉工艺流程:
  拆除张拉端部模板→清除穴槽及割掉套管→检查张拉端部混凝土及张拉空间→安装锚具→测量预应力筋外露原始长度→安装千斤顶→供油、加压→回油、卸压→拆除千斤顶→测量预应力筋张拉后外露长度→检验张拉质量→切割外部多余预应力筋→防腐处理→涂环氧树脂→端部封堵。
  3.8.2张拉操作要点:
  (1)张拉机具及仪表应由专人使用和管理,并定期维护和校验。
  (2)张拉时,混凝土试块抗压强度需达到其设计强度的100%。
  (3)张拉设备采用YCN一23千斤顶与标准表,张拉前配套标定,确定张拉力与油压表读数的关系曲线及回归方程。
  (4)钢绞线的单根张拉控制应力为:σcom=0.7fptk=1302N/m2;钢绞线的单根张拉控制力为:F=182.25KN。
  (5)张拉前须仔细检查张拉端部混凝土密实度及张拉空间。检查混凝土密实度可通过目测或敲击承压板听其响声来判断端部混凝土是否有空洞;张拉端前有普通钢筋或脚手架钢管影响张拉时,须及时处理。张拉时因混凝土强度或密实度导致预应力无法建立或达不到设计要求,须凿掉不合格混凝土并浇筑高一标号混凝土,达到强度后重新张拉。本工程中未出现此类情况。
  (6)进行张拉时采用应力控制的方法,同时校核无粘结筋的伸长值,如实际伸长值偏差大于计算伸长值10%或小于计算伸长值5%,应暂停张拉,查明原因采取措施予以调整后,方可继续张拉。
  (7)预应力筋的张拉顺序为分区对称张拉。
  (8)预应力筋张拉时,应逐根认真如实地填写张拉记录表格。
  (9)张拉伸长值校核时发现不合格的预应力筋应仔细分析其原因,采用相应退锚或补拉等措施,确保张拉应力的准确建立。本工程没有出现不合格的预应力筋。
  3.9穴槽封堵
   预应力筋张拉结束后,经过一段调整期(一般二天左右),采用砂轮锯切断外露的无粘结筋,切断后的无粘结筋露出夹片外的长度不得小于30mm;在锚具表面涂以防腐油脂并安装塑料护杯套;在穴槽周边涂刷环氧树脂,采用微膨胀细石混凝土封堵张拉端并振捣密实。
  
  三、过程控制
  4、技术措施
  4.1施工措施计算
  4.1.1模板一支撑体系计算
  本工程采用了早拆模体系,事前对模板及支撑系统进行了详细的验算,经过认真反复的论证,最终确定采用三托二的模板一支撑体系,这样既满足模板一支撑系统自身的受力性能,又减少了对周转材料的占用。
  4.1.2预应力结构楼板施工荷载验算
  预应力结构工程施工过程中,由于机械设备振动、人员自重、材料堆放等因素,需要对施工荷载进行验算,以确保在结构施工过程中模板一支撑系统不致由于预应力工程的施工而产生不良影响。
  4.2次应力处理
  由于次应力及残余应力对结构可能产生影响,因此在工程施工前,即对其进行计算和验算,以便采取必要的应急手段和措施,确保工程施工万无一失。
  4.3施工详图
  在预应力筋铺放前,除对预应力筋进行铺放设计,绘制详图外,本项目还对马凳的设计进行了详图绘制、制作。
  4.4质检参数
  本项目预应力工程,对无粘结预应力下料单、马凳、承压板、螺旋筋下料单及其制作大样、预应力筋张拉控制力计算、预应力筋张拉伸长值计算、预应力楼板预应力筋质检图等质量控制手段及其质检参数进行了细化,报监理、质检站审核,存档。
  4.5张拉设备校验
  张拉设备应配套校验,压力表的精度不宜低于1.5级,校验张拉设备用的试验或测力计精度不得低于±2%,经过校验本工程所使用的张拉设备均满足规定的要求。
  
  5、质量管理
  5.1质量标准
  本工程执行国家现行有关施工规范及惠州市有关规定,并按照国家标准《建筑安装工程质量验收评定统一标准》(GBJ300一88)进行质量评定,以及惠州市优良工程的要求组织施工。
  5.2质量保证体系
   预应力专业施工由专业施工队伍负责实施,技术工人均经过专业技术培训,持证上岗。严格按照设计图纸、规范、施工工法及施工组织设计的有关规定进行。各种材料均按规范进行进场验收,隐蔽工程按规范及设计要求进行验收,每道工序均由专人负责对质量把关。建立严密的质量保证体系。
  
  6、质量保证措施
  6.1人员考试
  结合施工图纸将预应力工程的全套工序及质检要求对所有操作人员进行培训,并按项目名单进行考试,合格后上岗。
  6.2技术审查
  对预应力混凝土结构计算、施工图纸、施工方案、技术设计进行审查。
  6.3设备使用与检测
  指定专人负责预应力张拉设备及有关机具的使用、维修与保养,同时对涂包生产线、挤压设备、张拉设备及仪器、仪表进行检校。
  6.4原材料检验
   对所有原材料实施检查,不合格品一律不用在工程上。原材料出厂合格证齐全,并对钢绞线、夹片锚具、钢绞线一锚具组装件委托国家建筑工程质量监督检验测试中心用HR150一DT 洛氏硬度计检测;使用过程中有异常情况时还需对无粘结筋专用油脂、塑料进行化学成分分析。
  6.5其他检验、检查工作
  对生产的半成品进行综合检验;对预应力筋穿束技术工程施工状况实施检查;对预应力筋张拉实施检查;对切筋、封锚等工序进行检查,以确保工序施工质量。
  
  7、质量措施
  在汇景大厦项目预应力工程施工过程中对质量的控制严格做到:
  7.1做好原材料、成品、半成品的质量检查验收,不合格品一律不得用到工程上;
  7.2认真做好预应力筋一锚具组装件的锚固性能试验,为无粘结预应力工程施工提供强有力的安全保障;
  7.3无粘结预应力筋铺束完成后,必须经班组自检、技术质检人员检验两道工序合格后方可报请监理公司或业主进行隐蔽工程验收签证。三级检验后,方可进行下道工序施工。
  7.4做好成品及半成品保护。在预应力筋旁进行焊接、切割作业,必须采取必要措施,并做好穴模材料的保护工作;
  7.5做好张拉设备的使用、维护和保养,确保张拉质量;
  7.6对无粘结预应力筋张拉端部混凝土质量进行抽检,不合格处加固处理;
  7.7无粘结预应力筋张拉时严格操作,认真做好记录,并由质检技术人员进行随机抽检;
  7.8建立健全技术责任制,追究事故责任人的经济或法律责任;
  7.9做好技术培训,所有施工操作人员需经考核,合格后方准上岗参加施工。
  7.10利用先进的计算机软件编排铺筋程序,以保证每一根无粘结筋都铺放到设计计算的正确位置,确保预应力的准确建立。
  7.11认真做好工程施工技术资料、各种技术文件的收集、整理和归档工作。
  
  8、雨期施工措施
  8.1提前做好预应力施工现场场地、道路的排水布置;
  8.2预应力钢绞线应提前采用枕木垫实,材料到货后应采用蓬布盖好并及时安排涂包生产;
  8.3无粘结预应力筋成品与半成品应采用垫木垫实并用蓬布盖好;
  8.4电器设备应检查接零、接地保护,电焊机、配电箱作好防雨罩:
  8.5预应力筋铺束及张拉操作应做好必要的防滑、防雨措施,预应力筋张拉前要及时排除张拉端部积水,张拉结束后及时封锚,防止锚具锈蚀。
  
  9、工程配合
  9.1工序衔接与工程配合
  为做好施工配合和工序衔接,各道工序以工作联系单的方式办理书面工序交接手续。
  9.2柱与梁普通钢筋绑扎
  9.2.l施工中柱、墙与梁普通钢筋绑扎及各种线管的敷设不得影响预应力筋矢高,因预应力筋在结构中是主要受力材料,其高度的抬高或降低直接影响结构安全度,所以一定要保证预应力筋走向和高度。
  9.2.2在排列柱于钢筋时,应严格按照柱筋位置设置钢筋。
  9.3側模、外架及其他
  9.3.l板侧模施工应按照预应力筋张拉端出口高度分二段支设,确保预应力筋出口位置准确。
  9.3.2为保证预应力筋张拉施工操作,外脚手架搭设高度要比预应力筋张拉端出口高度降低300~100Omm,且有有效的安全立网保护,在未进行张拉、封锚的楼层,外脚手架不得拆除。
  9.3.3由于窗台板下有预应力筋出口,因此,窗合处两层飘板之上层普通混凝土板应在预应力工程施工完成后补浇,以便预应力筋的张拉等工序的施工。
  
  10、成品保护
  在施工过程中,各方积极配合,共同做好成品、半成品的保护,同时切实做好安全防护,优质高速顺利地完成了预应力工程施工任务。
  
  11、技术文件及竣工图
  11.1技术文件
  本工程预应力工程技术文件有:图纸、设计变更、原材料出厂合格证、混凝土强度试验报告、钢绞线检验报告、夹片锚具硬度检验报告、钢绞线一锚具静载锚固性能检验报告、预应力筋K、u值实验测定报告等。
  11.2原始记录
  本工程预应力结构施工形成的原始记录有:图纸会审记录;钢绞线、夹片锚具、挤压锚具进场检查记录表;无粘结筋生产检查记录表;预应力筋下料检查记录表;钢绞线挤压质量检查记录表;马凳制作检查记录表;承压板加工质量检查记录表;预应力施工检查记录表;隐蔽工程验收记录表;张拉设备标定检查记录表;预应力筋张拉记录表;预应力筋张拉检查记录表;封锚检查记录表;封锚验收记录表等。
  11.3竣工图
  11.3.1编制竣工图的方法
  凡按施工图进行施工没有变更的,在原设计施工图上加盖“竣工图”章,即作为竣工图;施工中的一般性变更,重新绘制了改变后的竣工图。
  11.3.2竣工图的编制要求
  竣工图的编制工作,必须在施工过程中根据图纸会审记录、隐蔽工程检查验收记录,设计修改变更及工程洽商联系单等进行编制、确保图物相符。竣工图归档折叠为4号图幅(21Omm×297mm)手风琴式折叠方法,并编制预应力分部工程图纸目录。
  
  汇景大厦工程采用的无粘结预应力梁板结构,降低了楼层高度,提高了建筑使用功能及有效面积,增加了结构净空,同时还提高了结构整体刚度,节约钢材和混凝土用量,改善了结构受力和使用功能,缩短了施工周期,经济效益十分显著。
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