大跨度空心预应力楼板施工技术

大跨度空心预应力楼板施工一、设计概况本工程楼层中部双向三跨范围（22.5mX22.5m）有封闭和留洞两种形式，3～7层为封闭式楼板，并且采用大开间设计，中部不设柱子。为适应这种建筑设计形式，结构采用空心预应力楼板即“无梁GBF无粘结预应力现浇混凝土楼板”。彩色显示的中间部分即预应力板的范围，四周红色条带表示与四周普通楼板之间的后浇带，后浇带的设置主要是用来进行预应力筋的张拉，同事也满足了张拉前后临界区域板应变的变化。整个预应力大跨度版是一个厚板无梁体系，板厚650mm，内设暗梁，如图中所示，暗梁为纵横向各两条，将整个预应力版隔成9块，每个单块板内以高强薄壁的GBF管埋入形成空心楼板，管间空隙布设预应力钢筋，如下图所示：二、施工部署预应力板与整个楼层同时施工，具体顺序上先进行预应力区施工，完成混凝土浇捣后再进行四周普通楼板浇筑，具体分界范围依照后浇带。但模板的支设可在预应力支设完毕后马上进行普通楼板区，普通区的模板支架系统也方便预应力区施工时候的使用。预应力区与普通楼板区的位置关系如下图：预应力楼板的特殊结构力学性质，要求必须在预应力筋张拉完毕后才可以拆除支模架，及楼板本身依靠后期预应力的施加来提高承载能力达到设计标准，支模也应该考虑到此特性。2层楼板开洞，3层预应力楼板的支模需从首层楼板搭起，然后层层向上搭设，支模架始终保留不拆除，待预应力筋张拉完毕后拆除。三、工艺原理本工艺充分利用了无粘结预应力钢铰线高强、低松驰的特点，有效降低结构挠度，增加结构的承载能力。GBF高强薄壁管置放于现浇板内，即增加了截面的有效矢高，又减少了混凝土的使用量，减轻了结构自重。受力模型可简化：四、工艺流程施工准备→满堂承重脚手架扎设→模板支设→绑扎板下层钢筋网片→绑扎肋梁、暗梁钢筋→预应力钢铰线布设→空心管布设、固定→板上层钢筋网片绑扎→浇筑砼→预应力筋张拉并锚固→锚具端头处理→模板拆除五、施工要点楼板配筋见下图：5.1施工准备⑴材料准备①无粘结预应力钢铰线选用Φ15.2高强钢绞线，强度级别为1860N/mm2，其性能应符合《钢绞线、钢丝束无粘结预应力筋》JGJ/T92-2004中关于无粘结预应力钢筋的规定。预应力钢绞线应具有出厂合格证书及检验证明，每盘上均有标牌，使用前应按照有关规定进行抽检。②内膜选用GBF高强复合薄壁管，管外径为450，长度为1.0m和1.2m两种，端部采用1.0m长度，大面积采用1.2m长度；③张拉端、锚固端锚具采用Ⅰ类锚具（如BM-5型扁形锚、DHMJM-5型锚具、DHMJ型挤压锚）。锚具应有出厂合格证书及锚具锚固性能检验证明，要符合《预应力筋用锚具、夹具、连接器》（GB/T14370-2007）Ⅰ类锚具要求，锚具使用前应对其硬度按国家有关规定进行抽样检测，并与钢绞线做组装件试验，符合国标规定后方可使用。⑵预应力施工机械准备YCQ-20张拉机械2台、150吨张拉机械2台，JY-45型挤压机1台及配套设备，手持式小型切割机2台，电焊机2台。张拉设备使用前必须送国家计量单位进行标定校验，未经标定的设备不得使用。5.2满堂承重脚手架的扎设将预应力空心板折算为实心板进行模板验算，验算出承重脚手架立杆间距，其余施工要求按照普通楼板模板满堂承重脚手架要求扎设。5.3模板支设、绑扎板下层钢筋网片、绑扎肋梁、暗梁钢筋，均按照普通梁板进行施工。模板按照设计要求进行起拱。5.4预应力筋的下料钢绞线的下料长度，直线段按照公式：下料长度=构件孔道长度+2×(工作锚厚度+100)+穿心千斤顶长度+夹片式工具锚厚度进行计算，弧线段按照以上公式进行计算，其中构件孔道长度为弧线长度。钢绞线的下料应在平整光滑的场地上进行，钢铰线下垫钢管，上铺彩条布。钢铰线下料采用台式砂轮切割机切割，不得采用电弧焊，切口应与钢绞线垂直，下料后应及时对预留端头采用胶带包裹严密，防止油液渗出，然后在无粘结筋上贴上标签，标明长度、编号及使用部位。5.5预应力筋的布设及编束预应力筋布设前，先按照预应力筋曲线图标注的尺寸在暗梁、肋梁的箍筋上做好标记，采用φ8钢筋制作马凳筋，马凳筋按标记绑扎于肋梁箍筋上。按照图纸设计每束钢绞线的根数，采用12#铁丝进行绑扎编束，绑扎点间距为1.5m，编束时应保证各根钢铰线松紧一致，不出现绞缠现象。钢绞线编束完毕，将其穿入肋梁、暗梁内，将成束的钢铰线采用12#铁丝绑扎定位于马凳筋上。预应力筋在靠近承压板处铺设30厘米的平直线段。5.6固定端挤压锚的制作：在端部70-75mm范围内剥去外包塑料，同样对预留端头采用胶带包裹严密，防止油液渗出。擦去固定端钢绞线上油脂，然后套上锚垫板，垫板尺寸为90×90mm，厚度为16mm，旋入钢丝衬套，要求密排裹紧，用挤压机挤压。垫板前头用卡扣拧紧，以防止垫板和挤压锚中间有空隙，垫板前套入φ6螺旋筋。成型后的挤压锚端头外露钢绞线长度不少于30mm。5.7张拉端的设置由于暗梁与柱节点处钢筋较密，张拉端锚垫板无法并排布置，因此采用扁形锚具或单孔锚，肋梁处可采用圆形锚具。张拉端的锚垫板后面焊三道钢筋网片，浇筑砼时应振捣密实。张拉端按照锚具大小，采用木胶板制作木盒作为穴模，以防浇筑砼时将锚垫板埋住。混凝土浇筑完毕应及时拆除模板，并将张拉端的穴模扣出，清理混凝土，形成凹口，以便于安装锚具、方便张拉。5.8空心板布设⑴施工准备①底板钢筋绑扎完毕，钢筋保护层垫块加设，模板内的绑扎丝、木屑等清理干净；②肋梁、暗梁、底板钢筋经建设、监理、施工单位共同验收合格；③肋梁、暗梁内的钢绞线按照图纸设计布置完毕，固定端锚具设置完毕，并验收合格;④薄壁管已进场，质量验收合格，尺寸规格等符合图纸设计要求；⑤运输薄壁管的马道扎设完毕，扎设稳妥，经安全员验收合格；⑥准备吊运薄壁管的钢筋笼、铺垫薄壁管用的草垫;⑵薄壁管的进场堆放①薄壁管的堆放场地应平整洁净，未作表面硬化处理的堆场，其基层应坚实，表面铺设厚度不小于50mm厚的细砂；②尽可能避免或减少薄壁管到场后的堆放与二次搬运，薄壁管在装卸搬运叠堆时应小心轻放严禁抛掷；③薄壁管应按照规格型号分类平卧叠层堆放，沿管段长度两外侧应用木方垫楔限位，以防止其滚滑，叠堆两端头应各留不小于80cm宽的通道，薄壁管在施工现场堆放层不超过3层。堆放后应做标识牌，并应明显警示禁止人员攀爬或在其上休息；⑶薄壁管的运输①薄壁管的直径为450，每只标准长度为1.0m，运输时采用两人合台一支放于特制的吊笼内，采用塔式起重机或汽车式起重机吊运至安装地点，吊笼的底部均应铺设准备好的草垫；②薄壁管应轻拿轻放，每次堆放高度不宜过高，以保证其不下滑，人员能够推动，小车不宜倾倒，起重机不超载；⑷薄壁管底部保护层的设置水池处空心板厚度为600mm,空心管的直径为450mm，薄壁管上下保护层均为75mm，设计板底部下层钢筋网片的下层钢筋为Ф12，钢筋保护层厚度为15mm采用Ф12钢筋焊接马凳，马凳大样如右图。②马凳制作完毕，根据布管平面图将马凳安放于底板下层钢筋网片的下部钢筋上，每支薄壁管安放两个马凳，每个马凳距离空心管端头200mm。⑸薄壁管的抗漂浮固定由于薄壁管为空心管，采用硅铝酸盐水泥制成，每支管的重量较轻，若不采取措施进行固定，砼浇注过程中薄壁管受其底部砼的作用会产生向上漂浮移位，无法保证其设计位置，因此必须采取措施进行固定。①铺设薄壁管之前，根据布管图在楼板模板上采用电钻钻孔，孔径为10，横向间距为1070，纵向间距根据空心管布置平面图空心管的位置确定；②孔钻完之后，薄壁管马凳筋布置完毕，根据图纸设计进行布管；③薄壁管布置完毕经验收，相互位置符合图纸设计之后进行抗漂浮固定；④采用ф10钢筋铺设于空心管的顶部，每横排空心管铺设两支，每支钢筋距离薄壁管的端部为200mm；⑤采用12#镀锌铁丝拉结ф10钢筋，铁丝穿过模板上事先钻好的圆孔，固定于底部脚手架上；⑹薄壁管的布置①薄壁管运输至施工现场，马凳筋安设完毕，楼板钻孔完成，即可开始布管；②布管按照薄壁管的平面布置图进行，管端距离梁内皮的距离，相邻管端的距离均应符合设计要求；③布管时薄壁管应轻拿轻放，防止损坏；④薄壁管局部损坏之处可采用胶带纸粘贴、麻袋填充等措施进行封堵，防止漏浆，同时保证内膜形状；⑤柱角部位按照图纸设计要求布置非标准长度的空心管，柱头部位形成柱帽；⑺砼的浇筑①设计砼的强度等级为C40；②砼采用预拌砼，布料机进行浇筑，可以减少作业人员对薄壁管的踩踏，消除采用泵送管浇筑对薄壁管的冲击破坏；③砼的塌落度宜为160mm，且布料与振捣同步进行，以保证薄壁管底部被砼填充满，无气泡、气囊产生；④砼浇筑宜顺着管方向进行，浇筑时铺设马道，严禁踩在空心管上直接操作；⑤振动器采用Ф35振动棒，以减少振动棒和薄壁管的接触，防止将管振裂、损坏；5.9预应力的张拉⑴张拉顺序①梁板的张拉顺序：先张拉楼板中肋梁预应力筋，后张拉暗梁中预应力筋。②板的张拉顺序：先对称张拉两端的板后张拉中间的板。③梁的张拉顺序：先对称张拉两侧的梁，后张拉中间的梁。④板中肋梁预应力筋张拉顺序：板中肋梁预应力筋可从一头开始依次张拉。⑤暗梁中预应力筋张拉顺序：暗梁中预应力筋应从两侧开始对称张拉。⑵张拉施工准备设备、机具、材料等应准备充足，构件的砼强度等级达到设计的80%，对施工人员进行安全技术交底，张拉记录表格准备好，张拉端锚垫板、钢铰线经检查无异常。⑶理论伸长值（须经计算确定）：⑷预应力筋的张拉①清理预应力筋张拉槽孔，剥除张拉端外露预应力筋外皮，检查承压板质量情况；②预应力筋张拉控制力应达到设计值的105%；③张拉采用应力控制，伸长值校核方法，理论伸长值与实际偏差±6%；④张拉时发生砼表面破裂或断丝、滑丝时，应停止张拉，查明原因处理后再张拉；⑤张拉过程应配备专门技术人员进行张拉记录，并对记录正确性负责，作出原始记录，精确到毫米；⑥张拉伸长值的量测张拉伸长值应使用测量精度不大于±1mm的标尺测量。首先在施工张拉力10%时，量测油缸外露长度a，在施工张拉力20%时量测油缸外露长度b，在施工张拉力105%时量测油缸外露长度c，然后使油泵卸压至施工张拉力10%时量测油缸外露长度d，实际伸长值为：△L=c-a+（b-a）-（c-d）⑦张拉时应认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道磨擦损失；⑧张拉过程中，应准确读取压力表数和实测伸长值；⑨实际伸长值与理论伸长值偏差超出±6%时，应暂停张拉，待查明原因，重新调整后再张拉。每根构件张拉完毕后，应检查端部和其他部位是否有裂缝，并填写张拉记录表；⑩张拉施工应由专人统一指挥，分工协作，同步进行；5.10预应力筋封锚⑴外露钢铰线采用手提式砂轮切割机切割，剩余长度不小于30mm；⑵采用比原结构混凝土强度等级高一级的微膨胀混凝土进行封端灌浆；⑶灌浆前必须将凹穴清理干净，封锚必须将锚具、预应力筋全部封堵密实不得外露；⑷钢绞线在锚固阶段回缩及锚具变形不应超过5mm。预应力筋锚固后的外露长度，不宜小于30mm；六、劳动力组织施工阶段需要人员需要数量工作内容梁板钢筋模板木工15梁板模板支设钢筋工12梁板钢筋绑扎预应力筋布置钢筋工6预应力筋下料、编编束、布置装工4预应力筋运输空心管布置装工8空心管运输、布置置、固定砼浇筑装工8浇筑混凝土瓦工2混凝土找平预应力张拉钢筋工4预应力筋张拉、封封锚七、质量要求预应力及现浇梁板钢筋、模板、混凝土的施工，均按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002中相应的分项进行质量验收。八、安全施工措施：⑴预应力张拉前应有详细的安全技术交底，并落实到位；⑵进入施工现场必须戴好安全帽，遵守施工现场的安全要求；⑶电源的接拆必须由电工完成，不得随意乱拉；⑷张拉操作架必须扎设牢固，以防放线伤人。张拉机具、挤压设备应由专人操作、使用、维修。必须持证上岗作业，严禁无证操作；⑸由于预应力筋持有很大的能量，一旦预应力筋被拉断或锚具与张