Probe into High Cross-section of Large-span Beam Bonded Prestress Construction Technology and Quality Control Measures

胡 勁HU Jin

摘 要:本文結(jié)合工程實例，從預(yù)應(yīng)力工程中的模板工程、鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力下料穿束、混凝土澆筑、及預(yù)應(yīng)力筋張拉灌漿封錨等方面詳細(xì)闡述了有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在大跨度高截面框架梁中的應(yīng)用;并對其質(zhì)量控制措施及各專業(yè)施工配合方面進行了詳細(xì)探討和總結(jié)，供類似工程參考。

關(guān)鍵詞:有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力;大跨度;框架梁;張拉;錨固;質(zhì)量控制

中圖分類號:TU757.1+5

文獻標(biāo)識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)02-0125-03

1工程概況

某綜合辦公樓工程部分梁采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，預(yù)應(yīng)力梁主要分布在5～6層，其中預(yù)應(yīng)力梁1、2，跨度為20m，截面尺寸700mm×1500mm，預(yù)應(yīng)力梁1配筋4-7φs15.24，預(yù)應(yīng)力梁2配筋4-6φs15.24mm。另有8根預(yù)應(yīng)力挑梁，4根梁懸挑5.8m，4根梁懸挑7m，預(yù)應(yīng)力配筋1-5φs15.24mm。預(yù)應(yīng)力梁采用1860級低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線，控制應(yīng)力σcon=0.70×1860=1302N/mm2，采用一端張拉;張拉端錨具采用夾片錨具，固定端錨具采用擠壓錨具;有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁孔道采用金屬波紋管，壁厚0.28mm，接管采用大一號的波紋管。端部于外邊柱處的張拉端錨具采用凹式布置，張拉后端部錨具用細(xì)石混凝土澆筑。

2有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工技術(shù)工藝

預(yù)應(yīng)力施工結(jié)合土建施工方案的要求進行，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁主要施工流程如下:

安裝梁底?！y管質(zhì)量檢查→綁扎梁箍筋及鋼筋和保護層→在箍筋上畫出預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)位置并焊接鋼筋托架→波紋管就位、固定端部埋件→預(yù)應(yīng)力筋質(zhì)量檢驗→預(yù)應(yīng)力筋下料→預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道→安裝梁兩側(cè)模板→安裝樓板底模和綁扎樓板鋼筋→檢查和驗收→澆筑混凝土(留置混凝土試塊)、拉動鋼絞線→混凝土養(yǎng)護、拆梁側(cè)模和樓板底模板→錨具質(zhì)量檢查→千斤頂校驗、檢查張拉設(shè)備和壓試塊→預(yù)應(yīng)力筋張拉→孔道灌漿(留置水泥漿試塊)→壓試塊、拆梁底模及支撐→切割端部鋼絞線、端部封裹。

2.1模板安裝與拆除

在預(yù)應(yīng)力筋張拉前框架梁不能承受任何外加荷載，框架梁自重及施工荷載全部由模板支架承擔(dān)，因此，要求梁模板的支架支承在堅實的地基上，并能承受結(jié)構(gòu)自重和最大施工荷載，以防止由于地基土沉降引起框架梁混凝土出現(xiàn)裂紋。最大荷載與土建施工方案有關(guān)，一般出現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力筋張拉前，包括:大梁自重、樓面板自重、上部施工等荷載。其支架間距由計算確定φ48×3.5@350mm×350mm，確保大梁施工的安全。

在模板打?qū)菟讜r必須注意預(yù)先定出位置，防止將波紋管打穿。樓板模板、預(yù)應(yīng)力梁側(cè)模板和非預(yù)應(yīng)力梁模板應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉前拆除。

2.2鋼筋綁扎

鋼筋骨架綁扎好并墊好混凝土保護層墊塊后在箍筋上彈出波紋管(以管底為準(zhǔn))曲線坐標(biāo)。框架梁應(yīng)先綁扎鋼筋及箍筋。吊筋應(yīng)盡量避開波紋管的箍筋空間內(nèi)，S型拉筋待預(yù)應(yīng)力筋安裝完畢后再進行綁扎。在四肢箍筋下料成型前應(yīng)考慮到肢間距應(yīng)大于波紋管的φ2～3cm，以保證波紋管的順利穿入。綁扎鋼筋時，應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力孔道(波紋管)坐標(biāo)位置的正確，若有矛盾時，應(yīng)在規(guī)范允許或滿足使用要求的前提下調(diào)整普通鋼筋的位置，必要時應(yīng)與設(shè)計人員商量后確定。

在綁扎柱筋時應(yīng)考慮小紋管能順利通過。鋼筋交叉問題，施工時可會同有關(guān)人員商討處理。綁扎樓面鋼筋、安裝管線時，不得移動波紋管的位置，不得壓癟波紋管。鋼筋工程施工結(jié)束時應(yīng)全面檢查波紋管并作記錄存檔，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。為保證端部有足夠的承載力，適當(dāng)增加端部構(gòu)造鋼筋。

2.3波紋管的留設(shè)

波紋管按設(shè)計位置安裝固定，波紋管安裝中特別注意預(yù)應(yīng)力筋曲線的最高點、最低點及反彎點等位置標(biāo)高的準(zhǔn)確性。先安放框架梁鋼筋保護層墊塊后，方能開始固定波紋管。波紋管之間可用大一號(大3～5mm)的波紋管連接，連接管長為250～300mm，兩端應(yīng)對舟均勻旋入，并應(yīng)用膠帶紙封裹接縫。必須采取有效的封裹措施，切實保證錨墊板處不致漏漿。泌水(灌漿)孔按要求在每跨曲線最高處位置(圖2)。預(yù)應(yīng)力梁端部錨墊板應(yīng)安放平整、牢固，其預(yù)埋錨墊板孔的中心應(yīng)與孔道中心線同心，端面與孔道中心線垂直。

2.4預(yù)應(yīng)力筋下料

下料場地應(yīng)平整無積水，長度應(yīng)滿足最長束下料的要求。預(yù)應(yīng)力筋下料應(yīng)及時穿入孔道以免生銹。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度為:孔道的實際長度+張拉工作長度張拉端應(yīng)考慮工作錨、千斤頂、工具錨所需長度并留出適當(dāng)余量，兩端張拉時張拉端工作長度取1.5m。鋼絞線要用砂輪機切割機切斷，嚴(yán)禁用電弧焊熔斷。鋼絞線下料長度應(yīng)準(zhǔn)確，不得下短也不宜下長，否則既浪費了鋼材還會引起張拉不便。本工程預(yù)應(yīng)力筋的下料長度和每層下料根數(shù)在每層施工前給出。

2.5預(yù)應(yīng)力筋穿束

2.5.1預(yù)應(yīng)力筋待波紋管基本固定后用人工逐根穿入。

2.5.2穿束后應(yīng)核對預(yù)應(yīng)力框架梁的預(yù)應(yīng)力配筋，不得穿錯。

2.5.3張拉端鋼絞線應(yīng)平齊并滿足張拉所需的工作長度。

2.6澆筑混凝土

澆筑混凝土前應(yīng)檢查波紋管和錨墊板的位置是否正確，接頭處是否牢固、發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理?；炷寥肽r，應(yīng)盡量避免波紋管受到過大的沖擊，以防波紋管移位和壓癟?；炷翍?yīng)分層振搗，注意振搗密實，尤其在梁的端部及鋼筋密集處更應(yīng)加倍注意。必要時可適當(dāng)減小混凝土石子粒徑或采取其它合理的措施解決?；炷琳駝悠鹘^對不能直接振擊波紋管，以防振癟引起波紋管漏漿，影響張拉和孔道灌漿。及時制作混凝土試塊，并按施工規(guī)范要求留設(shè)同條件養(yǎng)護的混凝土試塊，以確定張拉時間。混凝土澆筑后應(yīng)及時養(yǎng)護，檢查和清理孔道、錨墊板及灌漿孔。

2.7預(yù)應(yīng)力張拉

2.7.1張拉端的選擇

預(yù)應(yīng)力梁1跨度為22235mm，兩端為方柱，鄰跨留一段混凝土后澆，上兩束同為張拉端或錨固端、下兩束同為錨固端或張拉端。

預(yù)應(yīng)力梁2跨度為20955mm，兩端為圓柱，由于圓柱無鄰跨，錨具直接安裝在圓柱外側(cè)，圓柱內(nèi)鋼筋密集，所以與預(yù)應(yīng)力梁1不同，左兩束同為張拉端或錨固端、右兩束同為錨固端或張拉端。

懸挑梁考慮到張拉操作方便，利用懸挑梁端部作為張拉端，但由于張拉端錨具與玻璃幕墻的預(yù)埋件位置沖突，改為利用根部作為張拉端，見圖3、4。

2.7.2張拉方法

預(yù)應(yīng)力張拉前應(yīng)清理錨墊板，并檢查錨墊板后面的混凝土質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)空鼓現(xiàn)象，應(yīng)在張拉前修補并待所補部分混凝土強度達到100%后方可張拉。

1)預(yù)應(yīng)力筋張拉程序為:0→0.2σcon(量初值)→0.6σcon(量中間值)→1.0σcon(最終值)→錨固

2)根據(jù)設(shè)計要求，當(dāng)混凝土達到設(shè)計強度的80%后可以進行張拉，正式張拉應(yīng)有同條件養(yǎng)護試塊的試壓報告，張拉時由下而上，對稱張拉。

3)張拉時油壓應(yīng)緩慢、平穩(wěn)上升。

4)預(yù)應(yīng)力張拉過程中，如果出現(xiàn)異常情況，需暫停張拉，查明原因并糾正后再進行張拉。

2.7.3張拉控制

預(yù)應(yīng)力筋的張拉，采用應(yīng)力控制，伸長校核。實際伸長值與計算伸長值的允許偏差為+6%～-6%。如超過該值，應(yīng)找出原因或采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。另要考慮千斤頂缸體內(nèi)鋼絞線有一定伸長。

1)每束預(yù)應(yīng)力筋張拉應(yīng)力為σcon=

0.70fptk=0.70×1860=1302N/mm2

2)每束張拉力為N=σcon·A

3)張拉控制力:5孔F=0.70×1860×140×

5=911.4kN，6孔F=1093.7kN，7孔F=1276kN

4)張拉伸長值應(yīng)從0.2σcon→1.0σcon，分三次量測，并作現(xiàn)場記錄。預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長值按下式計算:

△=σcon×[1+e-(klt+μθ)] ×LT/(2×Es)

式中:LT——孔道長度，-Σ(1+8H2/3L2)L

+直線孔道長度;

θ——夾角，8H/L;

k——每米孔道局部偏差對摩擦影響的系數(shù)，有粘結(jié)梁0.0025;

μ——預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)，有粘結(jié)梁0.25;

Es——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量1.95×105N/mm2。

2.8灌漿與切割封錨

2.8.1預(yù)應(yīng)力筋張拉后應(yīng)盡早灌漿，每層預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后一次進行灌漿。

2.8.2灌漿前一天，端部錨具處應(yīng)用純水泥漿(或砂漿)封裹錨具夾片間的空隙，僅留出灌漿孔或出氣孔。

2.8.3灌漿水泥應(yīng)用近期出廠的42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.4～0.45，摻高效減水外加劑，流動度為13～15cm，水泥漿28d強度不得低于30MPa，灌漿水泥可用人工(或機械)拌攪。

2.8.4灌漿壓力宜適中(封閉灌漿嘴時壓力約為0.6MPa)，應(yīng)防止灌漿管接口處炸開，造成水泥漿傷人。

2.8.5從設(shè)置在曲線孔道最高點的灌漿孔中均勻地一次灌滿孔道，待兩端錨具出氣孔處冒出濃漿后方可封閉泌水孔(出氣孔)并繼續(xù)加壓到0.6MPa，封閉灌漿孔。

2.8.6灌漿后應(yīng)及時檢查泌水情況并及時進行人工補漿。

2.8.7灌漿時應(yīng)及時制作水泥漿試塊。

2.8.8在鋼絞線、夾片、錨具外清理干凈，灌漿后端部應(yīng)盡早用細(xì)石混凝土封裹，外露鋼絞線應(yīng)保留30～50mm，用砂輪切割機切斷;也可用氣割，但外露鋼絞線應(yīng)保留40～50mm，采用濕紗布包裹錨具降溫等措施。

3有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工質(zhì)量控制措施

3.1孔道的留設(shè)

3.1.1波紋管座標(biāo)位置必須正確，坐標(biāo)誤差應(yīng)小于±10mm，且水平位置和兩波紋管中心距的誤差不得大于±20mm?？椎啦y管整體目測，曲線順暢，無明顯折點。

3.1.2焊接固定架時應(yīng)防止燒傷波紋管，一旦發(fā)生必須用膠帶紙包裹。

3.1.3波紋管接頭處封裹應(yīng)嚴(yán)密、牢固、不得漏漿。

3.2預(yù)應(yīng)力張拉

3.2.1張拉前應(yīng)確定梁混凝土強度是否已滿足設(shè)計要求、框架梁混凝土外觀檢查合格、表面無裂紋。

3.2.2張拉前應(yīng)確認(rèn)端部混凝土密實、預(yù)埋錨墊板平整、并且應(yīng)與孔道中心線垂直。

3.2.3千斤頂和壓力表應(yīng)配套校驗、配套使用，有效期為半年。壓力表宜用精度為0.4級的標(biāo)準(zhǔn)(精密)壓力表。

3.2.4張拉時錨具回縮值宜控制在6～8mm左右。

3.3孔道灌漿

預(yù)應(yīng)力孔道、灌漿孔(泌水孔)均須通暢。灌漿時水平孔道應(yīng)從端部錨具灌漿孔內(nèi)一次灌滿整根孔道，盡量避免中途停灌，對孔道灌漿要嚴(yán)格控制水灰比，保證灌漿質(zhì)量。

3.4安全措施

預(yù)應(yīng)力筋張拉時應(yīng)搭設(shè)牢固的操作平臺，并與外層雙排鋼管腳架相配合，平臺上應(yīng)滿鋪腳手板，平臺挑出張拉端應(yīng)不小于1m，保證足夠的張拉空間。張拉時千斤頂兩端嚴(yán)禁站人，閑雜人員不得圍觀，預(yù)應(yīng)力施工人員應(yīng)在千斤頂兩側(cè)操作，不得在端部來回穿越。對于固定端采用夾片錨的預(yù)應(yīng)力筋，張拉時固定端需有人看守，并懸掛擋板。張拉操作地點上、下方嚴(yán)禁其他工種同時施工。高空作業(yè)時防止高空墜落，必要時預(yù)應(yīng)力梁兩端可搭設(shè)安全網(wǎng)。

4有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工中的各專業(yè)施工配合及注意事項

4.1其它專業(yè)施工對預(yù)應(yīng)力施工的配合

4.1.1鋼筋綁扎時應(yīng)留有預(yù)應(yīng)力布管穿筋的位置和用于預(yù)應(yīng)力分項施工的時間間隔。

4.1.2波紋管布置完成后其它專業(yè)施工時不得隨意移動波紋管，更不得破壞波紋管;梁兩側(cè)側(cè)模板施工應(yīng)待預(yù)應(yīng)力布管穿筋并驗收之后進行。

4.1.3施工模板的對拉螺栓時不得損壞或穿越波紋管;預(yù)應(yīng)力張拉前張拉端的模板應(yīng)及時拆除并清理端部;混凝土施工時，不得將振動棒置于波紋管上振動;腳手架搭設(shè)時要考慮預(yù)應(yīng)力張拉操作所需的空間。

4.1.4腳手架的搭設(shè)及模板支撐的搭設(shè)要確保施工安全;梁的底腳手支架在張拉前不得隨意拆除，應(yīng)待預(yù)應(yīng)力筋張拉后方能拆除。

4.2預(yù)應(yīng)力施工對其它專業(yè)施工的配合

4.2.1預(yù)應(yīng)力布管穿筋時應(yīng)保護已綁扎成型的鋼筋。

4.2.2預(yù)應(yīng)力布管穿筋應(yīng)按照施工進度計劃穿插在鋼筋綁扎過程中進行，應(yīng)積極為下道工序的施工創(chuàng)造作業(yè)面。

4.2.3預(yù)應(yīng)力布管穿筋時應(yīng)考慮混凝土振搗的影響及振搗澆筑所必須的作業(yè)空間;預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)在混凝土達到90%設(shè)計強度后進行，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量。

4.2.4預(yù)應(yīng)力施工過程中不得隨意變動腳手架、模板支撐等施工設(shè)施。

5結(jié)語

綜上所述，針對圓柱、方柱大跨梁及懸挑梁，合理選擇張拉端，合理安排張拉順序，克服了施工中的難題，通過對施工過程各環(huán)節(jié)的控制，保證了工程質(zhì)量，以確保有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在大跨度框架梁、懸挑梁中的成功應(yīng)用，為類似工程施工提供借鑒和參考。

參考文獻:

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[2] 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程.JGJ85-2000.

[3] 雷文軍，凌育洪.預(yù)應(yīng)力混凝土的裂縫控制[J]，昆明理工大學(xué)學(xué)報，2002，4.

作者簡介:胡勁(1968-)，男，湖南雙峰人，湖南婁底經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)投資建設(shè)有限公司工程師，從事建筑施工技術(shù)管理工作。