李亞偉 李月景

摘 要： 現(xiàn)代高層建筑為了更好地利用地下和地上空間，減少梁柱，增加凈高，廣泛采用了預(yù)應(yīng)力頂板結(jié)構(gòu)，以獲得良好的小區(qū)景觀和使用功能。實(shí)踐表明與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比，其優(yōu)點(diǎn)具有減少構(gòu)件高度、合理布筋線形、支模簡(jiǎn)單及施工速度快等。為此，本文在充分了解預(yù)應(yīng)力技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，對(duì)地下室頂板結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工工藝進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 地下室頂板結(jié)構(gòu)；技術(shù)原理；施工工藝

一、預(yù)應(yīng)力技術(shù)原理

預(yù)應(yīng)力是為了改善結(jié)構(gòu)服役表現(xiàn)，在施工期間給結(jié)構(gòu)預(yù)先施加的壓應(yīng)力，結(jié)構(gòu)服役期間預(yù)加壓應(yīng)力可全部或部分抵消荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)破壞。常用于混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是在結(jié)構(gòu)承受荷載之前，預(yù)先對(duì)其施加壓力，使其在外荷載作用時(shí)的受拉區(qū)混凝土內(nèi)力產(chǎn)生壓應(yīng)力，用以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下不產(chǎn)生裂縫或者裂得比較晚。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力是一種后張預(yù)應(yīng)力，所謂無(wú)粘結(jié)是指其預(yù)留孔道與預(yù)應(yīng)力筋之間沒(méi)有粘結(jié)力，以此與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力相區(qū)別。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力所用鋼筋一般是鋼絞線，也有鋼絲束或其它高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力預(yù)埋孔道一般是用高密度聚乙烯擠塑成型的塑料管，該塑料管與鋼筋之間采用防銹、防腐潤(rùn)滑油脂涂層。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力后，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間沒(méi)有粘結(jié)力，可以滑動(dòng)，預(yù)應(yīng)力全部由兩端的錨具傳遞。

這種預(yù)應(yīng)力筋的涂層材料要求化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)周圍材料如混凝土、鋼材和包裹材料不起化學(xué)反應(yīng)；防腐性能好，潤(rùn)滑性能好，摩阻力小。對(duì)外包層材料要求具有足夠的韌性，抗磨性強(qiáng)，對(duì)周圍材料無(wú)侵蝕作用。

二、地下室頂板結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工工藝

某住宅小區(qū)占地52480m2，其中小高層住宅共14棟，框架結(jié)構(gòu)。本住宅小區(qū)采用地下停車庫(kù)來(lái)解決居民停車的問(wèn)題，少量的地面停車安排給來(lái)訪客人使用，其中一期施工的2萬(wàn)多m2 的地下室，本文針對(duì)地下室頂板預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行探討。

1、預(yù)應(yīng)力鉸節(jié)點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力框架梁邊支座為地下室外墻，本工程地下室外墻厚度為300mm，以這樣厚度的外墻為預(yù)應(yīng)力框架梁的支座就只能采取鉸接方式，減小分配干支座上的彎矩。然而在為數(shù)不多的預(yù)應(yīng)力梁鉸接節(jié)點(diǎn)的工程實(shí)踐中，鉸接的預(yù)應(yīng)力框架梁一般均為屋面結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力梁一般以柱子做為支座，柱子截面較大，擱置長(zhǎng)度較長(zhǎng)，框架梁抗剪計(jì)算結(jié)果較為，且安全便于結(jié)構(gòu)受力和施工，故本工程中以寬度僅為 300mm 的地下室外墻作為框架梁的鉸接支座就成為本工程設(shè)計(jì)和施工中的難點(diǎn)。

具體來(lái)說(shuō)，就是在外墻上按照框架梁寬每邊各加100mm 的寬度結(jié)合梁高尺寸留槽，擱置框架梁，在100mm 的空隙里填塞塑料泡沫，框架梁與外墻在縱方向上由芯柱相連，橫方向上外墻項(xiàng)處圈梁鋼筋和外墻水平方向鋼筋穿過(guò)塑料泡沫和框架梁拉通。梁底與墻頂間各安裝一塊鋼板，鋼板上按照芯柱尺寸開洞，穿出芯柱鋼筋。鋼板的尺寸必須不小于梁與支座的接觸面積，即鋼板長(zhǎng)度等于梁寬，寬度等于墻厚，以保證接觸面完全斷開，消除不必要的約束。這樣通過(guò)鋼板、芯柱、墻體上拉通鋼筋的柔性約束，建立了符合實(shí)際的鉸節(jié)點(diǎn)模型，為結(jié)構(gòu)的合理受力提供保證。

塑料泡沫填充塊在澆注混凝土?xí)r填實(shí)充滿空隙，在預(yù)應(yīng)力張拉前清理干凈， 消除不必要的對(duì)預(yù)應(yīng)力梁在張拉時(shí)的約束，而后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。由于沒(méi)有邊梁的約束，預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)產(chǎn)生的壓力將大量傳至項(xiàng)板，故對(duì)張拉節(jié)點(diǎn)處板的配筋進(jìn)行加強(qiáng)，以防板上出現(xiàn)裂縫。

然而，因?yàn)楸竟こ虨榈叵萝噹?kù)，施工結(jié)束后將進(jìn)行回填，且頂板覆土，即該支座節(jié)點(diǎn)將來(lái)會(huì)被埋入土中，在潮濕環(huán)境下工作。梁底與墻頂之間的鋼板，鋼板與混凝土的接觸面，預(yù)留的塑料泡沫填充塊之間的縫隙都成為將來(lái)滲漏水的隱患，該節(jié)點(diǎn)處的防水處理就成為一個(gè)必須認(rèn)真解決的問(wèn)題。本工程通過(guò)如下方法解決：

在預(yù)應(yīng)力張拉端預(yù)留Φ8mm 插筋，待預(yù)應(yīng)力張拉結(jié)束后進(jìn)行封錨：利用預(yù)留插筋綁扎鋼筋網(wǎng)片，后澆高一強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土。封錨混凝土應(yīng)能從外側(cè)面封閉整個(gè)支座節(jié)點(diǎn)和預(yù)留板上縫隙，厚度180mm，然后再做外墻防水，這樣的處理能滿足結(jié)構(gòu)防水要求。

2、地下室頂板無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工要點(diǎn)

按照設(shè)計(jì)要求，本工程預(yù)應(yīng)力筋采用1860 級(jí)Φs15.20 高強(qiáng)低松弛無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線。 預(yù)應(yīng)力孔道采用金屬波紋管留孔，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的C40 后開始張拉。

（1）預(yù)應(yīng)力筋布置。預(yù)應(yīng)力筋布置應(yīng)嚴(yán)格按圖施工，鋼筋數(shù)量及種類必須符合圖紙要求，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求曲線布筋，保證在垂直方向上各控制點(diǎn)的高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，曲線要平滑，反彎點(diǎn)位置按圖施工，梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋保護(hù)層最小厚度50mm。張拉端與固定端采用夾片類7 孔錨具，喇叭管和螺旋筋與其配套?？椎啦捎媒饘俨y管留孔，管徑為Φ70。接管采用大一號(hào)的波紋管，采用一端張拉。

（2）波紋管埋設(shè)及預(yù)應(yīng)力筋穿束。支模板過(guò)程中，梁的側(cè)模板先不封，以便于金屬波紋管和預(yù)應(yīng)力筋的埋設(shè)。在非預(yù)應(yīng)力鋼筋綁扎好后，根據(jù)設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)，將波紋管固定支架焊接在大梁相應(yīng)位置和標(biāo)高處的箍筋上。支架采用Φ10 鋼筋，間距為800mm。定位鋼筋固定好后，即可安裝金屬波紋管，波紋管逐根穿入，與定位支架用20號(hào)鐵絲十字交叉綁扎牢固，要特別注意最高點(diǎn)、反彎點(diǎn)和梁跨中處的位置準(zhǔn)確。由于波紋管由兩段或多段組成，兩段管之間接頭用大一號(hào)波紋管（L=300mm） 套接，張拉端頭擴(kuò)大孔采用Φ85 的波紋管。波紋管所有連接處用防水膠帶纏裹嚴(yán)實(shí)防止漏漿。安裝好波紋管后，即可進(jìn)行鋼絞線穿束。

（3）模板及腳手架工程。要求梁模板的支架必須滿足承受結(jié)構(gòu)的自重和可能出現(xiàn)的最大施工荷載的要求，并有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力梁兩側(cè)模板必須在波紋管固定好并驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行封模安裝，在模板打?qū)菟讜r(shí)必須注意預(yù)先定出位置，防止打穿波紋管。

（4）混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓r(shí)嚴(yán)禁踩壓波紋管、預(yù)應(yīng)力筋、定位鋼筋、排氣管（ 兼泌水管） 及端部頂埋件?；炷翝仓^(guò)程中，要在波紋管的兩側(cè)對(duì)稱下料，振搗時(shí)，振動(dòng)棒不得碰到波紋管、錨具等，以免損壞波紋管而引起漏漿堵塞孔道和保證頂應(yīng)力筋的束形和錨具的位置準(zhǔn)確。并注意控制波紋管的上浮現(xiàn)象發(fā)生，澆筑好后要注意養(yǎng)護(hù)，以確保混凝土有足夠的承壓力，以免張拉時(shí)發(fā)生事故。

（5）張拉控制。張拉過(guò)程實(shí)行雙控管理，即以應(yīng)力控制為主，并同時(shí)實(shí)施伸長(zhǎng)值測(cè)量控制。在正式張拉前進(jìn)行試張拉，實(shí)測(cè)摩擦損失系數(shù)，再根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果填寫“張拉要點(diǎn)”（包括張拉力及計(jì)算伸長(zhǎng)值）。張拉的實(shí)際伸長(zhǎng)值不應(yīng)大于計(jì)算伸長(zhǎng)值的+6% 或小于-6%，若發(fā)現(xiàn)實(shí)際伸長(zhǎng)值超出此范圍，應(yīng)停止張拉，查明原因可繼續(xù)張拉。

（6）孔道灌漿和封錨。灌漿水泥采用普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.4，摻高效減水和帶微膨脹的外加劑，塌落度為16cm。從設(shè)置在曲線孔道最低點(diǎn)的灌漿孔中均勻地一次灌滿孔道，待兩端出氣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，持荷2min 后封閉灌漿孔。張拉灌漿完成后緊接著進(jìn)行封錨。封錨前必須將錨具、錨孔清理干凈，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行封錨，凸出的錨頭按照設(shè)計(jì)的大樣圖由總包方配置附加鋼筋，對(duì)錨具進(jìn)行封閉保護(hù)。封錨材料必須將錨具、預(yù)應(yīng)力鋼絲頭全部封錨堵密實(shí)，不得留有空隙，筋頭、錨具不得外露。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代大型住宅小區(qū)地下室具有頂板上均覆土，荷載較大、結(jié)構(gòu)跨度大的特點(diǎn)，通過(guò)采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)拉大結(jié)構(gòu)跨度、減小構(gòu)件截面、降低結(jié)構(gòu)埋深，改善結(jié)構(gòu)受力性能，從而使地下車庫(kù)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 龍玉輝，陳君君.探討地下室頂板的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工中的問(wèn)題[J]. 門窗. 2013（02）.

[2] 曹俊民，王喬爭(zhēng).整體預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā). 2011（20）.

[3] 林智英.探討房屋建筑無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)[J]. 福建建材. 2012（05）.

[4] 呂晨驥.芻議某大廈無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工技術(shù)[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011（21）.

[5] 杜學(xué)勝.淺析無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼技術(shù)及施工中出現(xiàn)的問(wèn)題[J].？黑龍江科技信息. 2013（25）.