袁文俊, 胥 悅

(中國華西企業(yè)股份有限公司第十二建設(shè)工程公司, 四川成都 610000)

隨著社會的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)越來越趨向超長、超寬、大面積的發(fā)展。隨之存在構(gòu)件尺寸過大、裂縫不可控等問題，為控制大跨度結(jié)構(gòu)的裂縫和撓度，減輕混凝土收縮和溫度變化對混凝土梁板的不良影響，本工程主體結(jié)構(gòu)采用跳倉法施工方法進(jìn)行施工。跳倉法施工方法主要是在大體積混凝土工程施工中，將超長混凝土塊體分幾個(gè)小塊體間隔施工，經(jīng)過短期的應(yīng)力釋放，再將幾個(gè)小塊體連成整體，依靠混凝土的抗拉強(qiáng)度抵抗下一段溫度收縮應(yīng)力的施工方法[1]。

結(jié)構(gòu)分區(qū)和“跳倉法”施工技術(shù)決定了許多預(yù)應(yīng)力梁鋼筋不能連續(xù)結(jié)合，造成相應(yīng)區(qū)域預(yù)應(yīng)力梁不能連續(xù)成孔的情況。為了保證預(yù)應(yīng)力的連續(xù)性，本文重點(diǎn)研究跳倉法施工技術(shù)情況下，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新，通過預(yù)應(yīng)力技術(shù)在跳倉法情況下的應(yīng)用有效地解決了傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)短板。

1 工程概況

成都天府國際機(jī)場T2航站樓總體采用T字型分布，其中D區(qū)大廳平面尺寸522 m×(107～291) m,A、C指廊平面尺寸約426 m×(44～66) m,B型指廊平面尺寸約395 m×(40～55) m，屬于典型的超長超寬混凝土結(jié)構(gòu)。為有效控制大跨混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫和撓度，減輕混凝土收縮和溫度變化對混凝土梁板的不利影響，對部分框架梁、副梁采用了后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)[2]。預(yù)應(yīng)力筋全部采用φS15.2 mm低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(fptk=1 860 MPa)，其中主要預(yù)應(yīng)力梁型為：1×5φS-15.2 mm、1×6φS-15.2 mm、1×7φS-15.2 mm、1×8φS-15.2 mm、1×9φS-15.2 mm、2×10φS-15.2 mm、2×12φS-15.2 mm。

2 技術(shù)原理

針對超長超寬混凝土結(jié)構(gòu)易開裂、施工中可變荷載大、后期交付運(yùn)營階段人流量大、結(jié)構(gòu)自重等一系列容易導(dǎo)致混凝土破壞或開裂的情況，地面均采用后張法預(yù)應(yīng)力施工，通過預(yù)應(yīng)力筋張拉提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓和抗拉強(qiáng)度，有效地抵消或減輕了混凝土的破壞和裂縫，提高了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

3 技術(shù)特點(diǎn)

在超長超寬結(jié)構(gòu)中，混凝土構(gòu)件的溫降收縮和凝結(jié)硬化引起的收縮應(yīng)力較大，對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力后，對構(gòu)件建立一定的壓縮應(yīng)力，最終構(gòu)件內(nèi)的收縮應(yīng)力、預(yù)壓應(yīng)力和垂直荷載引起的應(yīng)力疊加后的綜合應(yīng)力能滿足一定的抗裂傷要求。

與以往的一般結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力工程有所增加，但由于采用了“平面流水作業(yè)、主體交叉施工”的施工方法，因此不會單獨(dú)占用工期[3]。此外，一般情況下，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后拉壓預(yù)應(yīng)力筋，拉完后可脫模，反而加快了施工進(jìn)度。

采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)后，混凝土收縮裂縫和溫度裂縫得到有效控制，保證了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全，節(jié)約了維修費(fèi)用。

采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可減少板厚和梁構(gòu)件尺寸，在地下車庫凈高不變的情況下，可減少開挖量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工程序

預(yù)應(yīng)力施工工藝流程見圖1。

圖1 施工工藝流程

4.2 主要施工工序操作要點(diǎn)

4.2.1 埋設(shè)鋼絲

4.2.1.1 帶粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋪設(shè)波紋管

(1)選擇波紋管預(yù)制孔，對不同的管束采用相應(yīng)的波紋管直徑，確保管道內(nèi)一定面積的空隙注漿并通入管束。本次預(yù)應(yīng)力混凝土施工首先通過波紋管預(yù)留孔，由于采用了混凝土澆筑完成后穿鋼絞線的技術(shù)，為保證埋入波紋管的暢通，在混凝土澆筑前在波紋管內(nèi)穿設(shè)聚乙烯襯管混凝土凝固后需要拉出聚乙烯襯里管。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，聚乙烯襯里可循環(huán)使用3次，每噸預(yù)應(yīng)力需增加人工6個(gè)。

(2)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，計(jì)算各預(yù)應(yīng)力梁的預(yù)應(yīng)力梁矢高曲線圖和預(yù)應(yīng)力曲線高度控制點(diǎn)的對應(yīng)波紋管定位梁的矢高位置圖，定位梁間距應(yīng)小于800 mm。

(3)根據(jù)定位肋的矢高位置圖，將定位肋點(diǎn)焊在梁箍上，使定位肋的間隔小于800 mm，確定預(yù)應(yīng)力肋束的預(yù)留配管位置。為了確保波紋管埋設(shè)高度、到梁側(cè)的凈距離，將框架肋焊接在梁環(huán)上，托架肋φ10 mm鋼筋，間距800 mm。

(4)將波紋管安裝到位，做好波紋管連接接頭和密封處理，連接接頭管徑大1號，接頭管長300 mm(圖2)。

圖2 波紋管接頭詳圖及實(shí)物(單位：mm)

(5)處于安裝位置的波紋管不允許踩踏，不允許硬物碰撞、電焊火花破壞波紋管，因此現(xiàn)場應(yīng)豎起警示板提醒注意。

(6)以粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁用波紋管為孔，以圖示曲線標(biāo)高為束中心標(biāo)高，為了確保波紋管埋設(shè)高度，必須每隔1 m設(shè)置一個(gè)φ10 mm支架肋(圖3)。

圖3 預(yù)應(yīng)力筋布置概述

4.2.1.2 穿孔預(yù)應(yīng)力筋

(1) 根據(jù)材料表對材料進(jìn)行預(yù)取，編號后進(jìn)行堆積。

(2) 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，計(jì)算了各預(yù)應(yīng)力梁的預(yù)應(yīng)力梁矢高曲線圖和預(yù)應(yīng)力曲線高度控制點(diǎn)焊定位梁，其中固定預(yù)應(yīng)力梁的支撐間距不得超過800 mm，支撐定位準(zhǔn)確，允許垂直度偏差±5 mm,允許水平偏差±10 mm[4]。

(3) 安裝位置處的預(yù)應(yīng)力筋不允許踩踏，硬物碰撞，其安裝位置不變，因此在通過預(yù)應(yīng)力筋前，非預(yù)應(yīng)力筋及水電的安裝必須先安裝到位還應(yīng)在現(xiàn)場豎起警示牌以引起注意。

4.2.1.3 錨板的埋設(shè)

(1) 根據(jù)束的根數(shù)，可以選擇與之匹配的錨定板和螺旋筋，根據(jù)設(shè)計(jì)圖的要求將錨定板埋設(shè)在柱的端部或梁側(cè)，并根據(jù)圖的要求埋設(shè)在加腋部位(圖4、圖5)。

圖4 預(yù)應(yīng)力埋板側(cè)部的概略(單位：mm)

(2)在埋設(shè)全部完成后，優(yōu)選在設(shè)計(jì)圖示位置留置排氣孔，排氣孔與波紋管的連接緊密地不漏漿，注漿完成后封閉排氣孔，在梁端部區(qū)域用細(xì)石混凝土澆筑。灌漿孔兼泌水排氣管設(shè)置在底座和中間附近，間距不大于12 m(圖6)。

圖6 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的灌漿孔留置(單位：mm)

(3)鋼絞線采用錨固系統(tǒng)，其下墊板、錨固板及螺旋筋均應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。具體安裝情況見圖7。

圖7 粘結(jié)拉式端節(jié)點(diǎn)(單位：mm)

(4)槽內(nèi)縱肋或環(huán)箍應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張緊后閉合，槽內(nèi)縱肋或環(huán)箍被切斷時(shí)，鋼筋頭的后焊需保留，如圖8、圖9所示。

圖8 有粘結(jié)固定端大樣(單位：mm)

圖9 固定端錨具

(5)當(dāng)拉端留在梁端時(shí)，在梁端設(shè)置寬約1.5 m的操作平臺，保證施工安全。

(6)對于一端的張力：先將下料安裝擠出錨固，將錨固板固定在梁中的固定端，然后機(jī)械粘貼墊板和擠出錨固，在梁內(nèi)300～500 mm范圍內(nèi)形成錨頭，使一條筋穿過。

4.2.2 拉伸伸長值的測定和校準(zhǔn)

拉伸時(shí)應(yīng)緩慢均勻，供油不得急上急下運(yùn)動，具體拉伸過程：

(1)從零應(yīng)力拉伸至初始應(yīng)力(10%σcon)。

(2)從初始應(yīng)力到5級拉伸到100%σcon測量預(yù)應(yīng)力筋的伸長率。

(3)將千斤頂放回油中，拆卸工具錨。

(4)在捆綁更換中，依次安裝拉伸裝置，對下捆綁實(shí)施拉伸。

4.2.3 切割成束和注入灌漿

鋼絞線切割束：張力作業(yè)結(jié)束后，使用手持式砂輪切割機(jī)切割錨固后露出的剩余預(yù)應(yīng)力筋，但錨固后應(yīng)保持預(yù)應(yīng)力筋長度30 mm以上(圖10、圖11)。

圖10 切割前

圖11 切割后

細(xì)孔灌漿：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，細(xì)孔灌漿采用不低于42.5R的普通硅酸鹽水泥配制成水灰比為0.4～0.45的水泥凈漿。灌漿過程中應(yīng)連續(xù)一致，以免灌漿過密[5]。注漿時(shí)采用一端注漿、一端排氣的方法，兩端安裝閥門控制漿液進(jìn)出，當(dāng)從各漿液排出口噴出與漿液注入體相同濃度的漿液時(shí)，關(guān)閉漿液排出口，繼續(xù)加壓，將壓力控制在0.5～0.7 MPa，然后關(guān)閉注漿口的閥門，卸下注漿管，繼續(xù)下一束注漿。在灌漿過程中以水泥凈漿為試樣，其強(qiáng)度為M30。

4.2.4 錨封

(1)張拉端錨筋外露，灌漿結(jié)束后，應(yīng)用C40細(xì)石混凝土封堵錨筋，最小保護(hù)層厚度應(yīng)大于50 mm。

(2)關(guān)錨應(yīng)適時(shí)有效，預(yù)應(yīng)力筋灌漿割束灌漿完成后應(yīng)及時(shí)完成關(guān)錨工作。

(3)后澆帶側(cè)梁內(nèi)拉端頭無需特別封錨，在后澆帶封閉前進(jìn)行防腐涂裝后，與梁后澆帶混凝土一起錨固埋入混凝土結(jié)構(gòu)。

(4)錨封作業(yè)由總承包人自行完成。

5 結(jié)束語

采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)受到外力荷載作用之前，首先對結(jié)構(gòu)施加外力，由此產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，減少或抵消外荷載引起的拉伸應(yīng)力，達(dá)到避免或延緩混凝土裂縫的目的。

采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)受外力荷載作用前，通過預(yù)應(yīng)力混凝土的抗拉，有效提高結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度，減少構(gòu)件截面尺寸和材料消耗量，減少鋼筋混凝土自重。