预应力技术在大商业综合体中的应用

发表时间:2020/11/16   来源:《工程管理前沿》2020年8月22期   作者:王晓鹏、康李军、王强
[导读] 随着现代化步伐的加快,我国基础设施建设正在以前所未有的规模在全国展开
        王晓鹏、康李军、王强
        中国建筑第二工程局有限公司华南分公司海南分公司 海南 东方572600

        摘要:随着现代化步伐的加快,我国基础设施建设正在以前所未有的规模在全国展开,同时质量问题也越来越成为人们关注的焦点,预应力技术的诞生使得现代建筑技术的发展得到了很大的提高;而混凝土预制构件在预应力技术的带动下,除了梁跨度越来越大的同时,使用寿命也在逐渐增长。本文主要通过有粘结预应力梁在大商业综合体中的施工要点,着重分析了该技术的具体运用。
        关键词:施工工序;张拉;孔道灌浆;
1 工程概况
        东方万悦城?万达广场G1#购物中心工程位于海南省东方市,项目建设用地54110.60㎡,总建筑面积为114000㎡,地下1层,地上3层,结构形式为框架结构。
        预应力梁具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓、伸缩缝少等优点。三层塔楼部分框架梁采用预应力混凝土结构技术,预应力梁主要为梁跨度在18m以上及梁截面在0.72㎡-0.96㎡的超长超大梁,预应力筋采用强度等级fptk =1860 N/mm的有粘结钢绞线;预应力筋在框架梁中按(200,150,200)对称布置2组;预应力梁混凝土强度等级为C30。现浇混凝土结构施加预应力采用后张法施工,当预应力梁混凝土强度等级达到设计强度C30的90%(即27 N/mm2)后,进行预应力张拉,张拉控制应力σCON =75%fptk=1395 N/mm2,有粘结预应力筋采取整束张拉方式。
2 预应力施工工序
2.1预应力筋下料、编束与制作固定端
        预应力筋是整盘供应的,下料时需足够长的场地。预应力筋下料必须采用砂轮切割机切割,不得烧焊切断。下料后预应力筋按不同长度分别编号排放;固定端挤压锚具用挤压机制作,挤压后预应力筋外端露出挤压套筒1mm以上,否则重新挤压。预应力筋下料完成后,及时检查其数量、尺寸情况。
        







    

2.2预应力孔道曲线放线定位
        预应力筋在梁中抛物线布置。梁普通钢筋绑扎就位后(S筋暂不绑扎,待波纹管固定就位后才能绑扎),将预应力筋曲线控制点标示在梁的箍筋上,然后焊接固定架。
2.3波纹管铺设
        当固定架焊接完成后,铺设波纹管。波纹管安装时应详细检查,其内外应清洁、无锈蚀、无油污、咬口无开裂。连接波纹管的接头长度取200-300mm,接口处应卡紧并用胶带缠裹密封,以防接缝处漏浆。波纹管连接好后,用扎丝将其与普通钢筋或固定架绑扎在一起,以防浇筑混凝土时移位。波纹管铺设时,应避免反复弯曲和电火花烧伤管壁。应及时对波纹管的位置、曲线形状、固定牢固情况、接头及管壁破损情况进行检查,如有问题应立即整改。波纹管就位后,敷设的各种管线不应将波纹管的垂直位置抬高或压低。
2.4预应力筋穿束和铺设
        当整条波纹管铺设就位后,将预应力筋依次穿入波纹管中(人工穿束),穿束时,预应力筋的端部装上子弹头或缠绕胶带,防止预应力筋将波纹管损坏。保证固定端的预应力筋尽量分散,预应力筋与波纹管的接口需密封。预应力筋表面不应有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等,裸露在锚具外的张拉工作长度需包裹好,防止浇混凝土时被污染。
2.5安装锚垫板、预留排气管
        张拉端锚垫板应与预应力筋垂直,竖直方向的中心应处于设计规定的矢高处,应牢固地焊在普通钢筋上。固定端钢绞线应尽量分散,铁板焊接固定且不重叠,挤压锚具紧贴铁板。锚垫板与波纹管的接口位要用胶纸严密缠绕,不得渗漏。张拉端锚垫板上已设置灌浆口,在离张拉端位1米处设置一个露出楼板面30cm以上的泌水管;梁中部位置设置一个排气管穿过梁底(该排气管也可用于排除湿润管道的积水);固定端位设置一个露出楼板面20cm以上的排气管,在离固定端位1米处设置一个泌水管。
        张拉端锚垫板安装位置:
        (1)张拉端安装在悬挑梁端部,内凹式设置;
        
        (2)张拉端安装在圆柱外侧,外凸式设置;
        预应力梁圆柱边外凸张拉端,若锚垫板不能内置(锚垫板平柱边)则参照圆柱外凸张拉端处理。锚垫板宜尽量安装在柱内,伸出柱外必须附加纵筋和箍筋,确保承压区强度。
        
        若设置外凸张拉端,必须在张拉端前方的板中设置长1.2m ×宽0.6m的临时洞口以便预应力张拉操作;为了方便施工张拉端和固定端可对调,每个支座端设置一个张拉端,如预应力梁YKL2-1(1),YKL4-2(4);
        
2.6混凝土浇筑
        (1)避免振动棒直接触动波纹管及预应力筋,确保不损坏波纹管和预应力筋。
        (2)确保预应力筋锚垫板周围混凝土密实、不漏浆。当预应力筋端部的混凝土质量不好,出现蜂窝时,必须按以下情况进行处理:凿掉该部分混凝土,先清洗干净,再浇筑上不低于构件砼强度等级的细石砼,并作好养护,达到张拉要求后,方可进行预应力张拉。
2.7清理毛垫板
        在混凝土浇筑完48小时后,拆除张拉端侧模,进行张拉端的清理。
3 预应力张拉
3.1张拉前提条件
        当混凝土强度达到设计强度C30的90%后方可进行预应力张拉;以外排架作为张拉操作平台,施工前检查排架是否牢固,不能有摇晃;作为操作平台的脚手板必须满铺,不能有探头板。张拉设备须在有效的标定期内,压力表指针能归零。
3.2张拉模式
        0→0.1σCON(139.5 N/mm2)→1.0σCON(1395 N/mm2)锚固。
3.3张拉方式
        使用YCW150型或YCW250型千斤顶对有粘结预应力筋整束张拉,并按结构顺序依次张拉。
                控制应力与张拉力对照表(控制应力单位N/mm,张拉力单位KN)

        注:张拉前需根据千斤顶标定报告中的线性方程计算各级张拉力对应的油表读数;张拉时用压力表读数控制张拉力。
3.4张拉流程
        在张拉端安装锚环、夹片。两片式夹片需同时推进到锚环里。
        装上千斤顶,开动油泵,对预应力筋进行张拉。当张拉应力达到0.1σcon时停止加荷,读取初始读数。张拉应力继续增大至设计值或控制值(详细数据见控制应力与张拉力对照表),记录伸长值。退出千斤顶。
        张拉时应保证孔道、锚环与千斤顶三对中,防止预应力筋发生断裂或滑脱,确保张拉顺利进行。张拉前应进行试张拉,即对各种长度类型预应力筋各取一组筋按上述张拉程序张拉至设计张拉力,试张拉时,量取实际伸长值并计算实际摩擦损失,然后推算预应力筋理论伸长值,作为正式张拉的控制依据。
3.5预应力张拉伸长值控制
        预应力筋理论伸长值△LP按下式计算:
          
        式中:P——预应力钢筋的张拉力(N);
        L——从张拉端至计算截面的孔道长度(m);
        θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);
        k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;
        μ——预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数;
        Eg——预应力钢筋的弹性模量(MPa);
        Ay——预应力钢筋的截面面积(mm2);
        张拉采用以控制张拉力为标准,实际伸长值作为校核的双控方式。即预应力筋在张拉到控制张拉力时,累计实际伸长值与理论伸长值的偏差应控制在±6%。若偏差太大,应查明原因,采取措施预以调整。
4 预应力灌浆
        在进行灌浆之前,应该先打通灌浆孔,用水将灌浆孔进行冲洗,保证孔内没有杂质存在再进行灌浆。灌浆一般使用普通的硅酸盐水泥,水泥浆的配置要严格按照施工要求进行配置,采用拌浆机器搅拌,确保搅拌均匀,在拌浆过程中,对于较大颗粒的水泥要用筛网提出,避免对管道造成堵塞。灌浆之前还要将管道内的空气进行排除,防止气压造成灌浆中断。对于管道内部一些气压较大的地区采用加压的方式使灌浆过程比较稳定顺利。整个灌浆的过程必须有专业人员进行监督,对于水泥浆的配合比率和管道内施加压力进行合理控制才能确保整个灌浆过程的成功。完成灌浆之后,用小砂轮机切除张拉端多余的预应力筋,锚具夹片外露预应力筋长度不少于3 cm;当锚具内无泌水渗出后,用C40细石混凝土(掺微膨胀剂)封闭端部。封闭时,加强插捣,保证管道密实性。
        灌浆过程中若发生孔道堵塞,应按下述方法处理。
        根据孔道曲线定位图在灌浆出口端的一个高点处用直径20的钻头钻一个孔,用穿线钢丝从该孔中伸入孔道中已确定孔道堵塞的位置。在堵塞的位置的梁侧面人工凿一个直径约10cm的孔,检查浆体堵塞的具体位置。在未有浆体的一侧,离堵塞位置10cm处用直径20的钻头钻一个小孔,从未有浆体的一边端部灌水,让水从该小孔中排除,从而确定孔道畅通,在小孔处重新设置排气孔,对未有浆体的一端重新灌浆。
        从灌浆孔的一端插入穿线钢丝,确认已灌浆的一端是否饱满。若不饱满,按上述方法钻孔、设置排气进行第二次灌浆。
附图:重新设置排气孔位置

        5结语
        在施工中加强对施工技术的控制,有利于预应力张拉工作的进行。预应力工程的广泛应用很大程度上促进了混凝土预制构件的发展。而技术经验的积累和施工过程中管理制度的不断健全,使得预应力施工工艺得到不断的完善。因而推动我国的建筑水平更进一步发展。
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