无粘结预应力平板施工工法 工法编号：RJGF(闽)-S5-2010

1无粘结预应力平板施工工法工法编号：RJGF(闽)—S5—2010完成单位：中建七局第三建筑有限公司主要完成人：郑立敏赖金耀李寰1前言随着中国经济的发展，城市地价不断攀升，各建筑物对空间利用率发挥至极，无粘结预应力平板施工技术为建筑物提供灵活多变的平面布局，为提高建筑物使用功能和有效面积创造了条件。无粘结预应力混凝土的无粘结筋可以如同非预应力筋一样，按设计要求铺放在模板内，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度要求后，再张拉锚固，预应力筋与混凝土之间没有粘结，张拉力全靠锚具传到构件混凝土。与有粘结预应力相比，无粘结预应力混凝土结构，不需要预留孔道、穿筋、灌浆等复杂、繁琐的工序，施工方便，且容易弯成多跨、曲线形状等，适用于各种预应力的结构形式，特别适宜无粘结预应力平板结构体系。通过若干项目的施工实践，整理了本工法。2特点2.0.1提供使用灵活的空间，为发展大跨度、大柱距、大开间楼盖体系创造了条件；同时能有效降低楼层高度，与同类建筑工程的梁板结构相比，每层可节约层高50cm左右，在建筑物总高度不变的情况下，增加建筑物的层数和建筑面积。2.0.2无粘结钢筋的配置与外荷弯矩图形相适应，可充分发挥预应力的强度，并更好地控制挠度和裂缝，做到不渗漏。可以作为汽车车库的自防水屋面而不需要增加其他防水措施；同时，利用足够的预压应力以抵消混凝土收缩和温度变化引起的应力，可以加大建筑物的伸缩缝设置距离或取消伸缩缝。采用现浇后张无粘结预应力平板的高层建筑，不设伸缩缝的建筑长度最大可达140m。2.0.3预应力筋的铺设与非预应力筋同时进行，可按受力需要随意设计成各种曲线形式，施工速度快，施工周期短；设备管道与电气管线在楼板下可通行无阻，减少建筑、结构、设备的布置矛盾。2.0.4无粘结筋采用挤压涂层工艺，张拉设备系列化、轻便化，施工机械化程度高，质量可靠，具备商品供应能力；不需预留孔道，不必灌浆，施工简便，操作容易，可节省大量材料、时间和资金。23适用范围多层、高层大柱距板柱结构或大开间板墙结构的现浇平板，单向实心板跨度可达10m～11m，跨高比约为45；双向实心板为（10～11）m×（10～11）m，跨高比约为40～45。4工艺原理无粘结预应力钢筋由7－Φs5高强钢丝组成钢丝束或用7－Φs5高强钢丝扭结而成的钢铰线，通过防锈、防腐润滑油脂等涂层包裹塑料套管而构成的新型预应力筋。它与施加预应力的混凝土之间没有粘结力，可以永久地相对滑动，预应力全部由两端的锚具传递。这种预应力筋的涂层材料要求化学稳定性高，对周围材料如混凝土、钢材和包裹材料不起化学反应；防腐性能好，润滑性能好，摩阻力小。对外包层材料要求具有足够的韧性，抗磨性强，对周围材料无侵蚀作用。这种结构施工较简便，可把无粘结预应力筋同非预应力筋一道按设计曲线铺设在模板内，待混凝土浇筑并达到强度后，张拉无粘结筋并锚固，借助两端锚具，达到对结构产生预应力效果。由于预应力全部由锚具传递，故此种结构的锚具至少应能发挥预应力钢材实际极限强度的95％且不超过预期的变形。施工后必须用混凝土或砂浆妥加保护，以保证其防腐蚀及防火要求。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工准备→预应力筋的下料、制束→支底板模板、侧模→铺放非预应力筋底层筋→固定定位钢筋→铺放无粘结预应力筋→安装电线管→铺放非预应力面层筋→安装固定端承压板、张拉端、穴模→隐蔽工程验收→混凝土浇筑及养护→安装锚具、张拉无粘结筋→锚固及拆除设备→切除多余外露筋→锚具防腐处理→端部细石混凝土封堵。5.2操作要点5.2.1施工准备无预应力筋进场后，应及时核查筋的规格、尺寸和数量，逐根检查筋的外包裹层质量及端部配件。经检查无误后，编号分类堆放。对包裹层破损的无粘结筋，用塑料胶条修补。5.2.2预应力筋的下料、制束1下料时，在放线盘上放预应力筋，在平整的场地上按下料长度在场地两端设置标记、定长下料，切断前先将预应力筋拉直理顺，用砂轮切割机切割，要求端头断面整齐。2固定端采用P型挤压锚，下料后即可在挤压机上成型。首先除去预应力筋端部毛刺，装上承压板，旋进钢丝衬套，要旋紧密排，放入挤压机，操纵油泵挤压，挤压过程中预应力3筋应顶紧、扶正、对中，挤压过程一次完成，不得中途停顿，注意观察压力表最大数值，有不正常现象应停止挤压，检查挤压机，排除故障后再继续操作。定期检查锚固头外径，若模具磨损严重锚固头不合格，应及时更换，以确保锚固头质量。挤压过程中，尚应保持挤压锚固头内表面的清洁。3下完料后应按规格、品种成盘或顺直地分开堆放在通风干燥处，较长束可盘成直径1.7m左右的圆盘，若长度类别较多，可在端部作编号标识，以免误用。无粘结预应力筋露天堆放时，不得直接与地面接触，并应采取覆盖措施。5.2.3固定定位钢筋采用Φ12钢筋制成马凳作为固定预应力筋的定位钢筋。非预应力底层筋安装完经检查合格后，沿预应力筋铺设方向每隔1000mm设置标高控制点，将马凳筋按预应力筋的设计标高安装并固定牢固，确保无粘结预应力筋的曲率。跨中处可不设马凳，直接绑扎在非预应力底层筋上。5.2.4无粘结预应力筋的铺放和定位1布筋形式一般情况下，板的预应力筋布束可根据计算内力配置成曲线形状，多为抛物线。双向平板无粘结预应力筋为双向多波曲线，各点矢高不同，含出现两个方向的无粘结预应力筋交错相压现象。为避免施工时各束配筋互相穿插而引起预应力筋部分区域矢高不符合设计要求，须在施工前编制好配筋的铺放顺序，以便施工。原则上应将两个方向的无粘结预应力筋按顺序分组放置，尽量减少两个方向的无粘结预应力筋相互穿插铺放。2铺放定位1）无粘结预应力筋的就位固定——在无粘结预应力筋按规定长度下料，并制作单端张拉束固定端后，即可将无粘结预应力筋安装到板内非预应力钢筋上。无粘结筋预应力的铺设应严格按照设计要求的曲线形状就位，与定位钢筋固定牢固，特别注意控制反弯点处的标高以保证各段曲线的矢高。无粘结预应力筋的高度允许偏差为±5mm，水平位置允许偏差为±20mm。2）平板中的无粘结预应力筋遇到孔洞时，在平面内需作出某些偏移，为了避免因无粘结预应力筋弯曲产生的侧向力作用而出现的裂缝，无粘结预应力筋离开孔边要有一定的距离（不小于l5Omm），并以足够大的曲率半径平缓绕过板中的孔洞，同时在孔洞边配置适当的构造钢筋予以加强。3）无粘结预应力筋的标识——为避免客户在二次装修时凿打砼楼板而损伤无粘结预4应力筋，沿每根无粘结预应力筋均设置二块高度等于板厚的预埋铁件作为无粘结预应力筋的标识。4）无粘结预应力筋定位与外脚手架的关系——外脚手架内立杆离建筑物一般仅40cm左右，因而在无粘结预应力筋定位时应注意使其避开外架内立杆，否则将影响无粘结预应力筋的张拉。3无粘结预应力筋铺放、定位经检查无误后，方可进行水电线管、非预应力面层筋的安装。无粘结预应力筋应铺设在水电线管的下面，避免无粘结筋张拉产生向下分力，导致电线管弯曲及其下面混凝土破碎。5.2.5安装固定端承压板、张拉端、穴模1张拉端的定位——根据设计图纸要求的水平和垂直位置，先在预留孔处的侧模上编号、钻孔定位，将张拉端承压板、穴模、螺旋筋穿在相应位置的预应力束后，再把该束穿出侧模，然后将穴模和承压板固定在侧模上，端部支承板和无粘结预应力筋的垂直度允许偏差为±1:15。2固定端的定位——将螺旋筋套上固定端后，按设计图纸要求的位置固定牢固。无粘结预应力筋采用内锚式处理方法。注意应使镦头挤压锚紧贴在锚板上，以使7根钢丝束（钢铰线）应力均匀。固定端的承压板、挤压套埋设在混凝土中，不能外露，并按设计要求焊接螺旋筋和承压板。5.2.6隐蔽工程验收1无粘结预应力筋铺放、安装完毕后，应进行隐蔽工程验收，各方确认合格后方可浇筑混凝土。2隐蔽工程验收内容应包括以下内容：1）预应力筋原材料验收是否合格，质保资料是否齐全；2）预应力筋的品种、规格、数量、束形是否符合设计图纸要求；3）张拉端和固定端的安装是否符合工艺要求。5.2.7混凝土的浇筑和养护1楼板混凝土强度等级一般为C30以上。在混凝土配合比设计时，采取适当措施，避免出现收缩裂缝，现场配制混凝土时应严格按重量配合比施工。2浇筑混凝土前，由专职人员进行全面的隐蔽检查，包括无粘结预应力筋是否符合设计要求，张拉端和固定端的安装是否符合工艺要求，不符合应及时调整并绑扎牢固。3浇筑混凝土时，严禁踏压撞碰无粘结预应力筋、支承马凳和端部预埋部件等，以确5保无粘结筋的束形和锚具的位置准确，振动棒不得碰触无粘结筋、锚具等，如发现承压板被振斜应及时纠正。4混凝土应振捣密实，要保证张拉端和固定端的浇捣质量，以确保砼有足够的承压力。5混凝土浇筑好后应注意养护。混凝土成型后，若发现有不密实和空鼓现象，应在张拉前进行修补。5.2.8无粘结预应力筋的张拉、锚固1张拉前，应有混凝土立方体试块抗压强度报告，混凝土强度达到设计强度要求后方可张拉。2通过后浇带的预应力筋须等后浇带混凝土浇筑完并达到设计强度后混凝土强度达到设计要求后，方可张拉。3张拉前应拆除定位连杆、端部模板，清理现场，支搭脚手架和防护拦板。4张拉之前须配套标定千斤顶、油泵和油表。5张拉时采用一次超张拉，张拉顺序为0→1.03δcon→锚固。张拉采用双控方法，以控制拉力为主，测量张拉伸长值作为校核，张拉伸长值误差允许值为-6%～+6%，如超出范围，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。6预应力筋张拉时，通过张拉伸长值的校核可以综合反映张拉力是否够，孔道摩擦力是否偏大，以及预应力筋是否有异常现象。预应力筋张拉伸长值△L，可按下式计算：△L=Fpmlp/ApEp式中：Fpm——预应力筋的平均张拉力（kN）；lp——预应力筋的长度（mm）；Ap——预应力筋的截面积（mm2）；Ep——预应力筋的弹性模量（kN/mm2）。5.2.9锚固及拆除设备张拉完成后拧紧螺母，千斤顶逐渐回油，松开无粘结预应力筋，拆除千斤顶。操作中回油应缓慢进行，先切断电源，后搬动阀把至回油位置，然后给油将活塞退回原处，拆除千斤顶。5.2.10多余外露钢筋的切除张拉锚固完毕后，用手提砂轮切割机切除无粘结筋外露多余钢丝，切割后露出夹片外长度为30mm～50mm，并清除杂质。65.2.11锚具的防腐处理锚具是无粘结预应力筋的关键部分，所以对锚具区的保护非常主要，应予以格外重视。用环氧树脂胶泥涂刷穴槽内壁外露钢丝和锚具，使之形成一个封闭的系统，防止外界有害物质的侵入而造成锈蚀，同时增强新老材料间的粘结。5.2.12锚固端部的封堵锚具防腐处理后及时用微膨胀细石砼封闭张拉穴槽，外面再刷一层防水涂料。严防水气进入，锈蚀锚具或预应力筋。5.3劳动力组织劳动力组织情况详见表5.3。表5.3劳动力组织情况一览表序号单项工程所需人员备注1管理人员42技术人员43无粘结预应力筋下料、制束54张拉端、固定端预埋5无粘结预应力筋铺放56无粘结预应力筋固定12由钢筋班组承担7无粘结预应力筋张拉、封锚58杂工46材料与设备6.1材料6.1.1无粘结预应力筋无粘结预应力混凝土采用的无粘结束（简称无粘结筋），系由7-φs5碳素钢丝束或由7-φs5的钢丝绞合而成的钢绞线，外包塑料套管，内涂专用防腐油脂，从而形成成品钢丝束或钢绞线无粘结预应力筋。无粘结预应力筋的断面见图6.1.1。6.1.2锚固系统双向无粘结预应力平板施工中，预应力束有两端张拉的，有一端张拉的。张拉端锚具采用三夹片式锚具XMl5-1锚具或两夹片式LQMl5-1锚具，固定端采用镦头锚DM5B型（用于钢丝束）或挤压锚LQM15-P型锚具（用于钢绞线），其构造图见图6.1.2。油脂钢丝束（钢绞线）塑料套管图6.1.1无粘结预应力筋的截面示意图76.1.3模板支撑的周转无粘结预应力平板在张拉无粘结预应力筋前不能受力，平板砼强度要达到设计要求时方可张拉。施工过程中平板的竖向支撑一般应保持三层以上，张拉后的平板除了支撑本层板的自重外，尚可支撑未张拉的一层砼平板的重量和相应的施工荷载，即在第n层板张拉之后，方可浇筑第n+2层板，并拆除第n-1层板下支撑，以第n-1、n层已张拉的两层支承未张拉的第n+1、n+2层平板重量。具体施工进度应满足设计要求