不設(shè)縫混凝土樓蓋的施工技術(shù)

1、<p>　　不設(shè)縫混凝土樓蓋的施工技術(shù)</p><p>　　摘要:無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)是解決超大面積樓蓋溫度應(yīng)力的新技術(shù),這樣可使結(jié)構(gòu)受拉區(qū)域預(yù)先受到壓應(yīng)力作用,而這種壓應(yīng)力將能抵消一部分或全部由使用荷載或溫度所產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而推遲裂縫出現(xiàn)的時(shí)間和減小裂縫的寬度,提高結(jié)構(gòu)的剛度。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:鋼絞線固定;混凝土;裂縫控制 </p><p>

2、　　近年來,我國各類大型公共建筑的建設(shè)得到蓬勃發(fā)展,建筑師對(duì)不設(shè)縫的混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度要求越來越高。國規(guī)范規(guī)定了伸縮縫最大間距,同時(shí)規(guī)定,采取一定的措施后可以超過55m。隨著計(jì)算分析手段以及材料科學(xué)的不斷進(jìn)步,結(jié)構(gòu)工程師有可能在一定限度內(nèi)設(shè)計(jì)出遠(yuǎn)超過現(xiàn)行規(guī)范所規(guī)定的伸縮縫間距的超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　工

3、程分為A、B、C、D 四個(gè)區(qū),其中A、B區(qū)主體相連,長(zhǎng)148.1m ,寬24.4m。為有效抵抗溫度收縮應(yīng)力,在A、B 區(qū)地下一層墻體、地下一層頂板、三、五、十五層頂板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力筋采用1860級(jí)鋼絞線,鋼絞線結(jié)構(gòu)1×7 ,直徑D =15.20mm ,面積140mm2 ,伸長(zhǎng)率≥3.5% ,無粘結(jié)塑料皮厚度0.8～1.2mm ,張拉控制應(yīng)力為0.75f p t k ,混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后方張拉預(yù)應(yīng)力筋,張

4、拉施工采用應(yīng)力應(yīng)變雙控。張拉端錨具采用夾片式錨具,固定端采用擠壓式錨具,均采用DZM系列錨具。按規(guī)范要求,錨具采用I 類錨具:錨具效率系數(shù)ηA ≥0.95,試件破斷時(shí)的總應(yīng)變?chǔ)舥 ≥2%。 </p><p>　　該工程的基本特點(diǎn)有: </p><p>　　(一)超大面積、超長(zhǎng)度連續(xù)預(yù)應(yīng)力樓板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工在國內(nèi)少見,后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形的設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量控制復(fù)雜; </p>

5、<p>　　(二)為解決超長(zhǎng)超寬樓板混凝土的收縮問題,樓板設(shè)置了后澆帶,預(yù)應(yīng)力筋的二次設(shè)計(jì)、施工及張拉與施工流水相結(jié)合,施工質(zhì)量控制難度大。 </p><p>　　(三)后澆帶的設(shè)置數(shù)量及后澆帶混凝土的澆筑時(shí)間、預(yù)應(yīng)力的張拉時(shí)間的設(shè)定對(duì)混凝土有效應(yīng)力的建立影響較大,同時(shí),混凝土的配合比設(shè)計(jì)、混凝土材料選擇、鋼筋的設(shè)置、混凝土的養(yǎng)護(hù)等因素對(duì)無縫設(shè)計(jì)施工的影響也很大。 </p><p

6、>　　二、該工程中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　(一)預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定 </p><p>　　該工程中混凝土樓板設(shè)計(jì)為多跨連續(xù)雙向板,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋需要配置成兩個(gè)方向的懸垂曲線. 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋相互穿插,施工操作較難。所以在施工前應(yīng)計(jì)算出各向無粘結(jié)筋各搭接點(diǎn)的標(biāo)高并作比較,將標(biāo)高點(diǎn)低于與其相交的各筋的無粘結(jié)筋先放置,按此規(guī)律編出全部無粘結(jié)筋的鋪設(shè)順序。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè),通常

7、是在底部鋼筋鋪設(shè)后進(jìn)行,水電管線一般宜在無粘結(jié)筋鋪設(shè)后進(jìn)行,且不得將無粘結(jié)筋的豎向位置抬高或壓低,支座處的負(fù)彎矩鋼筋通常是在最后鋪設(shè)。 </p><p>　　無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的曲線開頭就位并固定牢固,其垂直方向位置可用支撐鋼筋或馬凳控制,其間距為1～2m ,無粘結(jié)筋的水平位置在圖中用鐵馬凳固守好。在支座部位,無粘結(jié)筋可直接綁扎在梁或墻的頂部鋼筋上;在跨中部位,無粘結(jié)筋可直接梆扎在板的底部鋼筋上。 &

8、lt;/p><p>　　1.錨固端的固定。預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固端一般設(shè)置于構(gòu)件的端部或中部。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的錨固端采用擠壓錨具采取內(nèi)埋式做法(見圖1) 。對(duì)多根無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,為避免內(nèi)埋或錨固端拉力過于集中致使混凝土開裂,可采取錯(cuò)開位置錨固,分段張拉,預(yù)應(yīng)力筋的張拉端應(yīng)設(shè)在板面的凹槽處,其錨固端埋設(shè)在板內(nèi)。在預(yù)應(yīng)力筋搭接處,由于無粘結(jié)筋的有效高度減少而影響到混凝土的抗彎能力,在錨具附近的混凝土將產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力引起的

9、應(yīng)變超出混凝土允許應(yīng)變值時(shí)將產(chǎn)生裂縫,此時(shí)需增加一些非預(yù)應(yīng)力鋼筋來補(bǔ)足(見圖2) 。錨固位于柱端時(shí),應(yīng)考慮錨具的形狀和尺寸,避免與柱鋼筋相碰。同時(shí)錨固端應(yīng)采取構(gòu)造措施避開梁柱核心區(qū),以減少對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的削弱。 </p><p>　　2.張拉端固定。張拉端模板應(yīng)按施工圖中規(guī)定的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)筋的位置鉆孔,張拉端的承壓板應(yīng)采用釘子固定在端模板上或用點(diǎn)焊固定在鋼筋上。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力曲線或折線筋末端的切線應(yīng)與承壓板相垂直,曲線

10、段的起始點(diǎn)至張拉端錨固點(diǎn)應(yīng)有不少于300mm 的直線段。凹口采用塑料、泡沫或木塊等形成(見圖3)。 </p><p>　　(二)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前的混凝土裂縫控制 </p><p>　　1.合理留設(shè)后澆帶,避免在預(yù)應(yīng)力開始工作前結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮裂縫。留設(shè)后澆帶對(duì)減少混凝土收縮的影響十分重要。一般混凝土澆筑24～30h 達(dá)最高溫度(比入模溫度高約30～35℃) ,此時(shí)水化熱溫差最大,10～30d

11、降至周圍溫度,此期間混凝土產(chǎn)生15%～25%的收縮,此為“早期裂縫活動(dòng)期”。往后3～6個(gè)月,混凝土收縮完成60%～80% ,可能出現(xiàn)“中期裂縫”。一年左右,混凝土收縮完成95% ,可能出現(xiàn)“后期裂縫”。在正常施工條件下,后澆帶間距20～30m ,保留40～60d(“早期溫差”及至少30 %的收縮已完成) 。但后澆帶間距小會(huì)造成施工時(shí)間過長(zhǎng)、錨具使用過多,根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),采用早期張拉部分預(yù)應(yīng)力筋的方法,后澆帶的間距可為50～80m。后澆帶留

12、的時(shí)間最好為2個(gè)月,不宜少于6 周,使得混凝土充分收縮之后再封后澆帶,以減少混凝土后期的收縮。同時(shí)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到混凝土早期膨脹大,后期的收縮也大,混凝土更容易開裂。考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全,膨脹不能太大。可選用膨脹率不大但后期收縮小的添加劑(在混凝土中加入適量的UEA 膨脹劑) ,并應(yīng)注意添加劑的使用對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)的要求。 </p><p>　　2.減少收縮變形的約束力,也就是減少混凝土收縮變形由于約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力,拉應(yīng)力減

13、少到低于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),就不會(huì)出現(xiàn)裂縫破壞。解決約束問題可以采用滑動(dòng)約束,基面可采用橡膠板,也可根據(jù)摩阻力系數(shù)為定值時(shí),摩阻力由正壓力決定的原理,可將滑動(dòng)面做成向混凝土收縮滑動(dòng)方向傾斜,將垂直壓力分解為水平向滑動(dòng)分力及與滑動(dòng)面垂直分力,有效地減少預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)向內(nèi)滑動(dòng)的約束力,可經(jīng)過試驗(yàn)與計(jì)算確定傾斜角度,也可在橡膠墊板上涂硅脂等潤(rùn)滑劑,減少摩擦系數(shù),以保證摩阻約束應(yīng)力,低于混凝土的抗拉應(yīng)力。 </p><p&g

14、t;　　(三)施工程序的優(yōu)化 </p><p>　　通過現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)踐,可以歸納出以下的預(yù)應(yīng)力施工順序具有合理性: </p><p>　　張拉施工應(yīng)安排在混凝土強(qiáng)度已達(dá)到或接近設(shè)計(jì)強(qiáng)度。如一次性張拉到位,會(huì)造成板體反拱較大,甚至造成跨中頂部混凝土開裂。 </p><p>　　解決途徑一:可先張拉部分預(yù)應(yīng)力筋或張拉力取50%σcon ,待模板完全拆除后完成lO0%的張

15、拉,但這樣將會(huì)大大延長(zhǎng)工期。 </p><p>　　解決途徑二:進(jìn)行100%張拉.但需在張拉過程中堆載,控制板體反拱量,至施工完畢逐漸去除堆載。 </p><p>　　預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí),可采用分批、分階段對(duì)稱張拉,以免構(gòu)件往過大的偏心壓力下側(cè)面開裂。同時(shí)應(yīng)盡量減少張拉設(shè)備移動(dòng)次數(shù)。分批張拉時(shí)應(yīng)分批計(jì)算張拉的強(qiáng)應(yīng)力損失值,分別加到先行張拉預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制

16、應(yīng)力值內(nèi)。預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時(shí). 無論采用何種錨具,都會(huì)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力筋的回縮,引起預(yù)應(yīng)力損失。施工過程中,可從以下三方面對(duì)該項(xiàng)損失作出補(bǔ)償: </p><p>　　1.對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋適度超張拉,然后錨固; </p><p>　　2.在鋼筋張拉錨固后,利用撐腳將張拉千斤頂直接支撐在梁端混凝土上,再張拉鋼筋. 然后在錨具墊板之間加上適當(dāng)厚度的鋼墊片; </p><p>　　3

17、.從錨夾具的結(jié)構(gòu)上考慮. 采用回縮量小的螺紋式錨具,或者在回縮量較大錨具外四周加上螺紋、螺帽,采用二次張拉,同樣可以克服由于回縮造成的預(yù)應(yīng)力損失。 </p><p><b>　　三、結(jié)語 </b></p><p>　　1.該工程超長(zhǎng)、大面積樓板不設(shè)縫,設(shè)計(jì)采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,合理設(shè)置后澆帶與采用補(bǔ)償收縮混凝土相結(jié)合,施工中嚴(yán)格控制材料、施工工藝要點(diǎn),有效地杜絕了混凝土的

18、裂縫,工程質(zhì)量可靠,是一項(xiàng)成功的經(jīng)驗(yàn)。 </p><p>　　2.為避免大跨度現(xiàn)澆梁板施加預(yù)應(yīng)力過程中產(chǎn)生的柱頂附加彎矩及柱支座約束力的影響,梁端支座可采用滑動(dòng)―鉸接式鋼支座,待預(yù)應(yīng)力施加后支座再與梁端埋件焊接,并用混凝土澆筑齊。 </p><p>　　3.滑動(dòng)約束有利于減少收縮變形的約束力,減少混凝土收縮變形由于約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力減少到低于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),就不會(huì)出現(xiàn)裂縫破壞。