無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土樓板開洞工程技術(shù)分析

2008/08/22 00:00 來源:

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  關(guān)鍵詞:開洞工程,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,混凝土板,剔除,預(yù)應(yīng)力筋,放張,加固

  北京市豐臺區(qū)花鄉(xiāng)農(nóng)工商聯(lián)合總公司新建的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品展銷廳工程總建筑面積44561.87m 2,分為A、B兩棟。其中A棟建筑面積40124.87m2,地下l層,地上3層,標(biāo)準(zhǔn)層高為4.2m,樓蓋采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土扁梁、板結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)尺寸為9000mm×9900mm、9900mm×9900mm,扁梁寬有1000、1200mm兩種,高均為500mm,板厚200mm,板內(nèi)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線為雙向曲線布置。

  1開洞工程概況

  該工程主體結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土扁梁、板施工于1998年l 2月全部完成。l 999年初建設(shè)單位在審批時,認(rèn)為門廳高度太低,因此要求將1、2層1/A—B、l 2一l 3軸之間的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土頂板剔除。即要在9000mm×8100mm柱網(wǎng)內(nèi),沿3道無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土扁梁和1道非預(yù)應(yīng)力混凝土邊梁的邊沿將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板全部剔除,并將與剔除部位相關(guān)的頂板預(yù)應(yīng)力恢復(fù),洞口尺寸為8000mm×7450mm。

  開洞工程混凝土的剔除由曼德新技術(shù)鋼筋混凝土鉆孔工程部承擔(dān),無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的切斷、放張、重新張拉由北京市建筑工程研究院預(yù)應(yīng)力所完成。

  2開洞工程難點及特點

  2.1架木支撐系統(tǒng)支搭工程量大

  準(zhǔn)備開洞時,結(jié)構(gòu)工程已完工,架木已拆除,并且材料全部撤離現(xiàn)場,但剔除前,地下室至地上2層頂板的剔除部位及其相關(guān)的頂板的架木支撐需恢復(fù)原預(yù)應(yīng)力筋張拉前的支 搭方案,按原方案估算,僅支撐管就需要2.6萬根,如此大的架木支撐系統(tǒng)支搭工程量,給開洞工程施工和建設(shè)單位的資金投入帶來較大困難。

  2.2 剔鑿難度大

  由于在混凝土板剔鑿過程中,對預(yù)應(yīng)力筋的鋪放準(zhǔn)確位置難以確認(rèn),并必須保證預(yù)應(yīng)力筋不受任何損傷,難度相當(dāng)大,因此,為避免剔斷預(yù)應(yīng)力筋時,造成無法重新張拉,剔鑿只能遠(yuǎn)離扁梁邊尋找筋位。

  2.3 重新張拉預(yù)應(yīng)力筋的張拉端部加固處理措施難度大

  開洞過程中,與洞相關(guān)的預(yù)應(yīng)力筋切斷、放張后,還需重新張拉,原一端張拉和兩端張拉預(yù)應(yīng)力筋切斷后張拉端分別設(shè)在B和l 2、l 3軸扁梁邊,由于預(yù)應(yīng)力筋放張和重新張拉時,張拉端端部混凝土強度很難滿足施工要求,因此,必須進(jìn)行加固處理,確保張拉工藝的順利進(jìn)行。

  2.4 預(yù)應(yīng)力筋切斷回縮量大

  開洞位置板12—13軸間需切斷預(yù)應(yīng)力筋共計27束合15鋼絞線,為一端張拉,張拉端設(shè)在l/A軸非預(yù)應(yīng)力邊梁上,固定端埋設(shè)在2號樓梯梁內(nèi),長度約為18m;1/A一B軸間預(yù)應(yīng)力筋為23束øj15鋼絞線,長度約為63m,為兩端張拉,張拉端分別設(shè)在9、16軸伸縮縫預(yù)應(yīng)力邊梁上。兩種筋的張拉伸長值分別約為120mm和380mm,因此,切筋和放張時會產(chǎn)生較大回縮,特別是1/A一B軸間筋。為避免操作過程中出現(xiàn)安全質(zhì)量事故,確保緩慢放張,放張前必須制定技術(shù)措施。

  3 開洞工程施工

  3.1 板底支撐系統(tǒng)的搭設(shè)

  在確保施工安全和禁止破壞洞口四周梁及其相關(guān)板的前題下,在開洞剔除混凝土板前,需進(jìn)行梁板支撐系統(tǒng)的搭設(shè),其應(yīng)支撐部位為地下室,1、2層開洞部位的混凝土板及其四周梁(即1/A—B軸與12—13軸間板及四周梁)和與開洞相關(guān)的混凝土板(即1/A一B軸間9—12軸、13—16軸間的板及B一C軸間12一13軸間的板)。

  為盡量減少搭設(shè)工程量,經(jīng)過認(rèn)真研究分析制定了分段進(jìn)行混凝土板剔除、預(yù)應(yīng)力筋的切斷、放張、張拉端面處理、重新張拉的施工技術(shù)方案,并確定了兩種支搭方案,即地下室,1、2層頂板剔除部位板及其四周梁的支撐系統(tǒng)仍采用原滿堂紅支搭方案,其它相關(guān)板選用對角線雙排架木支搭方法,支撐系統(tǒng)布置。

  3.2 預(yù)應(yīng)力混凝土板的混凝土剔除

  3.2.1 剔除順序

  先剔除沿B、12、13軸扁梁邊的3道板縫,板縫寬度為l 一1.5m,待預(yù)應(yīng)力筋切斷、放張和重新張拉處理完畢后,再剔除非預(yù)應(yīng)力梁邊的板縫混凝土,最后將中間板混凝土破碎 后清除。

  3.2.2 剔除技術(shù)要求

  (1)混凝土的剔除選用人工剔鑿和機械鉆孔兩種方法。扁梁邊預(yù)應(yīng)力筋由于離梁板面較近,因此必須采用人工剔鑿,剔除方向由遠(yuǎn)離扁梁邊向扁梁邊,待確認(rèn)預(yù)應(yīng)力筋的準(zhǔn)確位置后,再向梁邊剔除。在剔除過程中,嚴(yán)禁在梁邊處剔斷預(yù)應(yīng)力筋。

  (2)剔除過程中,由于月軸扁梁邊張拉端端部承壓面的加固處理方法較復(fù)雜,且處理時間較長,因此在3道剔除板縫中,先剔月軸,后剔12、l 3軸板縫。每道板縫采取分段剔除、切筋、放張、端面處理、重新張拉的方法。分段方法為先中間后兩側(cè)對稱進(jìn)行,每段長約lm左右。

  (3)混凝土剔除時,嚴(yán)禁破壞扁梁混凝土,剔除后應(yīng)確保扁梁邊混凝土表面平整,并需用高標(biāo)號水泥砂漿抹平,確保放張工序正常進(jìn)行。

  (4)混凝土剔除中,扁梁邊板上部非預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)盡量保留,下部非預(yù)應(yīng)力筋需全部保留,預(yù)留長度不應(yīng)小于200mm,供張拉端加固角板和端部封堵后澆外包混凝土小梁與扁梁連接用。

  3.3 預(yù)應(yīng)力筋切斷

  3.3.1 切斷前準(zhǔn)備

  (1)割除無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋外包塑料管后,在被剔出B軸板縫內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋兩端混凝土扁梁邊和板端面及12、13軸板縫內(nèi)的扁梁邊分別安裝工具式開口墊板(見圖3)及開口式雙缸千斤頂。為防止放張時由于預(yù)應(yīng)力筋回縮造成千斤頂難以拆卸,l/A一B軸向筋和9—12、13—16軸向預(yù)應(yīng)力筋所安裝的雙缸千斤頂活塞出缸尺寸分別不小于80mm和180mm。

  (2)在預(yù)應(yīng)力筋切斷位置左右各100mm處,用鉛絲纏繞并綁牢,避免斷筋時由于預(yù)應(yīng)力筋回縮造成鋼絞線的各絲松散。

  3.3.2 切斷預(yù)應(yīng)力筋

  (1)用氣焊烘烤預(yù)應(yīng)力筋切斷位置,并切斷預(yù)應(yīng)力筋。切筋位置應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力筋重新張拉時外露長度、預(yù)應(yīng)力筋放張后的回縮尺寸及烘烤區(qū)長度,故l/A一月軸向筋和9—12、13一l 6軸向筋的張拉端預(yù)留外露長度分別不小于650mm和800mm。

  (2)切筋的技術(shù)要求?、兕A(yù)應(yīng)力筋的切斷A匝序與混凝土 剔除順序相同;②切斷前,應(yīng)先檢查該筋原張拉端、錨固端混凝土是否出現(xiàn)開裂和其它質(zhì)量問題,并注意端部封擋;③烘 烤、切斷預(yù)應(yīng)力筋時,嚴(yán)禁在該筋對面及原張拉端、固定端站人;④烘烤過程中,應(yīng)注意防火,并注意避免預(yù)應(yīng)力筋淬火造成強度降低。

  3.4 放張

  預(yù)應(yīng)力筋切斷后,回油并拆除雙缸千斤頂及其工具式開口墊板。

  3.5 張拉端端面加固處理

  3.5.1 B軸張拉端端面處理

  2—13軸間預(yù)應(yīng)力筋與Bi軸無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力扁梁箍筋平行,并在其架立筋上面設(shè)置通過,預(yù)應(yīng)力筋在B軸扁梁邊張拉端的端面混凝土的保護(hù)層僅有30mm,同時由于澆筑混凝土?xí)r振搗時間過長,造成鋼筋保護(hù)層為素水泥砂漿,重新張拉時張拉端端部強度不能滿足張拉要求,僅用很小的張拉力預(yù)應(yīng)力筋就被拉翻,所以預(yù)應(yīng)力筋重新張拉前必須進(jìn)行張拉端面加固。加固選用角形鋼板(見圖4),操作方法如下:①用結(jié)構(gòu)膠粘牢角形加固鋼板,并用5條Ø18mm膨脹螺栓固定;②角形加固鋼板與被剔除預(yù)應(yīng)力混凝土板底預(yù)留非預(yù)應(yīng)力筋焊牢。

  3.5.2 12、13軸張拉端面處理

  1/A一B軸間預(yù)應(yīng)力筋與12、13軸扁梁箍筋平行,并在其架立筋下面設(shè)置通過,預(yù)應(yīng)力筋在12、l 3軸張拉端面混凝土保護(hù)層厚度大于50mm,重新張拉時張拉端端部強度能滿足張拉要求,因此扁梁邊張拉端喪面混凝土用高標(biāo)號環(huán)氧砂漿恢復(fù)平整,預(yù)應(yīng)力筋切斷、放張后,將承壓板用結(jié)構(gòu)膠粘牢并重新張拉,承壓板如圖5所示。

  3.6重新張拉

  (1)安裝錨具、穿心式千斤頂。并進(jìn)行張拉。

  (2)張拉技術(shù)要求如下:①張拉順序同剔除方案相同:②預(yù)應(yīng)力筋標(biāo)準(zhǔn)強度人,fptk=1860N/mm 2,單束預(yù)應(yīng)力筋張批控制應(yīng)力口σcon=1302N/mm2,錨具為單孔楔型錨;③張拉機具在使用前,必須進(jìn)行標(biāo)定;④施工時,超張拉3%;⑤預(yù)應(yīng)力筋全部張拉完畢后,方可拆除梁、板底面支撐。

  3.7澆筑外包混凝土梁

  (1)預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后。錨具外預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)留長度為200mm,并用水管將其拆散,錨具外預(yù)應(yīng)力筋直線長度不允許小于30mm。

  (2)預(yù)應(yīng)力筋張拉端外包混凝土梁尺寸為214mm×214mm。鋼筋為4ø12。箍筋為ø6@200mm,箍筋與扁梁邊原保留板鋼筋連接,混凝土為C30,其作法如圖6所示。

  4 開洞工程小結(jié)

  (1)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力時,其張拉端部承受的應(yīng)力大小與錨具的分布、承壓板在端部的位置及面積大小等因素有關(guān),故預(yù)應(yīng)力筋重新張拉前,應(yīng)根據(jù)張拉端部的實際情況進(jìn)行研究分析,并提出切合實際的加固方案。

  (2)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板開洞,最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在洞口角板底部,并沿45°方向向角板延伸,由于開洞對板的應(yīng)力影響(即洞口角部在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中),因此應(yīng)在洞口周圍配置加強鋼筋,在洞口角部需配置斜向筋。該工程洞口尺寸較大,但由于原平板四周設(shè)置的預(yù)應(yīng)力扁梁和非預(yù)應(yīng)力邊梁的配筋量較大,因此在施工過程中,洞口四周和4個角部未作任何處理,而對垂直B軸的預(yù)應(yīng)力筋張拉端端部預(yù)先進(jìn)行了加固處理,避免張拉端面縱向開裂,確保重新張拉,取得了較好的效果。

  (3)建議設(shè)計單位在設(shè)計無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板結(jié)構(gòu)(無論是連續(xù)板,還是單跨板)的預(yù)應(yīng)力筋曲線高度時,對通過支座處的預(yù)應(yīng)力筋,應(yīng)堅持必須在梁或暗梁的架立筋下面設(shè)置的原則,滿足變動建筑功能要求,簡化改造工程施工工藝,提高結(jié)構(gòu)工程的安全度。

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