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

1、建筑無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土樓板開洞工程技術(shù)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 l2 月全部完成。l999年初建設(shè)單位在審批時，認為門廳高度太低，因此要求將1、2層1 A B 、 l2 一 l3 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，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的切斷、放張、重新張拉由北京市建

2、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)力筋的鋪放準確位置難以確認，并必須保證預(yù)應(yīng)力筋不受任何損傷，難度相當大，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

3、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 l2、 l3 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，必須進行加固處理，確保張拉工藝的順利進行。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？ j15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

4、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1A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 1A B 軸與 1213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 912 軸、1316 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)過認真研究分析制定了分段進行混凝

5、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)布置如圖 2 所示。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-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

6、鑿，剔除方向由遠離扁梁邊向扁梁邊，待確認預(yù)應(yīng)力筋的準確位置后，再向梁邊剔除。在剔除過程中，嚴禁在梁邊處剔斷預(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、l3 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)對稱進行，每段長約lm 左右。（ 3）混凝土剔除時，嚴禁破壞扁梁混凝土，剔除后應(yīng)確保扁梁邊混凝土表面平整，并需用高標號水泥砂漿抹平，確保放張工序正常進行。（ 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

7、 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。3.3.1切斷前準備（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

8、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-l6 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)要求來源：考試大預(yù)應(yīng)力筋的切斷A 匝序與混凝土剔除順序相同；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；烘烤、切斷預(yù)應(yīng)力筋時，嚴禁在該筋對面及原張拉端、固定端站人；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

9、.5.1B 軸張拉端端面處理l2 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行張拉端面加固。加固選用角形鋼板，操作方法如下：用結(jié)構(gòu)膠粘牢角形加固鋼板；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

10、筋在12、l3軸張拉端面混凝土保護層厚度大于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。3.6 重新張拉（ 1）安裝錨具、穿心式千斤頂。并進行張拉。（ 2）張拉技術(shù)要求如下：張拉順序同剔除方案相同：預(yù)應(yīng)力筋標準強度人，fptk 1860N mm2，單束預(yù)應(yīng)力筋張批控制應(yīng)力口con 1302N mm2，錨具為單孔楔型錨；張拉機具在使用前，必須進行標定；施工時，超張拉3；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

11、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 。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

12、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。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44561.87m2 ，分為 A、B 兩棟。其中 A 棟建筑面積 401

13、24.87m2 ，地下 l 層，地上 3 層，標準層高為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。 l999年初建設(shè)單位在審批時，認為門廳高度太低，因此要求將1、 2 層 1 AB、 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× 8100

14、mm 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，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

15、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)力筋的鋪放準確位置難以確認，并必須保證預(yù)應(yīng)力筋不受任何損傷， 難度相當大， 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 l2、l3 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，必須進行加固處理，確保張拉工藝的順利進行。2， 4 預(yù)應(yīng)力筋切斷回

16、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 lA 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？ j15 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

17、開洞剔除混凝土板前，需進行梁板支撐系統(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 AB軸與1213軸間板及四周梁） 和與開洞相關(guān)的混凝土板 （即1A一B 軸間912軸、 1316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)過認真研究分析制定了分段進行混凝土板剔除、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)布置如圖2 所示。3.2 預(yù)應(yīng)力混凝土板的混凝土剔除3.2.1 剔

18、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-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，剔除方向由遠離扁梁邊向扁梁邊，待確認預(yù)應(yīng)力筋的準確位置后，再向梁邊剔除。在剔除過程中，嚴禁在梁邊處剔斷預(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、 l3 軸板縫。每道板縫采取分

19、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)對稱進行，每段長約 lm 左右。（ 3）混凝土剔除時，嚴禁破壞扁梁混凝土，剔除后應(yīng)確保扁梁邊混凝土表面平整，并需用高標號水泥砂漿抹平，確保放張工序正常進行。（ 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及開口式雙

20、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912 、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-l6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)要求預(yù)應(yīng)力筋的切斷A 匝序與混凝

21、土剔除順序相同；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；烘烤、切斷預(yù)應(yīng)力筋時，嚴禁在該筋對面及原張拉端、固定端站人；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3.5.1B軸張拉端端面處理l2 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行張拉端面加固。加固選用角形鋼板，操作方法如下：用結(jié)構(gòu)膠粘牢角形加固鋼板；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 、l3