超長人防地下室預應力混凝土施工

超長人防地下室預應力混凝土施工[摘要]綜合介紹了該工程的結構形式、細部處理、裂縫控制以及預應力施工方法。[關鍵詞]無梁樓蓋；無粘結預應力；有粘結預應力；錨具；裂縫控制深圳“高清晰度數(shù)字電視傳輸協(xié)議及器件”產(chǎn)業(yè)基地獨立人防地下室最大長度170.2m，最大寬度51.6m，建筑面積6920m2。地下室采用天然地基柱下獨立基礎和筏板基礎；底板采用普通梁板結構，并在板內布置無粘結預應力直線筋；頂板采用有粘結預應力混凝土平板式無梁樓蓋結構。（圖一）獨立人防地下室平面示意1、結構形式1.1結構概況：該工程柱網(wǎng)較規(guī)則，基本柱網(wǎng)為8.2m×8.2m。底板主要板厚350mm，為普通梁板結構，布置無粘結預應力筋控制裂縫；剪力墻與頂板厚度均為300mm，頂板布置有粘結預應力筋。柱帽形式為階梯型，主要尺寸為3m×3m。由于結構超長，為保證混凝土內預應力的有效傳遞，減少預應力損失，地下室長向設置三道后澆帶，短向設置一道后澆帶，將整個結構劃分成6個區(qū)域，在后澆帶部位設置張拉端，以減少多波曲線預應力鋼筋張拉過程中的預應力損失。底板無粘結筋單向張拉；頂板除北面兩個區(qū)域采用單向張拉，其余各區(qū)雙向張拉。1.2預應力筋選用：預應力筋采用Φj15.24高強低松弛鋼絞線，其抗拉強度標準值fptk=1860MPa，設計張拉控制應力：頂板σCON=1395Mpa(75%fptk)；底板σCON=1488Mpa(80%fptk)。1.3錨固體系：采用夾片錨固體系，有粘結預應力筋張拉端用扁錨，固定端用壓花錨；有粘結預應力張拉端用單孔夾片錨，固定端用單孔擠壓錨。1.4混凝土選用：混凝土設計強度等級為C30，抗?jié)B等級P8。根據(jù)有關設計規(guī)范要求，為提高混凝土的耐久性，降低混凝土在施工過程中的收縮以及使用過程中的徐變，增強混凝土密實度，底板可摻入不超過15％的Ⅰ級粉煤灰（實際摻量14.8％），頂板混凝土中不得摻入粉煤灰。預應力筋張拉時混凝土強度要求：底板應達到設計強度的80%以上；頂板應達到設計強度的100%以上。1.5預應力配筋：1.5.1底板配筋：底板配置Φj15.24@600無粘結預應力鋼筋，單向張拉，張拉端間隔設置。同時跨后澆帶設置Φj15.24@400無粘結預應力鋼筋。1.5.2頂板配筋:柱上設置5束@300鋼絞線，兩側柱上板帶設置5束@900鋼絞線，形成結構暗梁，跨中板帶設置4束@1300鋼絞線。在后澆帶部位張拉的預應力筋，由于工作面有限，將長筋張拉端設置在后澆帶內，短筋張拉端設置在頂板上。短筋張拉端形心離板底230mm；長筋張拉端形心離板底120mm；短筋錨具距離本跨最近軸線距離2000mm；長筋錨具離本跨最近軸線距離5200mm?？绾鬂矌гO置Φj15.24@400無粘結預應力鋼筋。預應力筋根據(jù)結構受力起拱。（圖二）后澆帶部位張拉端布置示意（圖三）預應力筋曲線布置1.6頂板邊緣張拉端構造處理頂板預應力筋張拉端在剪力墻頂部固定，扁錨形心設計高度距板底高220mm。原設計中剪力墻設置3Φ14壓頂普通鋼筋，并要求先設置扁錨，后鋪設壓頂筋，進行綁扎。在具體施工過程中發(fā)現(xiàn)，錨具沒有有效支撐難以準確定位，且考慮到張拉端混凝土張拉過程中將承受較大的局部荷載，避免張拉時產(chǎn)生裂縫，采取將原有壓頂筋降低，將錨具擱置在原壓頂筋上，同時在錨具上部設置3Φ16通長筋的措施，在頂板四周形成暗圈梁，將錨具焊接其間，即使得錨具有效定位，又增強了張拉端混凝土的局部承壓能力。（圖四）張拉端圈梁構造示意2、預應力混凝土施工2.1底板預應力混凝土施工2.1.1施工準備：材料機具進場送檢（包括預應力鋼絞線力學性能、錨夾具硬度、組件靜載試驗等），根據(jù)設計圖紙以及技術參數(shù)用表用砂輪切割機進行下料，分類編號，對錨固端進行擠壓錨加工，其他錨具，錨墊板，螺旋筋一并準備齊全。2.1.2預應力筋鋪設：地梁、板底普通鋼筋鋼筋綁扎→按設計矢高制作、架設馬凳，焊牢→鋪設預應力筋→安裝錨墊板、螺旋筋→綁扎、固定預應力筋→正確放置錨墊板，焊牢→綁扎板頂普通鋼筋→檢查預應力筋鋪設數(shù)量、位置等，及時調整，包涂有損壞的用防水膠布包裹，嚴重損壞的予以更換→張拉端套置好泡沫塊→隱蔽驗收。后澆帶施工縫用堵頭板作側模，堵頭板按普通鋼筋以及預應力筋間距上下刻槽，注意承壓板、錨具、螺旋筋安裝正確，焊接牢固。2.1.3混凝土澆搗、養(yǎng)護：澆搗過程中由專人檢查監(jiān)督，混凝土施工人員嚴禁踏壓馬凳以及防止振動泵觸動描具，確保無粘結筋束型及錨具的位置。張拉端及錨固端混凝土應認真振搗，嚴禁漏振，避免出現(xiàn)蜂窩麻面，保證其密實性，同時嚴禁觸碰張拉端的泡沫塊，避免由于泡沫塊脫落破壞，混凝土堵塞張拉洞口而影響張拉進行?；炷翝矒v完成后認真養(yǎng)護?；炷翝矒v完成48小時候，拆除張拉端外側模板，清理張拉端，注意不得破壞混凝土。發(fā)現(xiàn)張拉端混凝土有質量問題及時進行補強處理，以免影響張拉。2.1.4預應力張拉、記錄、校核：①張拉條件：混凝土強度達到設計值的80％以上；張拉機具已配套標定；張拉端清理干凈；張拉工作面準備充分。②張拉、記錄、校核：張拉以應力控制為主，順序為：先張拉短向筋，再張拉長向筋，單根張拉；張拉步驟：在張拉端安裝錨具、夾片。兩片式夾片需同時推進到錨環(huán)里；裝上千斤頂，開動油泵，對預應力筋進行張拉。當張拉應力達到0.1σcon時停止加荷，讀取初始讀數(shù)；張拉應力繼續(xù)增大至設計張拉控制應力時，記錄伸長值，錨固并退出千斤頂。張拉時采用以張拉應力控制為主、張拉伸長量校核的雙控方法，實際張拉伸長值與理論計算伸長值之差應在允許范圍之內，當超出這一范圍時應查明原因，進行處理。2.1.5封錨：無粘結預應力筋張拉完畢后應及時對錨固區(qū)進行保護，用手提式砂輪機切除多余預應力筋（外露長度不小于30mm）后，在錨具及承壓板上涂以防水涂料，再用低收縮防水砂漿密封。2.2頂板預應力施工2.2.1施工準備：材料機具進場送檢（包括預應力鋼絞線力學性能、波紋管徑向剛度，抗?jié)B性能、錨夾具硬度、組件靜載試驗等），根據(jù)設計圖紙以及技術參數(shù)用表用砂輪切割機進行下料，分類編號，對錨固端進行擠壓錨加工，其他錨具，錨墊板，螺旋筋一并準備齊全。2.2.2波紋管、預應力筋鋪設：①板底及柱帽普通鋼筋綁扎完成后，開始安裝波紋管，其孔道必須保證尺寸與位置正確，平順暢通，無局部彎曲；灌漿孔和排氣孔應符合設計要求的位置。②穿筋前，應檢查鋼絞線的規(guī)格、總長是否符合要求。波紋管接頭應按要求用大一號同類型波紋管連接，用防水膠布包裹好。③穿筋前鋼絞線穿入端應套上穿筋器，或用膠帶包裹好，穿筋時不得破壞波紋管，一旦出現(xiàn)破壞現(xiàn)象，應及時修補，嚴重破壞的予以更換。④嚴格控制曲線預應力的矢高，鋪放前，應設鐵馬凳，以控制鋼絞線的曲率，一般每隔2m設一馬凳，馬凳應焊牢在普通鋼筋上，馬凳的高度，特別是最高點與反彎點，嚴格根據(jù)設計要求確定。⑤安裝錨具及張拉設備時，對曲線預應力筋，應使張拉力的作用線與孔道末端中心點的切線相互重合。扁錨按照設計矢高固定后用短鋼筋焊牢在板邊暗圈梁上。單向張拉固定端口處波紋管應用快凝砂漿封堵密實。⑥灌漿孔（排氣孔）的設置：在波紋管每跨張拉端設置排氣孔，錨固端設置排氣孔，排氣孔與波紋管連接處用封口膠粘牢，為防止水泥漿進入排氣管中，應用封口膠將管口封牢，灌漿時再將其拆開。在張拉端錨墊板上出廠時已設有灌漿孔，錨墊板安裝后應用棉紗將其封閉，防止?jié)矒v混凝土時被水泥漿堵塞。裸露在錨具外的張拉工作長度用泡沫塊保護好，防止?jié)不炷習r污染。⑦做好預埋件的自檢工作，波紋管必須綁扎牢靠，如澆搗混凝土過程中產(chǎn)生浮動、移位，將造成重大質量事故；錨墊板也必須固定牢靠。⑧做好隱蔽工程驗收記錄。2.2.3混凝土澆搗、養(yǎng)護：澆搗過程中由專人檢查監(jiān)督，混凝土施工人員禁止用振動棒沖擊波紋管，以防水泥漿進入孔道；嚴禁踏壓馬凳以及防止振動泵觸動描具，確保無粘結筋束型及錨具的位置；張拉端及錨固端混凝土應認真振搗，嚴禁漏振，避免出現(xiàn)蜂窩麻面，保證其密實性，同時嚴禁觸碰張拉端的泡沫塊，避免由于泡沫塊脫落破壞，混凝土堵塞張拉洞口而影響張拉進行，其它部位的預應力混凝土也應振搗密實?；炷翝矒v完成后認真養(yǎng)護?；炷翝矒v完成48小時后，拆除剪力墻外側模板，清理張拉端，注意不得破壞混凝土。發(fā)現(xiàn)張拉端混凝土有質量問題及時進行補強處理，以免影響張拉。2.2.4預應力張拉、記錄、校核：①張拉條件：混凝土強度達到設計值的100％以上；張拉機具已配套標定；張拉部位的腳手架及防護欄搭設已完成，并經(jīng)檢查符合作業(yè)要求。張拉端的錨墊板必須清理干凈，錨墊板、錨具，夾片必須配套安裝。②張拉、記錄、校核：同底板。2.2.5孔道灌漿為降低預應力損失及防止高應力狀態(tài)下的預應力筋腐蝕，預應力筋張拉后，孔道應盡快灌漿。在開始預應力張拉工作時做好灌漿的準備工作，內容包括：編制灌漿方案，灌漿機械進場，灌漿材料購置（水泥、外加劑等），水泥漿試塊模具準備，水泥提前送檢等。灌漿前做好各項準備工作：清理灌漿孔道，并檢查灌漿孔、出氣孔是否與預應力筋孔道連通，否則，應事先處理；用細石砂漿封住錨環(huán)與夾片間的空隙，以使在灌漿過程中不漏漿并在波紋管內形成足夠的灌漿壓力，使水泥漿能夠充實整個波紋管；檢查灌漿機具、管路是否正常，檢查水泥漿攪拌機具是否正常。實施灌漿：孔道灌漿采用標號42.5R普通硅酸鹽水泥配置的水泥漿，強度達M30級；灌漿水泥漿水灰比為0.43，攪拌后3h泌水率控制在2%左右，最大不得超過3%。水泥漿中摻入0.6%～0.8%對預應力筋無腐蝕作用的高效減水劑；嚴格按照配合比配制水泥漿，攪拌機內不得有土塊等雜物；每桶水泥漿攪拌時間不少于3分鐘；儲漿桶內的水泥漿必須經(jīng)常攪拌以防漿體沉淀；凈置時間超過2小時的漿體不得繼續(xù)使用；以張拉端錨墊板上灌漿孔或中間排氣孔為進漿孔，開動灌漿泵壓入水泥漿，由近至遠逐個檢查排氣孔，待濃漿成股冒出后逐一封閉；待最后一個排氣孔封閉后，繼續(xù)加壓至0.4～0.6Mpa，持壓1～2分鐘后結束灌漿。灌漿過程中共留置3組水泥漿試塊。預應力筋切割：張拉灌漿完成后，預應力筋要及時切割。切割時夾片外鋼絞線預留長度不得少于3cm；切割時不得割傷夾片、錨板等。在實際施工過程中，1、2區(qū)灌漿孔道采取了壓水清洗的措施，同時將實際孔道灌漿水泥漿量與理論用量進行了對比，發(fā)現(xiàn)實際用量略小于理論用量，說明孔道內有余水及空氣未能排盡，故在3～6區(qū)的施工過程中不再采用壓水清洗的方法?？椎拦酀{水泥漿理論用量預應力筋根數(shù)波紋管規(guī)格每米空隙體積mm3孔道長度m每根管注漿量mm3470×190.001577L0.001577×L590×190.0026220.002622×L2.2.6封錨：用手提式砂輪機切除多余預應力筋（外露長度不小于30mm）后，在錨具及承壓板上涂以防銹漆和防水涂料，再用低收縮防水砂漿密封。2.3后澆帶處理：2.3.1后澆帶部位預應力筋張拉時需割斷的普通板面鋼筋應及時焊接好，無粘結預應力筋涂層不得破損，否測應以防水膠帶及時包裹。2.3.2后澆帶在預應力筋張拉完成10天，且主體混凝土澆搗60天后方可澆搗。2.3.3后澆帶應鑿毛處理干凈，普通鋼筋除銹，提前24小時沖洗濕潤。2.3.4用C35加膨脹劑填筑后澆帶，振搗密實，保持濕潤養(yǎng)護。2.3.5后澆帶無粘結預應力筋在混凝土達到25Mpa以上方可張拉。3.施工階段混凝土裂縫控制3.1結構設計方面：3.1.1合理設置，有效利用后澆帶。3.1.2加強普通構造配筋。3.1.3采用較低強度等級的混凝土，減小結構構件尺寸，避免溫度裂縫產(chǎn)生。3.2混凝土施工工藝方面：商品混凝土的供應：高度重視混凝土供應質量，承建商、商品混凝土攪拌站、監(jiān)理、設計院、甲方、預應力施工單位等對混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護及坍落度等控制進行專項研究決定技術方案；攪拌站提前進行試配，制作試塊，通過試驗確定混凝土各項性能；嚴格執(zhí)行，加強攪拌站的裂縫控制意識。3.2混凝土養(yǎng)護方面：淋水養(yǎng)護，在易于出現(xiàn)裂縫的部位覆蓋濕草袋，養(yǎng)護直至預應力張拉前。3.3混凝土材質方面：3.3.1保證計量準確，提高各種原材品質等級。3.3.2在滿足坍落度下限條件下盡可能降低水灰比。3.3.3嚴格控制坍落度，采取各種措施滿足施工工地坍落度需要，選擇合適的出廠坍落度及澆筑地點坍落度，并根據(jù)現(xiàn)場信息隨時調整攪拌站水灰比。3.3.4水泥：根據(jù)結構特點，從減少收縮控制裂縫，選用普通硅酸鹽水泥。降低用水量，