無粘結預應力混凝土樓板開洞工程技術分析
發布時間:2014-07-15
北京市豐台區花鄉農工商聯合總公司新建的工農業產品展銷廳工程總建築麵積44561.87m 2,分為A、B兩棟。其中A棟建築麵積40124.87m2,地下l層,地上3層,標準層高為4.2m,樓蓋采用無粘結預應力混凝土扁梁、板結構,柱網尺寸為9000mm×9900mm、9900mm×9900mm,扁梁寬有1000、1200mm兩種,高均為500mm,板厚200mm,板內無粘結預應力鋼絞線為雙向曲線布置。
1 開洞工程概況
該工程主體結構無粘結預應力混凝土扁梁、板施工於1998年l 2月全部完成。l 999年初建設單位在審批時,認為門廳高度太低,因此要求將1、2層1/A―B、l 2一l 3軸之間的無粘結預應力混凝土頂板剔除。即要在9000mm×8100mm柱網內,沿3道無粘結預應力混凝土扁梁和1道非預應力混凝土邊梁的邊沿將無粘結預應力混凝土平板全部剔除,並將與剔除部位相關的頂板預應力恢複,洞口尺寸為8000mm×7450mm。
開洞工程混凝土的剔除由曼德新技術
鋼筋混凝土鑽孔工程部承擔,無粘結預應力筋的切斷、放張、重新張拉由北京市建築工程研究院預應力所完成。
2 開洞工程難點及特點
2.1 架木支撐係統支搭工程量大
準備開洞時,結構工程已完工,架木已拆除,並且材料全部撤離現場,但剔除前,地下室至地上2層頂板的剔除部位及其相關的頂板的架木支撐需恢複原預應力筋張拉前的支 搭方案,按原方案估算,僅支撐管就需要2.6萬根,如此大的架木支撐係統支搭工程量,給開洞工程施工和建設單位的資金投入帶來較大困難。
2.2 剔鑿難度大
由you於yu在zai混hun凝ning土tu板ban剔ti鑿zao過guo程cheng中zhong,對dui預yu應ying力li筋jin的de鋪pu放fang準zhun確que位wei置zhi難nan以yi確que認ren,並bing必bi須xu保bao證zheng預yu應ying力li筋jin不bu受shou任ren何he損sun傷shang,難nan度du相xiang當dang大da,因yin此ci,為wei避bi免mian剔ti斷duan預yu應ying力li筋jin時shi,造zao成cheng無wu法fa重zhong新xin張zhang拉la,剔ti鑿zao隻zhi能neng遠yuan離li扁bian梁liang邊bian尋xun找zhao筋jin位wei。
2.3 重新張拉預應力筋的張拉端部加固處理措施難度大
開洞過程中,與洞相關的預應力筋切斷、放張後,還需重新張拉,原一端張拉和兩端張拉預應力筋切斷後張拉端分別設在B和l 2、l 3軸(zhou)扁(bian)梁(liang)邊(bian),由(you)於(yu)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)放(fang)張(zhang)和(he)重(zhong)新(xin)張(zhang)拉(la)時(shi),張(zhang)拉(la)端(duan)端(duan)部(bu)混(hun)凝(ning)土(tu)強(qiang)度(du)很(hen)難(nan)滿(man)足(zu)施(shi)工(gong)要(yao)求(qiu),因(yin)此(ci),必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)加(jia)固(gu)處(chu)理(li),確(que)保(bao)張(zhang)拉(la)工(gong)藝(yi)的(de)順(shun)利(li)進(jin)行(xing)。
2,4 預應力筋切斷回縮量大
開洞位置板12―13軸間需切斷預應力筋共計27束合15鋼絞線,為一端張拉,張拉端設在l/A軸非預應力邊梁上,固定端埋設在2號樓梯梁內,長度約為18m;1/A一B軸間預應力筋為23束øj15鋼絞線,長度約為63m,為兩端張拉,張拉端分別設在9、16軸伸縮縫預應力邊梁上。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安全質量事故,確保緩慢放張,放張前必須製定技術措施。
3 開洞工程施工
3.1 板底支撐係統的搭設
在(zai)確(que)保(bao)施(shi)工(gong)安(an)全(quan)和(he)禁(jin)止(zhi)破(po)壞(huai)洞(dong)口(kou)四(si)周(zhou)梁(liang)及(ji)其(qi)相(xiang)關(guan)板(ban)的(de)前(qian)題(ti)下(xia),在(zai)開(kai)洞(dong)剔(ti)除(chu)混(hun)凝(ning)土(tu)板(ban)前(qian),需(xu)進(jin)行(xing)梁(liang)板(ban)支(zhi)撐(cheng)係(xi)統(tong)的(de)搭(da)設(she),其(qi)應(ying)支(zhi)撐(cheng)部(bu)位(wei)為(wei)地(di)下(xia)室(shi),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)。
為盡量減少搭設工程量,經過認真研究分析製定了分段進行混凝土板剔除、預應力筋的切斷、放張、張拉端麵處理、重新張拉的
施工技術方案,並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係統仍采用原滿堂紅支搭方案,其它相關板選用對角線雙排架木支搭方法,支撐係統布置如圖2所示。
3.2 預應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,待預應力筋切斷、放張和重新張拉處理完畢後,再剔除非預應力梁邊的板縫混凝土,最後將中間板混凝土破碎 後清除。
3.2.2 剔除技術要求
(1)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)剔(ti)除(chu)選(xuan)用(yong)人(ren)工(gong)剔(ti)鑿(zao)和(he)機(ji)械(xie)鑽(zuan)孔(kong)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)。扁(bian)梁(liang)邊(bian)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)由(you)於(yu)離(li)梁(liang)板(ban)麵(mian)較(jiao)近(jin),因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)人(ren)工(gong)剔(ti)鑿(zao),剔(ti)除(chu)方(fang)向(xiang)由(you)遠(yuan)離(li)扁(bian)梁(liang)邊(bian)向(xiang)扁(bian)梁(liang)邊(bian),待(dai)確(que)認(ren)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)的(de)準(zhun)確(que)位(wei)置(zhi)後(hou),再(zai)向(xiang)梁(liang)邊(bian)剔(ti)除(chu)。在(zai)剔(ti)除(chu)過(guo)程(cheng)中(zhong),嚴(yan)禁(jin)在(zai)梁(liang)邊(bian)處(chu)剔(ti)斷(duan)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)。
(2)剔除過程中,由於月軸扁梁邊張拉端端部承壓麵的加固處理方法較複雜,且處理時間較長,因此在3道剔除板縫中,先剔月軸,後剔12、l 3軸板縫。每道板縫采取分段剔除、切筋、放張、端麵處理、重新張拉的方法。分段方法為先中間後兩側對稱進行,每段長約lm左右。
(3)混凝土剔除時,嚴禁破壞扁梁混凝土,剔除後應確保扁梁邊混凝土表麵平整,並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,扁梁邊板上部非預應力筋應盡量保留,下部非預應力筋需全部保留,預留長度不應小於200MM,供張拉端加固角板和端部封堵後澆外包混凝土小梁與扁梁連接用。u=6#{pt7%9_c/a MQ]%@Pbxvv ^"@_應用化學論文i_ G;?+5Awf4:T:T"}Q}{
3.3 預應力筋切斷
3.3.1 切斷前準備
(1)割除無粘結預應力筋外包塑料管後,在被剔出B軸板縫內預應力筋兩端混凝土扁梁邊和板端麵及12、13軸板縫內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。為防止放張時由於預應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軸向預應力筋所安裝的雙缸千斤頂活塞出缸尺寸分別不小於80MM和180MM。
(2)在預應力筋切斷位置左右各100MM處,用鉛絲纏繞並綁牢,避免斷筋時由於預應力筋回縮造成鋼絞線的各絲鬆散。
3.3.2 切斷預應力筋
(1)用氣焊烘烤預應力筋切斷位置,並切斷預應力筋。切筋位置應保證預應力筋重新張拉時外露長度、預應力筋放張後的回縮尺寸及烘烤區長度,故L/A一月軸向筋和9―12、13一L 6軸向筋的張拉端預留外露長度分別不小於650MM和800MM。
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(2)切筋的技術要求 ①預應力筋的切斷A匝序與混凝土 剔除順序相同;②切斷前,應先檢查該筋原張拉端、錨固端混凝土是否出現開裂和其它質量問題,並注意端部封擋;③烘 烤、切斷預應力筋時,嚴禁在該筋對麵及原張拉端、固定端站人;④烘烤過程中,應注意防火,並注意避免預應力筋淬火造成強度降低。
3.4 放張
預應力筋切斷後,回油並拆除雙缸千斤頂及其工具式開口墊板。
3.5 張拉端端麵加固處理
3.5.1 B軸張拉端端麵處理
L 2―13軸間預應力筋與BI軸無粘結預應力扁梁箍筋平行,並在其架立筋上麵設置通過,預應力筋在B軸扁梁邊張拉端的端麵混凝土的保護層僅有30MM,同(tong)時(shi)由(you)於(yu)澆(jiao)築(zhu)混(hun)凝(ning)土(tu)時(shi)振(zhen)搗(dao)時(shi)間(jian)過(guo)長(chang),造(zao)成(cheng)鋼(gang)筋(jin)保(bao)護(hu)層(ceng)為(wei)素(su)水(shui)泥(ni)砂(sha)漿(jiang),重(zhong)新(xin)張(zhang)拉(la)時(shi)張(zhang)拉(la)端(duan)端(duan)部(bu)強(qiang)度(du)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)張(zhang)拉(la)要(yao)求(qiu),僅(jin)用(yong)很(hen)小(xiao)的(de)張(zhang)拉(la)力(li)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)就(jiu)被(bei)拉(la)翻(fan),所(suo)以(yi)預(yu)應(ying)力(li)筋(jin)重(zhong)新(xin)張(zhang)拉(la)前(qian)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)張(zhang)拉(la)端(duan)麵(mian)加(jia)固(gu)。加(jia)固(gu)選(xuan)用(yong)角(jiao)形(xing)
鋼板(見圖4),操作方法如下:①用結構膠粘牢角形加固
鋼板,並用5條Ø18MM膨脹螺栓固定;②角形加固
鋼板與被剔除預應力混凝土板底預留非預應力筋焊牢。
3.5.2 12、13軸張拉端麵處理
1/A一B軸間預應力筋與12、13軸扁梁箍筋平行,並在其架立筋下麵設置通過,預應力筋在12、L 3軸張拉端麵混凝土保護層厚度大於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麵混凝土用高標號環氧砂漿恢複平整,預應力筋切斷、放張後,將承壓板用結構膠粘牢並重新張拉,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。並進行張拉。
(2)張拉技術要求如下:①張拉順序同剔除方案相同:②預應力筋標準強度人,FPTK=1860N/MM 2,單束預應力筋張批控製應力口ΣCON=1302N/MM2,錨具為單孔楔型錨;③張拉機具在使用前,必須進行標定;④施工時,超張拉3%;⑤預應力筋全部張拉完畢後,方可拆除梁、板底麵支撐。
3,7 澆築外包混凝土梁
(1)預應力筋張拉完畢後。錨具外預應力筋的預留長度為200MM,並用水管將其拆散,錨具外預應力筋直線長度不允許小於30MM。
(2)預應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
(1)預應力筋施加預應力時,其張拉端部承受的應力大小與錨具的分布、承壓板在端部的位置及麵積大小等因素有關,故預應力筋重新張拉前,應根據張拉端部的實際情況進行研究分析,並提出切合實際的
加固方案。
(2)無粘結預應力混凝土平板開洞,最大拉應力出現在洞口角板底部,並沿45°方向向角板延伸,由於開洞對板的應力影響(即洞口角部在一定範圍內產生較大的應力集中),yinciyingzaidongkouzhouweipeizhijiaqianggangjin,zaidongkoujiaobuxupeizhixiexiangjin。gaigongchengdongkouchicunjiaoda,danyouyuyuanpingbansizhoushezhideyuyinglibianlianghefeiyuyinglibianliangdepeijinliangjiaoda,yincizaishigongguochengzhong,dongkousizhouhe4個角部未作任何處理,而對垂直B軸的預應力筋張拉端端部預先進行了加固處理,避免張拉端麵縱向開裂,確保重新張拉,取得了較好的效果。
(3)建議設計單位在設計無粘結預應力平板結構(無論是連續板,還是單跨板)的預應力筋曲線高度時,對通過支座處的預應力筋,應堅持必須在梁或暗梁的架立筋下麵設置的原則,滿足變動建築功能要求,簡化
改造工程施工工藝,提高結構工程的安全度。