预应力空心楼板施工技术和应用

预应力空心楼板施工技术和应用

陈磊

陈磊

中国华西企业有限公司518034

摘要：当前建筑工程空心管中的采用BDF管是一种比较新型先进的做法，它被广泛应用于工业与民用建筑大跨度、大空间、大荷载的现浇空心楼板中。本文主要介绍预应力空心楼板施工技术和应用，从BDF管的抗浮措施、混凝土振捣、无粘结预应力施工等几方面对现浇无粘结预应力空心楼盖技术进行阐述。

关键词：无粘结预应力；BDF管；抗浮

1工程概况

某国际大厦工程由四栋塔楼组成（地上为24层），其中2栋大楼地上部分楼板采用无粘接预应力现浇空心楼板，板厚度350mm，楼板跨度为12m。芯模采用BDF管，管径250mm；管体间肋宽120mm和60mm；板顶厚度和板底厚度均为50mm。预应力钢绞线采用Фj15.24高强1860国家标准低松弛无粘接预应力钢绞线，其标准强度为fptk=1860N/mm2，预应力钢绞线σcon=1302N/mm2。张拉端采用单孔夹片式锚具，固定端采用挤压式锚具。空心板混凝土设计强度为C40。

空心楼板BDF管之间为小肋梁（主筋4根ф12）沿肋梁方向每根肋梁内布置2根通常钢绞线，柱网间无次梁，框架梁为550mm×600mm扁梁，结构层间最大净空达3.5m。

2设计原理

空心楼盖体系按“等代框架法”或者“直接设计法”设计计算，柱与柱之间布置暗梁（高度与板厚同），通过现浇实心暗梁与现浇空心楼盖上下翼缘紧密结合形成加强的扁框架梁。空心楼盖沿顺管方向为“工”字形截面，有可靠的传力保证。在垂直管方向由于楼板内配置了肋间钢筋可形成空间桁架的传力体系，但在最薄弱处仅存在上下翼缘，为了保证上下翼缘能共同工作，必须采取相应措施提高楼板的整体性，所以BDF管的排放为一根和一根相对接，在肋间也可配置适量钢筋增强楼板的整体性。

空心无梁楼盖由于板厚h很大，它本身可直接参与抵抗水平地震作用。通过暗梁和现浇的空心楼盖形成加强的扁框架梁，楼板其本身在靠近柱和暗梁的一定范围内是框架梁的一部分，此范围内的楼板是按照框架梁进行设计的。柱和柱之间形成加强的扁框架梁其等效刚度不亚于常规结构框架梁的刚度，加强的扁框架梁自身有足够的刚度传递水平地震力，关键在与柱的连接传递水平地震力。

3对BDF管的材质要求

对BDF管进场的质量应对其外观、尺寸偏差（长度、外径、端面平整度）、单位重量等项目进行检查（见表1）。

表1BDF管现场检验项目标准

5BDF管安装特殊技术措施

本工程现浇混凝土空心楼盖内模底部采用混凝土垫块垫起，内模间肋部应采取木楔定位措施。内模抗浮技术措施应在检查确认内模位置、间距符合要求后施行，对单个内模与楼板底模采取—“抗浮拉丝将BDF管和楼板底模分别固定在模板支撑上”的抗浮技术措施。

BDF管在空心板中虽然只起芯模作用，保证BDF管在板中的位置与设计模型相一致是保证现浇混凝土空心楼板质量的关键。为保证内模在混凝土浇筑振捣过程中不上浮，空心管抗浮措施必须进行计算。

5.1BDF管抗浮计算

5.1.1计算模型

当BDF管全部埋入混凝土内时，BDF管所受向上的浮力F由BDF管排开同体积混凝土的重量的浮力F1和振捣棒对BDF管产生的附加上浮力F2及楼板钢筋的自重F3、混凝土自身的粘结力F4的合力构成，即：

BDF管浮力＋附加上浮力－楼板钢筋自重－砼粘结力

b.振捣棒产生的附加上浮力：

查《建筑施工手册》第601页插入式振捣器技术规格得Φ30振捣棒的振动力为2200N即2.2kN。

F2=2.2KN

c.楼板钢筋自重：

每个BDF管单元内（长度1m，宽度0.25＋0.12＝0.37m），存在暗梁一根（4Ф12；Ф10@100，暗梁宽120，高350），BDF管上下楼板纵向钢筋2Ф10（1m），横向Ф8@150（按2×7根计算），根据钢筋理论顶板模板支设空心管及肋梁位置放线顶板底铁绑扎及抗浮铅丝绑扎模板上钉预埋件绑扎肋梁钢筋固定预应力定位筋穿预应力钢绞线空心管敷设并加垫块端模支设上铁钢筋及抗浮筋绑扎抗浮铁丝绑扎木楔固定空心管位置预应力节点安装隐蔽验收混凝土浇筑砼强度达90%预应力张拉拆除底模检查砼质量重量计算得：

粘结力为0.25kN

上浮力F＝2.9915kN

F—BDF管向上浮力，kN；

K1—混凝土粘滞系数，Pa；

D—BDF管外径，单位m，取0.25米；

γc—混凝土重力密度，取24kN/m3；

L—BDF管长度，1m。

5.1.2抗浮拉丝直径计算

抗浮拉丝一般采用普通镀锌铁丝。将通过抗浮拉丝将其拉结在模板下的支撑钢管上。一根BDF管的抗浮拉丝的总抗拉承载力f应满足：

F－BDF管向上浮力，N；

D－抗拉铁丝直径，mm；

f－镀锌铁丝抗拉强度标准值f=294；490N/mm2，计算时取中值；直径1.6mm；

n－抗拉镀锌铁丝根数；

5.1.3结果

经计算得n得3.79根，为保险起见，N取4，每米BDF管绑扎2束2×16#镀锌铁丝，因振捣棒在BDF管两侧振捣时间极短；在短时间内铁丝被拉断的几率很低，可认为抗浮计算满足施工要求。

5.2BDF管抗浮措施

楼板底层钢筋及肋梁绑扎完毕后，用电锤在模板上在BDF管两侧分别打眼，两端留150mm，用2束2×1.6#铁丝将肋梁下铁固定在模板支撑上。将安装好的BDF管用2束2×1.6＃铁丝与模板支撑体系拉紧，BDF管底垫50mm厚混凝土垫块保证板底厚度，安装上铁马凳，绑扎上铁钢筋，穿Φ8-600限位筋。

5.3横向位移限制措施

为避免浇筑时混凝土冲击BDF管产生横向位移；在钢筋绑扎完毕后，BDF管肋间用木楔撑紧（定位木楔间距800mm）。混凝土浇筑时，随浇筑随拔出楔子。

5.4BDF管破损的处理方法

当出现BDF管破损又难更换时，可采用以下补救措施：当破损孔洞直径小于3cm（含3cm）时，可用宽胶带直接粘堵。当破损孔洞直径大于3cm时，先用轻物体（如聚苯、编织袋等）填堵后，再用宽胶带封堵。当破损过大无法封堵时，则必须更换BDF管。

6混凝土浇筑方法

BDF管混凝土楼板浇筑应采用沿BDF管敷设方向单向分层进行浇筑，比较容易看清管与管之间的空档，防止漏振；混凝土会顺BDF管间的间隔缝流动，大大降低混凝土对BDF管的浮力，使施工能顺利进行。禁止沿垂直薄壁管纵轴作多点围合式浇筑，垂直浇筑会使BDF管产生极大的浮力，甚至会拉断抗浮铁丝令楼面的钢筋网浮起，使BDF管混凝土浇筑失败。

为避免BDF管吸收混凝土中的水分，在施工前，用清水湿润BDF管；并在钢筋上作标高线控制混凝土浇筑厚度；每块板厚的混凝土要分两步浇筑完成：

a.将每块板的全部BDF管肋部混凝土浇至2/3高，用Ф30振捣棒仔细振捣，振捣棒插入间距300mm，只有这样才能把BDF管下空气全部排除干净，使管下混凝土振捣密实。禁止混凝土一次混凝土浇筑到顶；如果一次将混凝土浇筑到板顶，板肋部位被混凝土掩盖，不但使BDF管下空气不易排出形成空洞，也不能保证肋部混凝土被两次振捣，很容易造成BDF管下混凝土振捣不密实，出现蜂窝、麻面甚至孔洞，影响结构质量。

b.肋间混凝土浇筑振捣密实后，即可将剩余板厚的混凝土浇筑到设计标高，并对肋部混凝土进行两次振捣，最后使用混凝土平板振捣器沿BDF管的垂直方向振捣板面混凝土。振捣时，对同一部位振捣时间不得超过3分钟，以免损坏BDF管。

在混凝土浇筑过程中，用水准仪监测模板、BDF管、和混凝土高度进行检查，发现问题立即处理，以免造成质量事故。第一次浇筑测得楼板浇筑完毕后BDF管上浮约5mm，调整BDF管垫块高度为45mm，经多次验证，能够使BDF管上浮控制在3mm以内。

7空心楼板无粘接预应力工艺流程

7.1预应力钢绞线敷设

钢绞线经检验合格后，按照施工图纸规定进行下料。按施工图上结构尺寸和数量，考虑预应力筋的曲线长度、张拉设备及不同形式的组装要求，定长下料。预应力筋下料用切割机切割，严禁使用电焊和气焊。张拉端端部模板预留孔按照设计图中规定的无粘结预应力筋的位置编号和钻孔。在钢绞线铺放前，先安装马凳，以控制无粘结筋的曲率，每隔1.5～2m设一马凳，马凳高度根据设计要求确定。跨中处可不设马凳，直接绑扎在底筋上。

7.2锚固端挤压锚挤压工艺

⑴将挤压锚夹片套装在预应力筋端部，套入夹片。

⑵在装好挤压锚夹片外面穿入锚杯。

⑶将装好的端头穿入挤压模内，完成挤压锚锚固端的组装。

⑷挤压锚锚固端组装件检查合格后，用专用组装设备紧楔机将挤压锚固端组装在挤压锚座上，并压实。

7.3节点安装要求

⑴预应力张拉的前条件是楼板混凝土的强度达到90％以上。

⑵要求张拉端预应力筋伸出承压板长度（预留张拉长度）≥20cm。锚固端过锚固构件的中心线。

⑶将木端模固定好。

⑷张拉端承压板应与穴模及模板固定牢固。

⑸螺旋筋应固定在张拉端及锚固端的承压板后面，圈数不得少于34圈。

⑹预应力筋必须与承压板面垂直。

7.4预应力张拉

预应力张拉时的施工顺序为：测量预应力筋初始长度→锚具安装→千斤顶安装→预应力张拉（张拉应力1.03σcon）→锁定锚具→退出千斤顶→测量预应力筋最终外露长度→校核预应力筋伸长值→锚头封堵。

8结束语

预应力空心板结构同钢筋混凝土梁板结构相比，能增大水平构件的跨高比，相同截面下能降低构件高度20%～35%，同时能改变构件的变形及抗裂性能；与预应力实心板相比，能减轻结构自重，相同情况下重量能减轻25%～40%。由于能够增加柱网间距，使柱子数量减少，同时楼层采用平板结构，较为省工，从而提高施工速度，缩短施工周期。通过先进的无粘结预应力空心板关键技术，有效解决以往高层建筑中较难解决的大空间的使用要求，提高建筑的综合经济效益。