大面积缓粘结预应力现浇框架结构施工

大面积缓粘结预应力现浇框架结构施工

秦斌

上海建工总承包部第二管理公司 201318

摘要：介绍了缓粘结预应力在大面积混凝土框架结构中的应用，指出合理安排施工顺序，保证缓粘结预应力张拉时间在张拉适应期范围内是项目成功与否的关键。

关键词：缓粘结；预应力施工；张拉适应期；预应力混凝土双T板

1.工程概况

惠南公交停车保养场新建工程（图1）位于浦东新区惠南镇东北角与祝桥镇交界处，下盐公路与G1501高速公路交叉口的西南象限。项目基地占地面积 66662m²，东西向长约 348m，南北向宽约 172m，总建筑面积115509m²。

此项目中的立体停车库，单体建筑面积 84018m²，是其中体量最大的一栋单体。立体停车库地上四层，底层层高5.9m，其余各层层高5.5m；结构高度22.4m，平面长224m，宽102m，典型柱网13m×26m；预应力框架梁跨度分别为13m和26m，采用缓粘结预应力钢筋混凝土现浇框架结构体系，混凝土强度等级C40，每道梁内配置12~36根公称直径15.2mm的缓粘结预应力钢绞线（如图2 ，预应力典型详图），其中纵向预应力筋为直线配筋（高度截面居中）；由于本项目有预制率的要求，因此车库楼屋盖采用先张法工艺生产的预应力混凝土双T板，双T板板厚100mm，单块双T板尺寸约3m×12m，混凝土强度等级C50，双肋内配公称直径15.2mm或12.7mm预应力钢绞线（如图3 ，双T板典型详图）

图1：整体鸟瞰图

图2： 预应力典型详图

图3： 双T板典型详图

2.施工分块概况

立体停车库平面长224m、宽102m，单层建筑面积超过20000平方米；结合设计意图并方便施工组织，每层楼面施工时均分成12大块（图4）。

图4 ：各层施工分块示意图

3.缓粘结预应力特点及施工要点

3.1 缓粘结预应力特点

缓粘结预应力混凝土通过缓粘结剂的固化实现预应力筋与混凝土之间从无粘结逐渐过渡到有粘结的一种预应力形式。是指在施工阶段预应力筋可伸缩自由变形、不与周围缓凝粘合剂产生粘结，而在施工完成后的预定时期内预应力筋通过固化的缓凝粘结剂与周围混凝土产生粘结作用，预应力筋与周围混凝土形成一体，共同工作，达到有粘效果。其特点是：结构性能优异、符合抗震要求、施工工艺简单、质量易于控制。缓粘结预应力技术克服了有粘结预应力与无粘结预应力的缺点，综合了二者的优点，是在有粘结与无粘结预应力技术基础上发展而来的预应力新技术。 本工程的缓粘结预应力筋的张拉适应期为180天，大面积工程施工时保证缓粘结筋的张拉在张拉适应期时间内是工程施工成败的关键。

3.2 缓粘结预应力施工要点

（1）缓粘结预应力筋进场检验标牌、外观及力学实验，标牌上需注明：名称、规格、标记、重量、参考长度、商标、厂名、生产日期、固化时间等。

（2）预应力筋下料时检查需保证预应力筋通长不得有接头；检查有无破损，若破损处胶粘剂流失严重，下料时需切掉该部分；根据图纸核实好下料长度后采用砂轮切断缓粘结预应力筋，严禁采用电弧焊切断；截断后的2个端头应立即用水密性胶带密封，需要挤压的缓粘结下料完成后立即挤压，挤压锚具组装后应当与垫板固定好，挤压后无护套段距离挤压套筒根部不大于10mm，同时用防水胶条封裹。

（3）梁的普通钢筋绑扎完成后即可进行预应力筋安装，先焊接好支架钢筋（间距不大于1000mm），再进行缓粘结预应力筋的穿筋，并用扎丝将缓粘结预应力筋与支架扎牢，当缓粘结预应力筋矢高与非预应力筋冲突时调整非预应力筋位置，确保预应力筋矢高；混凝土浇筑时派专人盯住关键部位：尤其锚固区位置混凝土振捣密实、严禁出现蜂窝或空洞。

（4）待梁现场同养护条件的混凝土试块强度达到设计要求后进行预应力筋的张拉，张拉前需做好张拉设备的标定工作，张拉时检查张拉平台的可靠性并监督工人绑好安全带，张拉千斤顶正后方严禁站人，确保施工安全。

4.工程施工组织

如图2所示，为了尽快推进施工进度，本项目各层分成两大区块（A区和B区），两区块由不同的班组分别组织施工。

4.1 A区施工

各层先施工A1和A2区（A3~A6预应力筋锚固端区段需提前预埋入A1和A2区），待到梁的混凝土强度达到80%，A1和A2区块内分别张拉完毕；再封闭A1和A2区块间（14~15轴）膨胀加强带，待到加强带混凝土强度达到80%以上再张拉该处搭接段预应力筋，这样的施工流程可以用预应力技术补偿部分混凝土早期收缩，且避免了超长结构施工后浇带的设置（仅设置了膨胀加强带，缩短了工期，方便了施工）。本工程楼屋盖采用预制先张预应力双T板，考虑到施工吊装成本（在A3~A6区位置吊装A1和A2部位双T板，吊装距离近，吊机吨位可以减小），A1和A2区施工张拉完后拆除模板，吊装双T板完毕后，再按上述类似流程施工A3~A6区部分。预应力施工穿插在整体土建施工过程中，对总工期基本不影响。

4.2 B区施工

在A区施工过程中发现，由于双T板的生产、运输和吊装等条件受各种因素的影响，施工进度难以保障。底层的A3~A6区先期预埋的缓粘结预应力筋由于180天张拉适应期的张拉时间限制，到最后对整体施工进度起决定作用，施工后期进度压力极大，故对B区施工顺序做了局部调整。

各层先施工B1和B2区（B3~B6预应力筋锚固端区段需提前预埋入B1和B2区），待到梁的混凝土强度达到80%，B1和B2区块内分别张拉完毕；再封闭B1和B2区块间（6~7轴）膨胀加强带，待到加强带混凝土强度达到80%以上再张拉该处搭接段预应力筋，紧接着再按上述类似流程施工B3~B6区部分；待整个B区施工完毕，拆除模板先采用小吊机吊装B3~B6区双T板，再采用大吊机吊装B1和B2区的双T板（相同区块采用大吊机的吊装成本约增加三分之一）。

4.3 预应力双T板施工

预应力双T板具有承载力大，抗裂性能好等优点，本工程的双T板的设计承载力约50KN/m²；但同时其又具有体型大、自重大，对运输吊装及道路情况的要求高的缺点。翼缘板厚度90~100mm，肋板厚度160~200mm，这就要求混凝土浇捣时控制好骨料的粒径及振捣过程；混凝土强度等级为C50，水泥用量大，早期水化热也大，混凝土浇筑后及时在板面覆盖一层不透水不透气的聚乙烯薄膜，防止混凝土失水，为了加速早期混凝土强度的发展，便于提前放张预应力，在混凝土浇筑结束后4~6h且混凝土终凝后进行蒸汽养护；本工程的预应力双T板在混凝土抗压强度达到70%后再进行预应力筋的放张。

本工程每块预应力双T板的重量约20吨，且单块面积有30多平方米。由于工程体量大，现场无预制板堆放场地，采用了随运随吊即双T板在运输车上直接吊至安装位置的方案。这就要求需结合双T板产能、汽车运输能力以及现场吊机能力综合考虑，避免出现任何一方等工造成浪费且影响工程进度。

双T板到现场后，安排专人对其进行外观及质量检查，本工程双T板均未发现裂缝，质量控制较好。

5.预应力施工监测

5.1 预应力施工监测的意义及必要性

对于预应力结构工程来说，有效预应力直接关系结构的变形和开裂，影响其使用性能和安全性能，是其质量控制核心和工程的长久生命线。而有效预应力的准确建立和持久生效，既取决于设计的合理性，又取决于施工过程材料、器具、设备、人员、工艺以及质量检验控制等多个因素。本项目混凝土结构跨度大，承受荷载重，采用缓粘结预应力技术设计施工，以保证结构的正常使用性能与极限承载能力，其中预应力专项工程的施工质量对于工程整体质量保证具有重大意义。因此，对于预应力混凝土结构，需要通过有效手段检测和评估预应力施工质量，在很大程度上就能避免预应力结构出现承载力不足的问题，保证结构的安全运营。

5.2 预应力施工监测内容

由于本工程体量较大，因此在测试内容方面依据突出重点，兼顾整体的原则安排相应测试。根据设计院提供的设计图纸，选取典型部位进行预应力有效预压应力，预应力梁的摩擦损失，预应力梁的反拱、挠度以及裂缝宽度，在若干典型部位埋设温度传感器、钢筋应变传感器进行温度与应力的监测。测试数量详下表1：

表1. 各项监测检测内容一览表

5.3 预应力施工监测结果

经过对比，除个别点位外，各项测试结果与设计理论值吻合较好，验证了预应力施工的可靠性，为如此大体量的缓粘结预应力框架结构体系设计施工积累了经验。

6.结语

缓粘结预应力由于兼顾了无粘结预应力施工方便及有粘结预应力的抗震性能优异的优点，以后会在大跨重载的仓储物流和工业建筑中应用越来越广泛。但缓粘结预应力有张拉适应期的限制，工程施工时保证缓粘结筋的张拉在张拉适应期时间内是工程施工成败的关键，因此在施工过程中合理进行施工组织，在保证经济性的同时，尽可能为缓粘结预应力张拉预留点时间，以免由于许多不可预见的因素影响工程进度进而对工程安全造成不可估量的损失。

参考文献：

[1]熊学玉.预应力混凝土结构理论与设计，中国建筑工业出版社，2017.12.

[2]缓粘结预应力混凝土结构技术规程（JGJ387-2017），中华人民共和国住房和城乡建设部，2017.09.

[3] 朱雯清.缓粘结预应力施工技术[J].施工技术，2015（23）