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摘要：本文作者介绍了现代城建工程中的无粘结预应力空心楼盖的施工方法与工艺流程以及相关的技术措施，并对预应力筋张拉的施工质量控制措施进行了详细的阐述。
关键词：空心楼板 预应力 施工技术
1 工程概况
现代城建工程采用框架-剪力墙结构，共29 层，建筑面积118 000 m2。其中裙房楼盖局部都采用现浇预应力空心楼板技术，空心板板厚450 mm，双层双向配筋，板底（2×16＋6×16）@1150，板面（2×14＋6×14）@1150。LPM 轻质的材料可填充体埋入来形成空心楼板，填充体间的空隙布设预应力钢筋，预应力筋采用无粘结一端张拉，张拉端采用夹片式锚具，固定端采用挤压式锚。混凝土强度等级C40。
2 主要材料
该工程的预应力筋都是采用高强低松弛钢绞线，按照无粘结预应力成套技术工艺，通过专用设备涂以润滑防锈油脂，并包裹塑料套管而构成，钢绞线尺寸及性能，如表1 所示。
表1 钢绞线材料性能
截面抗拉强度 极限 屈服 无粘结
钢绞线直径面积标准值 负荷 荷载 伸长率塑料皮厚度 弹性模量
型号/mm/mm2 /MPa /kN/kN /% /mm /MPa
1×715.2 139 1 860 259 220 3.5 0.8～1.2180000
采用的 LPM 轻质管作为混凝土板轻质填充材料。LPM 轻质管是一种带有加强与隔离层的聚苯乙烯泡沫塑料填充体，其表面的密度为16 kg/m3，不吸收混凝土中水分，保温性能好。对所有进场的材料按其企业标准与现浇混凝土的空心楼盖结构技术的规程CECS175:2004 来进行验收。
3 工艺原理和流程
该工艺充分的利用了无粘结预应力的钢铰线高强和低松驰的特点，能有效的降低结构中的挠度，增加结构的承载能力。LPM 轻质管放置于现浇板内，既增加了截面的有效矢高，又减少了混凝土的使用量，减轻了结构自重。工艺流程如下：施工准备→满堂承重脚手架扎设→模板支设→绑扎板下层钢筋网片→绑扎肋梁、暗梁钢筋→预应力钢铰线布设→LPM 轻质管铺设→板上层钢筋网片绑扎→预应力钢铰线固定→LPM 轻质管固定→浇筑砼→预应力筋张拉并锚固→锚具端头处理→模板拆除。
4 主要施工技术措施
4.1 LPM 轻质管的限位与抗浮措施
空心板定位与抗浮是本工程施工的重点和难点，措施是否得当直接关系到空心板结构体系能否实现。轻质管的定位应靠轻质管限位的钢筋（或垫块）、轻质管格栅钢筋来实现。限位钢筋与限位垫块限制轻质管的上下错动，马镫与格栅钢筋限制轻质管的左右错动；靠三种钢筋的摩擦力限制轻质管的前后错动。在安放轻质管之前先固定好马镫钢筋，穿好限位钢筋后再放轻质管，限位钢筋定位要求准确，一定要牢固绑扎或者点焊在底筋上，位置绝对不允许错动。抗浮措施首先是选好抗浮控制点。本工程把控制点设在小肋处，呈梅花型隔肋交错设置，间距约1 m。选用12号铁丝垂直固定抗浮控制点，先把铁丝一端在垂直控制点模板上从孔中往下穿出，再与模板的支撑系统绑牢后将铁丝端头从孔中住上穿回。当安放好轻质管、绑扎好板上铁及分布筋后，再把铁丝的两个端头在抗浮控制点对应的上层钢筋处拧紧。为了真正做到垂直安装抗浮控制点，需在小肋部位的底模上打孔，打孔工作应当在模板上普通钢筋刚放好样，小肋部位已确定后及时进行。
4.2 预应力筋的下料及存放
（1）预应力筋的下料：根据图样设计要求，先求出铺设钢绞线走向的设计曲线方程，并计算相应数据，经设计单位认可后，按照预应力筋的长度、张拉设备及锚具系统的组装要求，进行钢绞线的下料计算，同时，结合施工现场屋面的实际尺寸，试配下料符合实际后，进行统一下料和固定端锚具与钢绞线的组装。应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。（2）预应力筋的存放：将各种类型的预应力筋按照图样的不同规格进行编号挂牌堆放。无粘结预应力筋运到工地后，在铺放使用前，应将其妥善存放在干燥平整的地方，避免水电污染，下面增设垫木，上面采取防雨措施，以免材料及组装配件的锈蚀。张拉端锚具、配件要存放在室内，运输、存放时都要避免预应力筋外皮破损。
4.3 预应力筋的铺设
预应力筋用定位架立筋为宽度同暗梁宽度的用12 螺纹筋制作的马凳，马凳间距按设计要求布置，一般间距1～1.5 m。用电焊或绑扎的方式将马凳固定在板底钢筋上。为确保预应力筋的位置，应待非预应力筋铺设完成后，再铺放预应力筋。无粘结预应力筋布置位置及矢高必须符合设计要求。铺设应严格按设计尺寸进行划线定位，水平方向定位误差为±30 mm，沿板厚方向定位误差为±5 mm。每隔1 m 设一个马凳控制曲线高度，在曲线的波峰和波谷处，以及反弯点处必须绑扎，以保证曲线部分无粘结预应力筋位置准确。预应力筋的铺放须各自保持平行走向，严禁扭曲。
4.4; 固定端的制作
在端部 70～75 mm 范围内剥去外包塑料，同样对预留端头采用胶带包裹严密，防止油液渗出。擦去固定端钢绞线上油脂，然后套上锚垫板，垫板尺寸为90×90 mm，厚度为16 mm，旋入钢丝衬套，要求密排裹紧，用挤压机挤压。垫板前头用卡扣拧紧，以防止垫板和挤压锚中间有空隙，垫板前套入φ6 螺旋筋。成型后的挤压锚端头外露钢绞线长度不少于300 mm。
4.5; 张拉端的设置
张拉端的锚垫板后面焊三道钢筋网片，浇筑砼时应振捣密实。张拉端按照锚具大小，采用木胶板制作木盒作为穴模，以防浇筑砼时将锚垫板埋住。混凝土浇筑完毕应及时拆除模板，并将张拉端的穴模扣出，清理混凝土，形成凹口，以便于安装锚具、方便张拉。
4.6 无粘结预应力筋的张拉与封锚
4.6.1 无粘结预应力筋的张拉
张拉前应有混凝土立方体试块抗压强度报告。混凝土强度达到设计强度80 %以上后用ZB500油泵和YC-25 千斤顶张拉预应力筋。张拉时做到孔道、锚杯、千斤顶三对中。张拉预应力筋分三级加荷并超张拉，即0→ 0.1σ con → 0.2σ con →1.03σ con （持荷2 min）。张拉控制应力0.7 con ptk σ = f =0.7×1 860 MPa=1 302 MPa，张拉力p con p N =σ A ，（ p A 为钢绞线面积）。张拉预应力筋采用“控制张拉力为主、控制伸长值作校验”的方法。预应力钢筋的张拉锚固后实际建立预应力值和设计的规定检验值相对允许偏差可为±5%。预应力筋中建立初应力（ 0.1 con σ ）时千斤顶活塞伸长量为1 L ，张拉至con σ 时千斤顶活塞伸长量为2 L ，则实际伸长量为0 2 1 L = L − L 。实际张拉伸长量与理论伸长量相比较误差不应超过＋10 %～－5 %，否则应停机检查原因，调整处理后方可继续张拉。
4.6.2 锚固端头的处理。
锚具是无粘结预应力筋的关键部分，对锚固区的保护非常重要，应予以格外重视。张拉锚固完毕后可切除无粘结筋外露的多余钢绞线，切除后露出夹片外长度50 m。然后，再使用环氧树脂胶泥涂刷在穴槽内壁外露的钢丝锚具，使之成为一个封闭的系统，可防止外界有害物质侵入造成锈蚀，同时还能增强新老材料间的粘结，最后用高一标号的微膨胀细石混凝土封闭张拉穴槽，外面可再刷一层防水涂料。
5 预应力筋的质量控制和要求
（1）预应力筋张拉前严禁拆除底部支撑，待预应力筋全部张拉后方可拆除。
（2）预应力损失影响到结构的工作性能，是预应力结构的重要特性。在施工中，应采取措施降低相应的预应力损失。本工程预应力筋采用一端张拉，为减少预应力筋与预留孔道壁摩擦引起的预应力损失，张拉端分别设置在构件的两端。这样既可以使两端受力一致，又可以减少端部混凝土的局部应力，避免形成纵向裂缝。另外与设计单位协商，在保证计算的前提下选用小变形夹具，减少垫板，增加台座长度，尽力减小锚具变形引起的预应力损失。
（3）张拉端的承压板必须要可靠与固定，严防振捣混凝土随意移动，还需要保持张拉作用线和承压板的垂直（绑扎时应保持预应力筋与锚杯轴线重合）。承压板与端部模板之间必须连接牢固，避免出现空隙。
（4）如预应钢力筋的张拉端和锚固端应各装一个螺旋筋，要求螺旋筋一定要紧靠承压板和锚板。螺旋筋用6 钢筋制作，螺旋筋环绕圈数为4，螺距为30 m。
（5）工具锚夹片，应注意保持清洁与良好的润滑状态。新的工具锚夹片在第一次使用前，应在夹片的背面涂上润滑脂。以后每使5～10 次，应将工具锚上的夹片卸下，向锚板的锥形孔中重新涂上一层润滑剂，以防止在退楔时卡住。润滑剂可选用石墨、石蜡或专用退锚灵等。
（6）预应力筋穿束过程中，遇到洞口阻碍的，预应力筋应平缓绕过洞口，距洞口边不宜小于150 mm，在弯折位置安装构造钢筋。
（7）预应力筋遇有电缆管（尤其是硬质聚氯乙烯管）相交时，必须将电缆置于预應力筋上面，防止张拉过程中压坏。
（8）张拉过程中，当个别钢丝发生断裂时，可相应降低张拉值，但断裂数量不能超过同意截面预应力筋总数的2 %，一束钢丝只允许断裂一根。
（9）从预应力筋开始铺设直到混凝土浇筑，切勿在预应力筋周围使用电焊，以防预应力筋通电造成强度的降低。
关键词：空心楼板 预应力 施工技术
1 工程概况
现代城建工程采用框架-剪力墙结构，共29 层，建筑面积118 000 m2。其中裙房楼盖局部都采用现浇预应力空心楼板技术，空心板板厚450 mm，双层双向配筋，板底（2×16＋6×16）@1150，板面（2×14＋6×14）@1150。LPM 轻质的材料可填充体埋入来形成空心楼板，填充体间的空隙布设预应力钢筋，预应力筋采用无粘结一端张拉，张拉端采用夹片式锚具，固定端采用挤压式锚。混凝土强度等级C40。
2 主要材料
该工程的预应力筋都是采用高强低松弛钢绞线，按照无粘结预应力成套技术工艺，通过专用设备涂以润滑防锈油脂，并包裹塑料套管而构成，钢绞线尺寸及性能，如表1 所示。
表1 钢绞线材料性能
截面抗拉强度 极限 屈服 无粘结
钢绞线直径面积标准值 负荷 荷载 伸长率塑料皮厚度 弹性模量
型号/mm/mm2 /MPa /kN/kN /% /mm /MPa
1×715.2 139 1 860 259 220 3.5 0.8～1.2180000
采用的 LPM 轻质管作为混凝土板轻质填充材料。LPM 轻质管是一种带有加强与隔离层的聚苯乙烯泡沫塑料填充体，其表面的密度为16 kg/m3，不吸收混凝土中水分，保温性能好。对所有进场的材料按其企业标准与现浇混凝土的空心楼盖结构技术的规程CECS175:2004 来进行验收。
3 工艺原理和流程
该工艺充分的利用了无粘结预应力的钢铰线高强和低松驰的特点，能有效的降低结构中的挠度，增加结构的承载能力。LPM 轻质管放置于现浇板内，既增加了截面的有效矢高，又减少了混凝土的使用量，减轻了结构自重。工艺流程如下：施工准备→满堂承重脚手架扎设→模板支设→绑扎板下层钢筋网片→绑扎肋梁、暗梁钢筋→预应力钢铰线布设→LPM 轻质管铺设→板上层钢筋网片绑扎→预应力钢铰线固定→LPM 轻质管固定→浇筑砼→预应力筋张拉并锚固→锚具端头处理→模板拆除。
4 主要施工技术措施
4.1 LPM 轻质管的限位与抗浮措施
空心板定位与抗浮是本工程施工的重点和难点，措施是否得当直接关系到空心板结构体系能否实现。轻质管的定位应靠轻质管限位的钢筋（或垫块）、轻质管格栅钢筋来实现。限位钢筋与限位垫块限制轻质管的上下错动，马镫与格栅钢筋限制轻质管的左右错动；靠三种钢筋的摩擦力限制轻质管的前后错动。在安放轻质管之前先固定好马镫钢筋，穿好限位钢筋后再放轻质管，限位钢筋定位要求准确，一定要牢固绑扎或者点焊在底筋上，位置绝对不允许错动。抗浮措施首先是选好抗浮控制点。本工程把控制点设在小肋处，呈梅花型隔肋交错设置，间距约1 m。选用12号铁丝垂直固定抗浮控制点，先把铁丝一端在垂直控制点模板上从孔中往下穿出，再与模板的支撑系统绑牢后将铁丝端头从孔中住上穿回。当安放好轻质管、绑扎好板上铁及分布筋后，再把铁丝的两个端头在抗浮控制点对应的上层钢筋处拧紧。为了真正做到垂直安装抗浮控制点，需在小肋部位的底模上打孔，打孔工作应当在模板上普通钢筋刚放好样，小肋部位已确定后及时进行。
4.2 预应力筋的下料及存放
（1）预应力筋的下料：根据图样设计要求，先求出铺设钢绞线走向的设计曲线方程，并计算相应数据，经设计单位认可后，按照预应力筋的长度、张拉设备及锚具系统的组装要求，进行钢绞线的下料计算，同时，结合施工现场屋面的实际尺寸，试配下料符合实际后，进行统一下料和固定端锚具与钢绞线的组装。应用砂轮切割机切割，严禁使用电焊和气焊。（2）预应力筋的存放：将各种类型的预应力筋按照图样的不同规格进行编号挂牌堆放。无粘结预应力筋运到工地后，在铺放使用前，应将其妥善存放在干燥平整的地方，避免水电污染，下面增设垫木，上面采取防雨措施，以免材料及组装配件的锈蚀。张拉端锚具、配件要存放在室内，运输、存放时都要避免预应力筋外皮破损。
4.3 预应力筋的铺设
预应力筋用定位架立筋为宽度同暗梁宽度的用12 螺纹筋制作的马凳，马凳间距按设计要求布置，一般间距1～1.5 m。用电焊或绑扎的方式将马凳固定在板底钢筋上。为确保预应力筋的位置，应待非预应力筋铺设完成后，再铺放预应力筋。无粘结预应力筋布置位置及矢高必须符合设计要求。铺设应严格按设计尺寸进行划线定位，水平方向定位误差为±30 mm，沿板厚方向定位误差为±5 mm。每隔1 m 设一个马凳控制曲线高度，在曲线的波峰和波谷处，以及反弯点处必须绑扎，以保证曲线部分无粘结预应力筋位置准确。预应力筋的铺放须各自保持平行走向，严禁扭曲。
4.4; 固定端的制作
在端部 70～75 mm 范围内剥去外包塑料，同样对预留端头采用胶带包裹严密，防止油液渗出。擦去固定端钢绞线上油脂，然后套上锚垫板，垫板尺寸为90×90 mm，厚度为16 mm，旋入钢丝衬套，要求密排裹紧，用挤压机挤压。垫板前头用卡扣拧紧，以防止垫板和挤压锚中间有空隙，垫板前套入φ6 螺旋筋。成型后的挤压锚端头外露钢绞线长度不少于300 mm。
4.5; 张拉端的设置
张拉端的锚垫板后面焊三道钢筋网片，浇筑砼时应振捣密实。张拉端按照锚具大小，采用木胶板制作木盒作为穴模，以防浇筑砼时将锚垫板埋住。混凝土浇筑完毕应及时拆除模板，并将张拉端的穴模扣出，清理混凝土，形成凹口，以便于安装锚具、方便张拉。
4.6 无粘结预应力筋的张拉与封锚
4.6.1 无粘结预应力筋的张拉
张拉前应有混凝土立方体试块抗压强度报告。混凝土强度达到设计强度80 %以上后用ZB500油泵和YC-25 千斤顶张拉预应力筋。张拉时做到孔道、锚杯、千斤顶三对中。张拉预应力筋分三级加荷并超张拉，即0→ 0.1σ con → 0.2σ con →1.03σ con （持荷2 min）。张拉控制应力0.7 con ptk σ = f =0.7×1 860 MPa=1 302 MPa，张拉力p con p N =σ A ，（ p A 为钢绞线面积）。张拉预应力筋采用“控制张拉力为主、控制伸长值作校验”的方法。预应力钢筋的张拉锚固后实际建立预应力值和设计的规定检验值相对允许偏差可为±5%。预应力筋中建立初应力（ 0.1 con σ ）时千斤顶活塞伸长量为1 L ，张拉至con σ 时千斤顶活塞伸长量为2 L ，则实际伸长量为0 2 1 L = L − L 。实际张拉伸长量与理论伸长量相比较误差不应超过＋10 %～－5 %，否则应停机检查原因，调整处理后方可继续张拉。
4.6.2 锚固端头的处理。
锚具是无粘结预应力筋的关键部分，对锚固区的保护非常重要，应予以格外重视。张拉锚固完毕后可切除无粘结筋外露的多余钢绞线，切除后露出夹片外长度50 m。然后，再使用环氧树脂胶泥涂刷在穴槽内壁外露的钢丝锚具，使之成为一个封闭的系统，可防止外界有害物质侵入造成锈蚀，同时还能增强新老材料间的粘结，最后用高一标号的微膨胀细石混凝土封闭张拉穴槽，外面可再刷一层防水涂料。
5 预应力筋的质量控制和要求
（1）预应力筋张拉前严禁拆除底部支撑，待预应力筋全部张拉后方可拆除。
（2）预应力损失影响到结构的工作性能，是预应力结构的重要特性。在施工中，应采取措施降低相应的预应力损失。本工程预应力筋采用一端张拉，为减少预应力筋与预留孔道壁摩擦引起的预应力损失，张拉端分别设置在构件的两端。这样既可以使两端受力一致，又可以减少端部混凝土的局部应力，避免形成纵向裂缝。另外与设计单位协商，在保证计算的前提下选用小变形夹具，减少垫板，增加台座长度，尽力减小锚具变形引起的预应力损失。
（3）张拉端的承压板必须要可靠与固定，严防振捣混凝土随意移动，还需要保持张拉作用线和承压板的垂直（绑扎时应保持预应力筋与锚杯轴线重合）。承压板与端部模板之间必须连接牢固，避免出现空隙。
（4）如预应钢力筋的张拉端和锚固端应各装一个螺旋筋，要求螺旋筋一定要紧靠承压板和锚板。螺旋筋用6 钢筋制作，螺旋筋环绕圈数为4，螺距为30 m。
（5）工具锚夹片，应注意保持清洁与良好的润滑状态。新的工具锚夹片在第一次使用前，应在夹片的背面涂上润滑脂。以后每使5～10 次，应将工具锚上的夹片卸下，向锚板的锥形孔中重新涂上一层润滑剂，以防止在退楔时卡住。润滑剂可选用石墨、石蜡或专用退锚灵等。
（6）预应力筋穿束过程中，遇到洞口阻碍的，预应力筋应平缓绕过洞口，距洞口边不宜小于150 mm，在弯折位置安装构造钢筋。
（7）预应力筋遇有电缆管（尤其是硬质聚氯乙烯管）相交时，必须将电缆置于预應力筋上面，防止张拉过程中压坏。
（8）张拉过程中，当个别钢丝发生断裂时，可相应降低张拉值，但断裂数量不能超过同意截面预应力筋总数的2 %，一束钢丝只允许断裂一根。
（9）从预应力筋开始铺设直到混凝土浇筑，切勿在预应力筋周围使用电焊，以防预应力筋通电造成强度的降低。