摘 要:超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)是指伸縮縫間距超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]規(guī)定的最大間距的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)伸縮縫間距雖然未超過規(guī)范限值,但結(jié)構(gòu)溫差變化較大、混凝土收縮較大極易出現(xiàn)裂縫。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們需求的不斷提高,這種超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越多,如何運(yùn)用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)控制超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫就是本文要探討的問題。
關(guān)鍵詞:無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力;超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu);裂縫
由于混凝土自身的抗裂性能差,對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制人們通常采用設(shè)置溫度伸縮縫和施工后澆帶,來解決溫度裂縫的問題。為了防止和避免混凝土后期的裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展,利用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù),依照 “抗放兼施,以抗為主”的理論,設(shè)置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施加預(yù)應(yīng)力可以在混凝土中建立壓應(yīng)力來平衡結(jié)構(gòu)內(nèi)由于溫度變化導(dǎo)致的拉應(yīng)力,從而有效的控制超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫的問題。
1、工程概況
某項(xiàng)目科研辦公區(qū)的地下車庫(kù)建筑面積約9500m2,車庫(kù)南北寬36.6m,東西長(zhǎng)241m。工程裂縫控制等級(jí)為三級(jí),最大裂縫寬度允許值為0.20mm。在基礎(chǔ)底板、外墻及頂板設(shè)置后澆帶解決前期混凝土早期收縮應(yīng)力;在車庫(kù)外墻上部設(shè)置6道間距250mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線以及車庫(kù)砼頂板中部雙向鋪設(shè)間距為350mm毫米,直徑為15.2毫米的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線施加壓應(yīng)力以解決后期混凝土的徐變及溫度變化的拉應(yīng)力而導(dǎo)致的裂縫。
2、預(yù)應(yīng)力張拉區(qū)段的劃分
本工程地下車庫(kù)東西長(zhǎng)241米,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)應(yīng)力允許張拉長(zhǎng)度,為此在二次深化設(shè)計(jì)中,采用單根公稱直徑為15.2 mm,抗拉強(qiáng)度為FPTK=1860MPa的鋼絞線,并留置后澆帶將地下車庫(kù)頂板分為5個(gè)張拉區(qū)段,每個(gè)張拉區(qū)段長(zhǎng)度約45-55米(每個(gè)張拉區(qū)段不超過60m),將每個(gè)區(qū)段的東西方向的預(yù)應(yīng)力筋的張拉端和錨固端設(shè)置在后澆帶內(nèi),后澆帶兩側(cè)設(shè)置加強(qiáng)筋,這樣在每個(gè)張拉區(qū)段施工完畢且達(dá)到張拉條件后可分別進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉,不影響其它施工區(qū)段的正常施工,同時(shí)在兩個(gè)預(yù)應(yīng)力張拉區(qū)段之間的后澆帶所在跨鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線,在車庫(kù)頂板5個(gè)區(qū)段分別進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉完畢,后澆帶澆筑完畢且后澆帶處的砼達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度的90%以上,再?gòu)埨鬂矌诳绲念A(yù)應(yīng)力鋼絞線,從而將5個(gè)獨(dú)立的預(yù)應(yīng)力施工區(qū)段連接為一個(gè)整體,這樣解決了超長(zhǎng)砼結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力張拉問題。
3、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的施工
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工流程:鋼絞線、錨具進(jìn)場(chǎng)復(fù)試→鋼絞線下料、錨固端制作→板底鋼筋、地下室外墻鋼筋綁扎→定位筋焊接、馬凳鋪設(shè)→鋼絞線鋪設(shè)→放置錨墊板、螺旋筋→隱蔽工程驗(yàn)收→混凝土澆筑→預(yù)應(yīng)力張拉(澆筑混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%后)→切除預(yù)留鋼絞線→封端。
3.1鋼絞線下料。鋼絞線下料位置應(yīng)選取平坦寬闊的位置進(jìn)行施工,下料尺寸根據(jù)預(yù)應(yīng)力線性圖的直線尺寸外加上預(yù)留長(zhǎng)度,預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度在20米以內(nèi)時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼絞線長(zhǎng)度增加1米;預(yù)應(yīng)力鋼絞線長(zhǎng)度在20米以上時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋長(zhǎng)度增加1.8米計(jì)算進(jìn)行切割。
3.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線定位筋的安裝。外墻非預(yù)應(yīng)力鋼筋骨架綁扎后,墻體預(yù)應(yīng)力定位筋采用直徑為8mm的鋼筋作為托架,水平間隔1米,豎向間隔250mm,采用點(diǎn)焊的方式焊接在墻體豎向鋼筋上;在砼板中的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求及深化設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋪設(shè)鋼絞線,間距350mm,在車庫(kù)頂板下層鋼筋綁扎完畢后,鋪設(shè)通長(zhǎng)馬凳,馬凳間距1米,馬凳高度為砼板厚度的一半減去一根鋼絞線的直徑,這樣雙向預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋪設(shè)后剛好位于砼板的中間(鋼絞線鋪設(shè)應(yīng)精度滿足規(guī)范要求)。
3.3預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋪設(shè)。鋼絞線按照施工尺寸下料完畢后,在張拉端處用鐵絲綁扎以防止端部松股。在鋪設(shè)鋼絞線前,先編制無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)順序,在鋪設(shè)時(shí)預(yù)埋管道等預(yù)埋件盡量為預(yù)應(yīng)力鋼絞線讓路,將鋼絞線逐根的鋪設(shè)在預(yù)先鋪設(shè)好的定位筋上,并用綁扎絲固定。
3.4張拉端與固定端的節(jié)點(diǎn)安裝
3.4.1張拉端采用AM15-1夾片錨具,后澆帶內(nèi)或梁邊采用凹入式構(gòu)造,采用塑料泡沫塊留洞,鋼絞線與承壓板垂直,承壓板與螺旋筋點(diǎn)焊固定,鋼絞線鋪設(shè)完畢后澆筑混凝土前,應(yīng)指派專人對(duì)成型的線性預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行檢查。
3.4.2固定端采用JYM15P型擠壓式錨具,錨固端部按鋼絞線根束放置單孔預(yù)埋鋼板、螺旋筋,并放置在梁支座內(nèi)或后澆帶內(nèi)。同樣鋼絞線與承壓板垂直,承壓板與螺旋筋點(diǎn)焊固定
3.5混凝土的澆筑要點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)、安裝完畢后,應(yīng)進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收,應(yīng)當(dāng)確認(rèn)合格后方可進(jìn)行混凝土澆筑。澆筑混凝土?xí)r嚴(yán)禁振搗棒或其他工具碰撞預(yù)應(yīng)力筋、定位鋼筋及端部預(yù)埋件,以確保預(yù)應(yīng)力筋和預(yù)埋件位置準(zhǔn)確。
3.6 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉
3.6.1張拉順序:地下車庫(kù)頂板張拉區(qū)段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%→地下室頂板鋼絞線由中間向兩側(cè)對(duì)稱張拉→由上往下依次張拉外墻預(yù)應(yīng)力鋼絞線→后澆帶砼土澆筑→后澆帶砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%→張拉后澆帶所在跨的預(yù)應(yīng)力鋼絞線(順序與地下車庫(kù)頂板、外墻張拉順序相同)。
3.6.2張拉前的準(zhǔn)備。本工程張拉采用YCJ240型千斤頂,2YZB2-55型油泵,張拉用千斤頂和油泵應(yīng)由有資質(zhì)的專業(yè)單位標(biāo)定,并配套使用。檢驗(yàn)張拉設(shè)備的機(jī)械儀器精度不得低于1.5級(jí),壓力表采用耐震精密壓力表,最小刻度為0.2MPA,精度為0.4級(jí),量程0-60MPA。張拉設(shè)備就位:
3.6.3預(yù)應(yīng)力張拉。預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)由專人進(jìn)行全程監(jiān)控,根據(jù)提供混凝土的強(qiáng)度、彈性模量報(bào)告。張拉前應(yīng)仔細(xì)核對(duì)抗壓強(qiáng)度、彈性模量值及齡期符合要求并對(duì)張拉設(shè)備、工藝參數(shù),張拉過程中對(duì)張拉應(yīng)力、實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值及持荷時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控,如出現(xiàn)問題,立即停止并認(rèn)真查明原因,消除后再進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉完畢后,方可拆除板底部支撐。
3.6.4張拉操作要點(diǎn)。張拉時(shí),對(duì)主缸送油,使鋼絞線束略為拉緊。并調(diào)整錨板和千斤頂位置,進(jìn)一步使鋼絞線軸線、錨具軸線和千斤頂軸線三軸同心,同時(shí)觀察鋼絞線的松緊度。千斤頂送油加載至鋼絞線的初始應(yīng)力后測(cè)量油缸伸出長(zhǎng)度和夾片外露量,在工具錨口處用筆劃線,以檢查有無滑絲的標(biāo)記,超過規(guī)定后對(duì)該束的夾片實(shí)施整體退錨處理(將千斤頂與限位板退除,在千斤頂與錨板之間安裝上特制的退錨處理器,重新張拉),重新更換夾片;若無滑絲,則單端張拉到控制應(yīng)力(1.0σcon),穩(wěn)定進(jìn)油量持荷2min以減少鋼絞線松弛損失,同時(shí)量取油缸伸出長(zhǎng)度和夾片外露量,對(duì)鋼鉸線的實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量進(jìn)行對(duì)比檢算,兩者誤差在±6%以內(nèi)時(shí)張拉有效。
3.6.5在持荷2min狀態(tài)下,如發(fā)現(xiàn)油壓下降,立即補(bǔ)至規(guī)定油壓,認(rèn)真檢查有無滑絲、斷絲現(xiàn)象。在張拉過程中,預(yù)施應(yīng)力以油表讀數(shù)為主,以預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長(zhǎng)作校核的雙控法。如鋼絞線伸長(zhǎng)值偏差超過規(guī)定范圍,查明原因后重新張拉。
3.6.6整個(gè)張拉工序完成,在錨板口處的鋼絞線束做上記號(hào),以供張拉后對(duì)鋼絞線錨固的質(zhì)量情況的觀察。
3.7預(yù)應(yīng)力張拉端的封錨。1)預(yù)應(yīng)力筋張拉完后經(jīng)勘查無誤后,方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋剩余長(zhǎng)度的切割。切割采用砂輪鋸,嚴(yán)禁電弧切割,預(yù)應(yīng)力筋外露夾片長(zhǎng)度不得小于30mm。2)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉完畢后,應(yīng)及時(shí)對(duì)錨固區(qū)進(jìn)行保護(hù),先由預(yù)應(yīng)力專業(yè)隊(duì)伍將錨具及預(yù)應(yīng)力筋外露部分涂上防腐油脂,再將錨具套上封端罩,對(duì)于后澆帶內(nèi)的張拉、固定端,采用C45微膨脹砼澆筑后澆帶封錨,對(duì)于凹入式張拉端可用C40微膨脹細(xì)石混凝土封埋。
參考文獻(xiàn):
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[2] 《建筑施工手冊(cè)》第五版