韓靜軒
摘要:本文以河北國源賓館改擴建工程為例,詳細(xì)介紹了大跨度混凝土結(jié)構(gòu)的施工方法。
關(guān)鍵詞:大跨度 混凝土
工程實例:河北國源賓館改擴建工程會議樓
工程概況:河北國源賓館改擴建工程位于河北省石家莊市鹿泉上莊鎮(zhèn)政府西部,其中會議樓共3層,建筑高度最高處36.867m,為框架結(jié)構(gòu),建筑抗震設(shè)防烈度為6度,抗震設(shè)防分類為丙類,建筑結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)安全等級為2級,基礎(chǔ)為梁式筏板基礎(chǔ),會議樓為一類建筑,耐火等級為一級,防水等級為二級,總建筑面積19253m2。
本工程地下一層⑨-/鬂-鬆軸間為游泳池,游泳池-0.050米標(biāo)高板頂處采用400×1300mm井字梁,最大跨度軸線距離21m,⑨軸、/軸、鬂軸、鬆軸采用600×1700框架梁,該區(qū)域?qū)痈?.95m,該區(qū)域框架柱截面尺寸為900×1450。
本工程地上部分預(yù)應(yīng)力區(qū)域為⑩-/?鬁-?鬆軸,一層、三層在該區(qū)域為多功能廳,為大空間結(jié)構(gòu),其中⑩-軸間總距離為8.4×4=33.6m,鬁-鬆軸間距離為7×4=28m,預(yù)應(yīng)力梁截面尺寸為600×1700,軸線跨度28m,每層總計5根,預(yù)應(yīng)力梁支座框架柱截面尺寸900×1450,層高分別為10m、8m、12.05m、14m,且二層、三層預(yù)應(yīng)力區(qū)域外均有夾層,也就是說,該框架柱處還有拉梁。
該部分區(qū)域施工難點主要體現(xiàn)在柱、梁體積較大,柱層高較高,梁跨度較大,梁截面尺寸較高,柱截面尺寸較大,無論是模板、鋼筋、還是混凝土施工,都有一定的難度,下面就分別介紹一下模板、預(yù)應(yīng)力、鋼筋、混凝土工程的施工。
1 模板工程
由于該區(qū)域?qū)痈?、跨度較大,因此,從技術(shù)角度及安全角度,該區(qū)域模板工程顯得尤為重要,根據(jù)該部分區(qū)域空間特點,采用高大模板支設(shè)。
本工程模板支架原則上全部采用碗口式腳手架搭設(shè)?,F(xiàn)澆板下立桿縱橫向間距不大于900mm,步距不大于1200mm。所有立桿下墊50厚木方、腳手板(或舊模板),立桿頂部設(shè)U型托,外露絲長不大于300mm,絲桿直徑不小于36mm,總長度不小于500mm。局部位置遇特殊情況時,立桿、橫桿可用標(biāo)準(zhǔn)扣件式架管搭設(shè),立桿間距不得大于800mm,橫桿步距不大于1200mm。同時本工程參照現(xiàn)行腳手架規(guī)范設(shè)置聯(lián)墻桿、剪刀撐和水平剪刀加強層。
工程中梁底模板、梁側(cè)模板均采用18mm厚覆面木膠合板。梁底模板次龍骨采用100×100mm木方,共設(shè)4道木方,木方間距不大于200mm。主龍骨即托梁采用兩道Φ48×3.5mm架管,主龍骨間距900mm。梁側(cè)模板次龍骨采用100×100mm木方,木方間距300mm。主龍骨采用兩道Φ48×3.5mm架管,其中預(yù)應(yīng)力梁每個梁側(cè)面分別設(shè)置三道架管。沿梁高方向設(shè)三道對拉螺栓(M16,穿20PVC套管),間距為300、550、550mm,對拉螺栓沿梁跨度縱向間距600mm。其中井字梁每個梁側(cè)面分別設(shè)置二道架管。沿梁高方向設(shè)二道對拉螺栓(M16,穿20PVC 套管),間距為400、600mm,對拉螺栓沿梁跨度縱向間距600mm。
梁承重架支設(shè)方式采用多根承重立桿、木方、頂托支撐方式。其中預(yù)應(yīng)力梁底沿梁橫截面方向每根主龍骨下設(shè)置4根承重立桿,井字梁底沿梁橫截面方向每根主龍骨下設(shè)置3根承重立桿,立桿間距不大于300mm,立桿沿梁跨度方向間距900mm,腳手架橫桿步距不大于1200mm(到頂部不足1200mm時設(shè)橫桿一道,保證自由端高度不大于300mm),掃地桿距地不大于200mm。立桿頂部設(shè)U型托,外露絲長不大于300mm,絲桿直徑不小于36mm,總長度不小于500mm。本工程參照現(xiàn)行腳手架規(guī)范設(shè)置聯(lián)墻桿、剪刀撐和水平剪刀加強層。
由于現(xiàn)行規(guī)范沒有對碗扣式腳手架剪刀撐搭設(shè)作具體規(guī)定,而碗扣式腳手架整體穩(wěn)定性優(yōu)于扣件式腳手架,本工程參照鋼管式腳手架剪刀撐搭設(shè)。支架四邊與中間每隔6排支架立桿應(yīng)設(shè)置一道縱向、橫向剪刀撐,由底至頂連續(xù)設(shè)置,并且在大梁梁底排架也加豎向剪刀撐;當(dāng)模板支撐架高度大于4.8m時,頂端和底部必須設(shè)置水平剪刀撐,中間水平剪刀撐間距應(yīng)小于或等于4.8m。剪刀撐采用Φ48*3.5 鋼管支撐,用扣件與立桿連接,剪刀撐成45~60 度角設(shè)置。
對于本工程一層、二層、三層與-0.05m標(biāo)高處,相同部位的預(yù)應(yīng)力梁、框架梁或井字梁,模板支架設(shè)計完全相同,支架必須貫通設(shè)置,即上一層與下一層的立桿位置必須一一對應(yīng),以保證荷載由三層通過立桿傳遞至地基。混凝土強度達(dá)到拆模強度后,梁兩側(cè)樓板支架可以拆除,梁底支架絕對不能拆除。待混凝土強度達(dá)到預(yù)應(yīng)力張拉強度后,首先進(jìn)行三層預(yù)應(yīng)力梁的張拉,張拉完畢后,拆除三層預(yù)應(yīng)力梁模板支架,然后進(jìn)行二層預(yù)應(yīng)力梁的張拉,張拉完畢后,拆除二層預(yù)應(yīng)力梁模板支架,以此類推,待一層模板支架拆除后,方可拆除地下一層框架梁、井字梁模板支架。滿堂紅支撐架要和已施工完畢的所有結(jié)構(gòu)柱和墻體每3米連接牢固,柱位大橫桿通長拉結(jié),形成整體,增強滿堂紅支撐架的整體穩(wěn)定性。
后澆帶部位砼未澆筑前腳手架嚴(yán)禁拆除,為便于室內(nèi)材料運輸,腳手架需開洞,門洞兩邊立柱采用雙立柱。
本工程外防護采用扣件式腳手架搭設(shè),建筑物四周搭設(shè)全高全封閉的扣件式雙排鋼管腳手架。腳手架搭設(shè)采用雙排單立桿,防護腳手架與內(nèi)部滿堂模板支架同時搭設(shè),與主體結(jié)構(gòu)聯(lián)為整體,連接點不大于三步三跨??奂B接,外徑48mm、壁厚3.5mm的焊接鋼管。外架外立面滿掛密目綠色安全網(wǎng),外掛安全網(wǎng)做到定期清洗,保持清潔。雙排腳手架立桿頂端高出結(jié)構(gòu)檐口上皮1.5m,搭設(shè)高度約為31.5m,立桿距結(jié)構(gòu)外沿0.3m。操作層滿鋪竹笆,設(shè)兩道護欄,設(shè)高度18cm的擋腳板,腳手板下層都滿掛密目安全網(wǎng)。
關(guān)于模板工程附圖見文后圖片。
2 預(yù)應(yīng)力、鋼筋工程
本工程預(yù)應(yīng)力梁除常規(guī)鋼筋外,預(yù)應(yīng)力梁采用φJ(rèn)15.2-1860Mpa高強低松馳預(yù)應(yīng)力砼用鋼鉸線,張拉端為QMV15-X型夾片式錨具,固定端采用JM15-1P型擠壓錨,預(yù)應(yīng)力波紋管采用金屬波紋管,管壁厚度宜為0.3mm,孔道灌漿采用42.5級普通硅酸鹽水泥。
關(guān)于預(yù)應(yīng)力工程施工前先做好技術(shù)準(zhǔn)備,計算好下料長度、張拉控制應(yīng)力、理論張拉伸長計算值等。關(guān)于本工程具體施工工藝如下:
2.1 制作及安裝
2.1.1 預(yù)應(yīng)力筋制作
預(yù)應(yīng)力筋下料在鋼絞線復(fù)檢合格后方可進(jìn)行,下料應(yīng)在平坦干燥的場地上用砂輪鋸逐根切割。下料前先在鋼鉸線盤卷外用鋼管搭設(shè)一個固定鐵籠,確認(rèn)固定牢固后,開剪鋼鉸線包裝用鋼帶,將鋼鉸線從盤卷中央小心抽出頭后逐步向外拉,用砂輪鋸按下料長度逐根切割下料,下料長度誤差應(yīng)控制在0~100mm以內(nèi)。
下料操作過程中,應(yīng)遵循以下步驟:
①下料長度應(yīng)綜合考慮其曲率、錨固端保護層厚度等因素,并應(yīng)根據(jù)不同的張拉方式和錨固形式預(yù)留張拉長度。編制各預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的下料長度,并按下料要求下料。
②下料時應(yīng)先下長筋,后下短筋。
③根據(jù)下料單的長度,用砂輪鋸進(jìn)行逐根切割。
④切割后逐根對鋼鉸線進(jìn)行編號,長度相同為統(tǒng)一編號。
⑤下料后的鋼鉸線順直無側(cè)彎,切口無松散,如遇死彎必須切掉。
⑥每束鋼鉸線應(yīng)按規(guī)格編號成束,并按長度及使用部位分類堆放、運輸、使用。
⑦鋼絞線擠壓錨具擠壓時,應(yīng)保持?jǐn)D壓錨具套筒的內(nèi)外清潔,在擠壓模內(nèi)腔和擠壓錨套筒外壁涂抹潤滑油。
2.1.2 預(yù)應(yīng)力筋孔道留設(shè)
①在土建工種支模板并綁扎普通鋼筋的同時,預(yù)應(yīng)力工種與土建工種交叉作業(yè)。木工可先支設(shè)預(yù)應(yīng)力梁的一側(cè)模板,鋼筋工先不綁扎掛鉤和影響預(yù)應(yīng)力筋安裝的其它鋼筋。普通鋼筋應(yīng)避讓預(yù)應(yīng)力筋,箍筋的肢距應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋的間距確定。
②金屬波紋管安裝前按設(shè)計預(yù)應(yīng)力筋線形定位圖在箍筋上標(biāo)出預(yù)應(yīng)力筋的線形位置(重點控制反彎點及最高、最底點位置),點焊或綁扎鋼筋支架,采用Φ12的鋼筋支架,其間距為1000~1200mm;按已經(jīng)固定好的支架筋位置依次將波紋管穿入鋼筋籠內(nèi),波紋管安裝后與鋼筋支架可靠固定。
③金屬波紋管接長時采用大一號的同型波紋管作為接頭管,接頭管長度為管徑的3-4倍,波紋管接頭用透明膠帶密封。
④在預(yù)應(yīng)力筋線形的兩端、最高點和最低點設(shè)置灌漿管、泌水管,泌水管可兼做排氣管。
灌漿管和泌水管與波紋管的連接:在波紋管上開洞,覆蓋海綿墊和塑料弧形板并與波紋管綁扎牢固,再將塑料管插在弧形板的接口上,且伸出構(gòu)件頂面500mm。
2.1.3 預(yù)應(yīng)力筋安裝
①采用預(yù)應(yīng)力筋在混凝土澆筑前穿入孔道,即先穿束法;穿束方法采用人工單根穿束。
②預(yù)應(yīng)力筋從內(nèi)埋式固定端穿入,穿束前預(yù)先安裝固定端錨墊板,待整個集團束預(yù)應(yīng)力筋穿入后將錨墊板固定在設(shè)計位置上,預(yù)應(yīng)力筋從張拉端穿出長度滿足張拉設(shè)備的操作要求。
③預(yù)應(yīng)力筋穿束完畢后,再由鋼筋工綁扎掛鉤等剩余鋼筋,同時預(yù)應(yīng)力工種安裝張拉端錨墊板,錨墊板應(yīng)與預(yù)應(yīng)力筋方向相垂直,不得傾斜并固定牢靠。
④在固定端的約束環(huán)位置波紋管端口、張拉端錨墊板和波紋管之間縫隙均用海綿或發(fā)泡密封膠密封。
⑤穿束完成后,澆注混凝土前將波紋管的破損處用透明膠帶纏繞密封。
⑥由專業(yè)技術(shù)員對波紋管位置、預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量及兩端錨墊板逐個檢查確認(rèn)無誤后,由木工封閉另一側(cè)側(cè)模和端模。
2.1.4 砼澆筑
①預(yù)應(yīng)力筋及有關(guān)組件鋪設(shè)安裝完畢后,進(jìn)行隱蔽工程驗收,確定合格后才能澆筑砼。
②砼澆筑時,由質(zhì)量檢查員對預(yù)應(yīng)力部位進(jìn)行監(jiān)護,預(yù)應(yīng)力工種安排專門人員值班發(fā)現(xiàn)問題及時向總包單位提出。
③混凝土澆筑時,嚴(yán)禁踏壓撞碰預(yù)應(yīng)力筋、支承架以及端部預(yù)埋構(gòu)件,同時砼澆筑時的下落高度不能太大,以免產(chǎn)生較大的沖擊力,損壞波紋管。④用振搗棒振搗時,振搗棒不得正對著波紋管進(jìn)行振搗。在梁與柱、墻結(jié)點處,由于鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋密集,應(yīng)采取措施振搗,不得出現(xiàn)蜂窩或孔洞。
⑤張拉端、錨固端混凝土必須振搗密實。
⑥預(yù)應(yīng)力梁混凝土澆筑時,應(yīng)增加制作兩組混凝土試塊,兩組試塊和預(yù)應(yīng)力梁混凝土同條件養(yǎng)護,以供張拉使用。
⑦在混凝土澆筑過程中,應(yīng)檢查波紋管是否漏漿。
2.2 張拉
2.2.1 準(zhǔn)備
①對預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備及其壓力表進(jìn)行維護和標(biāo)定(校正),張拉用千斤頂與壓力表應(yīng)配套標(biāo)定(校正)配套使用。
②預(yù)應(yīng)力筋的張拉時,混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的90%(或根據(jù)施工圖紙設(shè)計要求),且混凝土齡期不少于7天,張拉時的混凝土強度以現(xiàn)場同條件養(yǎng)護條件下的砼試塊試壓報告為準(zhǔn)。
③錨具安裝前,清理錨墊板端面混凝土和錨墊板喇叭管內(nèi)的雜物,檢查錨墊板周圍的混凝土密實性。
④錨具安裝時錨板應(yīng)對中,將夾片擊緊且縫隙均勻。
⑤張拉設(shè)備安裝,應(yīng)使張拉力的作用線與預(yù)應(yīng)力筋中心線重合。
⑥張拉前計算張拉力、壓力表讀數(shù)、張拉伸長值。
2.2.2 預(yù)應(yīng)力筋張拉
①張拉順序:自上而下逐層張拉,若結(jié)構(gòu)承載力能滿足施工荷載要求時亦可自下而上逐層張拉;預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋張拉順序,遵循對稱張拉的原則。
②預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序:
0→10%σcon→103%σcon→錨固。
③張拉采用“應(yīng)力控制,伸長值校核“法,每束預(yù)應(yīng)力筋在張拉以前先計算理論伸長值和控制壓力表讀數(shù)作為施工張拉的依據(jù),每一束預(yù)應(yīng)力筋張拉時,對張拉力、壓力表讀數(shù)、張拉伸長值、異?,F(xiàn)象做詳細(xì)記錄。
預(yù)應(yīng)力筋實測張拉伸長值按下式計算:
L=b-a
其中a——拉至10%σcon時千斤頂行程;
其中b——張拉至103%σcon時千斤頂行程。
預(yù)應(yīng)力筋實測伸長量與理論伸長值比較,其誤差應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》(GB50204-2002)要求:誤差范圍在±6%以內(nèi)。
④張拉時應(yīng)時刻注意觀察梁側(cè)、梁頂情況,如出現(xiàn)問題,應(yīng)及時停止張拉,待查明原因及制定出相應(yīng)措施后繼續(xù)張拉。嚴(yán)禁梁中預(yù)應(yīng)力筋張拉前拆除預(yù)應(yīng)力梁的底模,但需拆除梁的側(cè)模和非預(yù)應(yīng)力板的底模,以減少對預(yù)應(yīng)力梁自由收縮的約束。
2.3 灌漿封錨
①在每根波紋管內(nèi)灌漿必須連續(xù),中途不得停頓,一次灌滿為止。若孔道灌漿過程中發(fā)生局部堵塞現(xiàn)象時,可在孔道壁鑿洞,及時用清水把水泥漿沖凈。
②孔道灌漿用42.5級普通水泥,水泥漿的水灰比為0.4~0.45,灌漿用水應(yīng)是清潔水,水泥漿強度不小于30KN/mm2。
③灌漿在梁端的灌漿口進(jìn)行,用灌漿機一次性將水泥漿壓入孔道,待兩端排氣孔流出濃水泥漿后,封閉排氣孔,繼續(xù)加壓至0.5Mpa,封閉灌漿孔。
④預(yù)應(yīng)力梁采用一邊張拉,一邊灌漿的方式,即本層梁預(yù)應(yīng)力筋全部張拉完畢后,盡量在48小時之內(nèi)完成灌漿。
⑤待灌漿完成后用手砂輪切割預(yù)應(yīng)力筋錨固后外露部分,預(yù)應(yīng)力筋剩余外露長度大于25mm。
⑥封錨按照設(shè)計或《后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工圖表示方法及構(gòu)造詳圖》06SG429的要求進(jìn)行,封錨前將錨具周圍混凝土清理干凈,封錨混凝土采用與預(yù)應(yīng)力梁同強度等級的混凝土。
本工程1450×900截面框架柱9.95m標(biāo)高以下柱筋為74根¢32三級鋼筋,9.95m標(biāo)高以上為66根¢32三級鋼筋。本工程由于柱層高較高,鋼筋直徑較粗,重量較沉,所以,鋼筋安裝就位較為困難,鋼筋就位時采用塔吊吊到粗略位置后,一根鋼筋由8人合力調(diào)好準(zhǔn)確位置,同時由6人對鋼筋進(jìn)行臨時固定,2人對鋼筋進(jìn)行焊接,一根鋼筋安裝就位需要人力較多,鋼筋安裝時需要在柱周圍搭設(shè)腳手架以便于施工。
3 混凝土工程
關(guān)于針對泵送混凝土的安全措施:
①精心設(shè)計混凝土澆筑方案,確保模板支架施工過程中均衡受載,本工程采用由中部向兩邊擴展的澆筑方式。
②嚴(yán)格控制施工實際荷載不超過設(shè)計荷載,對出現(xiàn)的超過最大荷載要有相應(yīng)的控制措施,鋼筋等材料不能在支架上方堆放。
③澆筑過程中,派人檢查支架和支承情況,發(fā)現(xiàn)下沉、松動和變形情況及時解決。
④混凝土澆筑應(yīng)嚴(yán)格按照要求分段分層施工,并派專人負(fù)責(zé)看模,板面混凝土堆積高度不得超過400mm,澆筑過程振搗棒不易直接與模板接觸。
⑤泵送設(shè)備必須放置在平穩(wěn)、堅實的地面,周圍不得有障礙物。
⑥泵送管道敷設(shè)后,應(yīng)進(jìn)行耐壓性試驗。
⑦使用輸送泵輸送混凝土?xí)r,應(yīng)由兩人以上人員牽引布料桿管道的接頭,安全閥、管架等必須安裝牢固。輸送前應(yīng)試送,檢修時必須卸壓。
⑧澆筑前應(yīng)檢查砼泵管有無裂紋,損壞變形或磨損嚴(yán)重的應(yīng)立即更換。
⑨澆灌高度2m以上的框架梁、柱模混凝土應(yīng)搭設(shè)操作平臺,無安全防護設(shè)施的應(yīng)系掛安全帶,不得站在模板或支撐上操作。
⑩懸空泵的連接要有兩人以上協(xié)調(diào)作業(yè),動作要一致,作業(yè)架的腳手板應(yīng)鋪設(shè)嚴(yán)密,嚴(yán)防踩空墜落。
泵送過程中發(fā)生輸送管道堵塞現(xiàn)象時,應(yīng)進(jìn)行逆向運轉(zhuǎn)使返回料斗,必要時應(yīng)拆管排除堵塞。
遇有五級大風(fēng)以上時,必須停止泵送作業(yè)。