無粘結后張拉預應力空心樓板（板中預埋GBF高強薄壁空心管）施工工藝、前言近年來，隨著建筑技術的蓬勃發展，高效預應力混凝土技術尤其是無粘結后張拉預應力混凝土技術得到了迅猛發展和廣泛應用。由我公司承建的****教學樓400人階梯教室便使用了無粘結后張拉預應力混凝土技術－預應力空心樓板。該工程400人階梯教室共4個，平面形狀呈梯形，樓面最大跨度17m，單個教室平面投影面積350m2，樓板厚度500mm，內填380mm、中距430mm的“GBF高強薄壁空心管”。在預應力混凝土施工過程中，項目技術質量部嚴格控制支模、非預應力筋的制作和安裝、預應力筋的下料、鋪放、定位、固定，混凝土的澆灌、預應力筋的張拉、錨固以及端部處理、封錨等關鍵工序，確保了結構的“內堅外美”。該工程使用預應力混凝土技術，不僅施工速度大大提前，取得了較好的經濟效益。同時由于使用了空心樓，有效減輕了結構自重，使得結構布局更為合理，內部使用空間更大，較好的滿足了教學需求。、無粘結后張拉預應力空心樓板的特點無粘結后張拉預應力空心樓板即在現澆鋼筋混凝土平板中預先埋入某種材質的空心管材（可為鋼管、銅管、鋁合金管、塑料管、特制混凝土管等）和無粘結后張拉預應力筋（一般為高強鋼絲或鋼絞線，如圖a），待澆筑的混凝土強度達到張拉要求后（一般須達到80％以上的設計強度值），采用“一次超張拉”工藝制成。無粘結后張拉預應力空心樓板與普通梁板結構相比，具有施工速度快、構件耐久性好、節約用材、減輕結構自重、擴大使用空間等優點。缺點為增加了張拉工藝，相應增加了張拉機具，工藝過程較為復雜等。、適用范圍本工藝適用于一般工業與民用建筑中無粘結后張拉預應力空心樓板（板中預埋“GBF高強薄壁空心管”和低松弛高強度鋼絞線）的施工。、工藝原理無粘結后張拉預應力空心樓板就是在現澆鋼筋混凝土平板中預先埋入空心管材，并在混凝土的受拉區埋入無粘結后張拉預應力鋼絞線，待混凝土強度達到張拉要求后，用專用張拉機具對預應力鋼絞線進行張拉，利用預應力鋼絞線的回縮使混凝土預先承受壓應力用于抵消部分樓面荷載，從而達到減輕結構自重、提高樓板承載力的目的。、工藝流程施工準備→滿堂鋼管腳手架（或碗扣鋼管腳手架）搭設→支設樓板底模→樓板下層筋及板中暗梁鋼筋綁扎、安裝→穿無粘結后張拉預應力鋼絞線并將預應力鋼絞線按“二次三段拋物線”起拱→鋪放GBF高強薄壁空心管→樓板上層筋、預應力鋼絞線的張拉端、錨固端加強筋安裝→鋼筋、預應力鋼絞線、GBF高強薄壁空心管隱蔽驗收→澆筑混凝土并養護→混凝土強度達到規定強度、樓板側模拆除后張拉預應力鋼絞線→錨固端處理→封錨。、操作要點樓板底模支設和邊模拆除根據無粘結后張拉預應力空心樓空間體系較大的特點，宜優先選用靜曲張強度高、厚度較厚的竹膠板作為樓板底模，碗扣式可調升鋼管腳手架為樓板的支承系統。模板支設時中部應適當起拱，起拱高度一般為跨度的2‰左右（分為鋼模、木模而定）。為避免施加預應力時模板束縛混凝土的變形從而影響混凝土壓應力的建立，預應力鋼絞線應待樓板混凝土強度達到張拉規定的強度值（大于設計強度值80%），且張拉端的樓板側模全部拆除后方可進行張拉。預應力鋼絞線的下料、運輸、鋪放預應力鋼絞線的下料長度應滿足張拉和錨固施工要求。一般下料長度應保證鋼絞線在鋪放就位后仍能超出錨固端600mm左右為宜。超出錨固端的鋼絞線應套上塑料管保護，以防污染影響張拉。預應力鋼絞線的下料長度應采用砂輪鋸或切斷機切斷，不得使用電弧切割。切割前，切割口的兩側各50mm處先用鉛絲扎牢。切割后，切割口處應立即焊牢。預應力鋼絞線下料后，應按不同長短分類成捆堆放，并嚴禁踩踏、擠壓。鋼絞線在運輸及裝卸過程中應嚴防鋒利物件撞擊。預應力鋼絞線在鋪放前應逐根檢查（包括端部配件）。檢查內容包括：污垢是否清理干凈、表面有無損傷或漏油現象等。當出現表面漏油時，應仔細清理干凈后用防水膠條裹嚴，并用火燒絲扎牢。破損嚴重的應予報廢。空心樓板內的預應力鋼絞線采用“二次三段拋物線”曲線型放置，如圖b所示。因安裝曲率將直接影響到張拉摩阻力的損失值，施工中宜采用每間隔600mm安放“井”字形限位筋進行限位，如圖c所示。預應力鋼絞線曲率最高點、最低點及反彎點處必須設有限位筋，且所有限位筋必須位于同一中心線上（可在模板上彈線或拉線控制）。預應力鋼絞線應鋪放在電線管的下方，避免鋼絞線張拉時產生向下分力，導致電線管彎曲及管下混凝土破碎。預應力鋼絞線的張拉端和錨固端為增強局部混凝土的抗壓能力，必須設置加強筋。強強筋呈螺旋型，由φ6或φ8圓鋼制成，長約400－500mm，如圖d所示。錨具安裝一般無粘結后張拉預應力鋼絞線宜采用單孔錨具，并在鋪放前組裝完畢。相對于成束錨具而言，單孔錨具對節點截面的削弱較小，易于滿足局部承壓截面尺寸要求，對節點的受剪承載國影響也較小，施工較為方便。錨環宜采用45＃鋼，調質熱處理硬度為HRC32－37。夾片宜采用強度值高、耐腐蝕性強的20＃锘鋼，形式為三片式，斜角4°，熱處理后的表面硬度為HRC55－58。夾片的齒形為“短牙三角螺紋”。安裝錨具時應注意將工作錨環對中，夾片均勻打緊并外露一致。千斤頂上的工作錨孔位應與構件端部的工作錨孔位排列一致，以防鋼絞線在千斤頂的穿心孔內打叉。張拉端的預應力鋼絞線在端模內側300mm范圍內應與承壓板保持垂直。承壓板應與端模貼緊。“GBF高強薄壁空心管”鋪放“GBF高強薄壁空心管”系國家專利產品，其規格和型號各不相同。空心樓板常用的“GBF高強薄壁空心管”其壁厚20mm，管內徑380mm或更小，管長1000mm，管端封死以防混凝土漿液進入。該空心管由高強水泥、絮狀纖維及其它填充料制成，其強度可達C10甚至更高。“GBF高強薄壁空心管”一般垂直于樓板預應力鋼絞線方向設置，管間凈距宜控制在50－80mm或按工程設計。“GBF高強薄壁空心管”應居樓板中放置，且須保證樓板的上下層鋼筋網片有足夠的混凝土保護層厚度（15mm）。空心管最好拉線鋪放，以保證其位置精確。為了確保樓板的厚度滿足設計要求及增強樓板的抗剪承載力，應在空心管的縫隙間設置拉鉤，如圖e所示。“GBF高強薄壁空心管”在鋪放過程中及鋪放后嚴禁上人踩踏，以免踩裂或壓壞空心管，致使混凝土漿液滲入其中。若發現少數空心管上有極少數裂縫或孔洞，而上層鋼筋網片已經綁扎成型，可在裂縫或孔洞處粘貼防水膠條以阻混凝土漿液的滲入。若裂縫或孔洞較大，用防水膠條無法修復時，應設法取出該空心管，換填完好的空心管。混凝土澆灌無粘結后張拉預應力空心樓板宜選用高強、快硬、低收縮的預拌混凝土。季節性施工時，應在混凝土中摻入合適品種的外摻劑。混凝土的骨料粒徑應合適（方便鋼管密集時下料），砂率宜小于0.4，盡量減少由于混凝土的收縮和徐變所引起的預應力損失值。混凝土在澆灌前應搭設行走馬道，避免人員來回走動踩踏空心管、鋼絞線和鋼筋。混凝土振搗過程中應注意避免操作鋼絞線或致其移位。張拉設備選擇及張拉施工張拉設備選擇宜選用精度高、回縮量小的穿心式液壓千斤頂進行張拉。可采用YC60型穿心式液壓千斤頂，其性能：液壓頂壓錨固，內走油路，工作可靠，張拉精度高，回縮量小（不超過3mm），行程150mm，額定張拉力可達600KN，自重63Kg。張拉的儀表及設備在使用前必須標定且經檢驗合格，以確定張拉力與油壓表讀數之間關系曲線。張拉施工張拉程序選擇采用一次超張拉103％σcon施工工藝，以減少預應力孔道磨擦損失值。張拉操作程序：0→103％Pj錨固，分級加載。對預應力鋼絞線，以0.2Pj為量伸長起點，分二級加載（分別為0.6Pj、1.0Pj）或四級加載（分別為0.4Pj、0.6Pj、0.8Pj和1.0Pj），每次加載均應測量其伸長值。每次加載后，持荷30秒再行加載。張拉施工施工準備預應力鋼絞線張拉前必須提供構件混凝土的強度試壓報告。當混凝土的強度值>75%fcu,k滿足張拉要求且構件底模拆除后方可施工加預應力。構件端部的預埋鋼板（承壓板）與錨具接觸處，焊渣、毛刺、混凝土殘渣等必須清除干凈。高空張拉預應力鋼絞線時必須搭設操作平臺。操作平臺必須安全、可靠。正式張拉前剝去外露鋼絞線的塑料保護套，并逐個檢查錨具是否合格。嚴禁使用銹蝕的錨具。逐根測量外露鋼絞線的長度值并做好記錄，該值即為張拉前的原始長度值。參加張拉人施工的人員必須經過專業技術培訓。張拉順序接通油泵，緩慢加壓。當壓力達到0.2Pj時，停止加壓，檢查千斤頂位置有無傾斜偏差。調整千斤頂位置后繼續分級加壓，直至達到設計要求的張拉力。注意：1、當預應力筋逐根或逐束張拉時，應保證各階段不出現對結構不利的應力狀態（如偏心狀態），要強調張拉順序的對稱性。2、要考慮后批張拉預應力筋所產生的結構彈性壓縮對先批張拉預應力筋影響，確定張拉力。張拉前將張拉桿擰入錨杯內。擰入長度不少于20mm，套上兩個螺母（其中一個備用），按上千斤頂，鎖緊張拉桿螺母。千斤頂的安裝位置應與無粘結預應力鋼絞線在同一軸線上，并與承壓板保持垂直。張拉時應控制給油速度，做到緩慢加壓。各鋼絞線應隔根依次張拉。張拉過程中必須特別注意安全。在任何情況下，作業人員不得站在鋼絞線的延長線上。同時在張拉千斤頂的后面應設有防護裝置。操作千斤頂和測量伸長值的人員應站在千斤頂的側面操作。在油泵開動過程中，操作人員不得擅自離開崗位。如必須離開，應將閥門全部松開或切斷電源。鋼絞線張拉完畢應立即填寫施加預應力表格，由操作人員簽字備查。頂壓及拆除設備當張拉控制應力時，停止加壓，保持所需壓力，用手動泵給頂壓器加壓。當壓力達到30MPa時，頂壓器和千斤頂同時緩慢回油，最后拆除張拉設備。伸長值計算當鋼絞線達到張拉控制應力，且持荷30秒后再次測量其外露長度。該外露長度減去0.2Pj時的外露長度所得之差為△L1。鋼絞線的實際伸長值△L＝△L1＋△L2－A－B－C。式中：L－鋼絞線的實際伸長值；L1－從初應力至最大控制應力之間的實測距離；L2－初應力以下的推算伸長值；A－張拉過程中錨具楔緊引起的預應力內縮值；B－千斤頂體內預應力張拉伸長值；C－施工加預應力時混凝土構件的彈性模量壓縮值（該值過小可忽略不計）。初應力（0.2Pj）以下的推算伸長值可根據彈性范圍內張拉力與伸長值成正比的關系用計算法或圖f所未的圖解法求得。張拉伸長值校驗對張拉伸長值的校驗，可以綜合反映張拉力是否足夠、孔道摩阻損失值是否足夠、孔道摩阻損失值是否偏大以及鋼絞線是否有異常等。對直線段與曲線段組成的“二次三段拋物線”預應力鋼絞線（分解后見圖g），張拉伸長值應分段計算，然后疊加。理論計算方法如下：P＝Pj[1-(kLT+μθ)/2]，△L’＝Σ｛［(σi1+σi2)·Li］/(2Es)｝式中各符號的意義：L’－計算伸長值總和；P－預應力鋼絞線在曲線段或直線段的平均張拉力；LT－預應力鋼絞線的實際長度；Es－預應力鋼絞線的彈性模量；Pj－預應力鋼絞線張拉端的張拉力；k－考慮每米孔道局部偏差對磨擦影響的系數。無粘結預應力鋼絞線取值0.004；μ－預應力鋼絞線與孔道壁的磨擦系數。無粘結預應力鋼絞線取值0.12；θ－張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角（單位：弧度）。當為直線段時，θ＝0；σi1、σi2－分別為第i段鋼絞線兩端的拉力；式中：Li－第i段鋼絞線的實際長度；L－拋物線的水平投影長度；H－拋物線的矢高。根據GB50204－2002《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的規定，實際伸長值與計算伸長值的相對允許偏差應在±6％之間。在張拉過程中，如發現實際伸長值超出允許偏差范圍應暫停張拉，在采取措施（如調整張拉控制應力）后方可繼續張拉。此外，預應力鋼絞線張拉錨固后應檢查其內縮值，避免由于錨固引起的預應力損失超出設計值。采用夾片式錨具進行有頂壓施工時，一般內縮值應在5mm以內。內縮值的測量方法：鋼絞線張拉結束后、錨固前的外露長度減去錨固后的外露長度。張拉端處理、封錨鋼絞線錨固后，其外露部分應采用機械法切斷并焊牢，外露長度不小于鋼絞線直徑的1.5倍且不少于30mm。鋼絞線的張拉端若采用凸出式錨具，則錨具的保護層厚度不得小于50mm，露出的鋼絞線端頭的保護層厚度不得小于25mm（易腐蝕環境下不得小于50mm）。凸出式錨具應有防腐蝕和防機械撞擊的可靠措施。內凹式錨具通常深陷在混凝土構件內，僅須將錨具周圍仔細清理干凈，填灌高標號環氧砂漿或微膨脹細石混凝土即可。鋼絞線端頭的保護層不得小于25mm。、預應力工程強制性條款要求無粘結后張拉預應力鋼絞線進場前，必須按國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》GB／T5224的規定抽取試件進行力學性能檢驗，合格后方可進場。檢驗方法為：檢查產品合格證、出廠試驗報告和進場復試報告。預應力鋼絞線在鋪放時，其品種、級別、規格、數量必須符合設計要求。檢查方法：觀察和鋼尺檢查。預應力鋼絞線在張拉過程中應避免其斷裂或滑脫。當發生斷裂或滑脫時，斷裂或滑脫的數量嚴禁超過同一截面預應力總根數的3％，且每束鋼絲不得超過一根。對多跨、雙向連續板，同一截面按每跨計算。、綜合效益分析無粘結后張拉預應力空心樓板若改為傳統的梁板結構，因其空間較大，須采用肋梁（井字梁）樓蓋結構，由此將增加大量的搭架子、支模板、綁扎鋼筋的時間。而采用預應力結構，無論是樓板支承系統、模板組拼形式、還是工藝繁瑣程度都得到了極大簡化，施工速度大