關于大跨度混凝土結構的施工實例

韓靜軒

摘要：本文以河北國源賓館改擴建工程為例，詳細介紹了大跨度混凝土結構的施工方法。

關鍵詞：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，為框架結構，建筑抗震設防烈度為6度，抗震設防分類為丙類，建筑結構、地基基礎安全等級為2級，基礎為梁式筏板基礎，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，該區域層高8.95m，該區域框架柱截面尺寸為900×1450。

本工程地上部分預應力區域為⑩-/？鬁-？鬆軸，一層、三層在該區域為多功能廳，為大空間結構，其中⑩-軸間總距離為8.4×4=33.6m，鬁-鬆軸間距離為7×4=28m，預應力梁截面尺寸為600×1700，軸線跨度28m，每層總計5根，預應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、三層預應力區域外均有夾層，也就是說，該框架柱處還有拉梁。

該部分區域施工難點主要體現在柱、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、預應力、鋼筋、混凝土工程的施工。

1 模板工程

由于該區域層高、跨度較大，因此，從技術角度及安全角度，該區域模板工程顯得尤為重要，根據該部分區域空間特點，采用高大模板支設。

本工程模板支架原則上全部采用碗口式腳手架搭設。現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、橫桿可用標準扣件式架管搭設，立桿間距不得大于800mm，橫桿步距不大于1200mm。同時本工程參照現行腳手架規范設置聯墻桿、剪刀撐和水平剪刀加強層。

工程中梁底模板、梁側模板均采用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，其中預應力梁每個梁側面分別設置三道架管。沿梁高方向設三道對拉螺栓（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面分別設置二道架管。沿梁高方向設二道對拉螺栓（M16，穿20PVC 套管），間距為400、600mm，對拉螺栓沿梁跨度縱向間距600mm。

梁承重架支設方式采用多根承重立桿、木方、頂托支撐方式。其中預應力梁底沿梁橫截面方向每根主龍骨下設置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。本工程參照現行腳手架規范設置聯墻桿、剪刀撐和水平剪刀加強層。

由于現行規范沒有對碗扣式腳手架剪刀撐搭設作具體規定，而碗扣式腳手架整體穩定性優于扣件式腳手架，本工程參照鋼管式腳手架剪刀撐搭設。支架四邊與中間每隔6排支架立桿應設置一道縱向、橫向剪刀撐，由底至頂連續設置，并且在大梁梁底排架也加豎向剪刀撐；當模板支撐架高度大于4.8m時，頂端和底部必須設置水平剪刀撐，中間水平剪刀撐間距應小于或等于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 度角設置。

對于本工程一層、二層、三層與-0.05m標高處，相同部位的預應力梁、框架梁或井字梁，模板支架設計完全相同，支架必須貫通設置，即上一層與下一層的立桿位置必須一一對應，以保證荷載由三層通過立桿傳遞至地基。混凝土強度達到拆模強度后，梁兩側樓板支架可以拆除，梁底支架絕對不能拆除。待混凝土強度達到預應力張拉強度后，首先進行三層預應力梁的張拉，張拉完畢后，拆除三層預應力梁模板支架，然后進行二層預應力梁的張拉，張拉完畢后，拆除二層預應力梁模板支架，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構柱和墻體每3米連接牢固，柱位大橫桿通長拉結，形成整體，增強滿堂紅支撐架的整體穩定性。

后澆帶部位砼未澆筑前腳手架嚴禁拆除，為便于室內材料運輸，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，建筑物四周搭設全高全封閉的扣件式雙排鋼管腳手架。腳手架搭設采用雙排單立桿，防護腳手架與內部滿堂模板支架同時搭設，與主體結構聯為整體，連接點不大于三步三跨。扣件連接，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，外掛安全網做到定期清洗，保持清潔。雙排腳手架立桿頂端高出結構檐口上皮1.5m，搭設高度約為31.5m，立桿距結構外沿0.3m。操作層滿鋪竹笆，設兩道護欄，設高度18cm的擋腳板，腳手板下層都滿掛密目安全網。

關于模板工程附圖見文后圖片。

2 預應力、鋼筋工程

本工程預應力梁除常規鋼筋外，預應力梁采用φJ15.2-1860Mpa高強低松馳預應力砼用鋼鉸線，張拉端為QMV15-X型夾片式錨具，固定端采用JM15-1P型擠壓錨，預應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。

關于預應力工程施工前先做好技術準備，計算好下料長度、張拉控制應力、理論張拉伸長計算值等。關于本工程具體施工工藝如下：

2.1 制作及安裝

2.1.1 預應力筋制作

預應力筋下料在鋼絞線復檢合格后方可進行，下料應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一個固定鐵籠，確認固定牢固后，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，下料長度誤差應控制在0～100mm以內。

下料操作過程中，應遵循以下步驟：

①下料長度應綜合考慮其曲率、錨固端保護層厚度等因素，并應根據不同的張拉方式和錨固形式預留張拉長度。編制各預應力構件的下料長度，并按下料要求下料。

②下料時應先下長筋，后下短筋。

③根據下料單的長度，用砂輪鋸進行逐根切割。

④切割后逐根對鋼鉸線進行編號，長度相同為統一編號。

⑤下料后的鋼鉸線順直無側彎，切口無松散，如遇死彎必須切掉。

⑥每束鋼鉸線應按規格編號成束，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，應保持擠壓錨具套筒的內外清潔，在擠壓模內腔和擠壓錨套筒外壁涂抹潤滑油。

2.1.2 預應力筋孔道留設

①在土建工種支模板并綁扎普通鋼筋的同時，預應力工種與土建工種交叉作業。木工可先支設預應力梁的一側模板，鋼筋工先不綁扎掛鉤和影響預應力筋安裝的其它鋼筋。普通鋼筋應避讓預應力筋，箍筋的肢距應根據預應力筋的間距確定。

②金屬波紋管安裝前按設計預應力筋線形定位圖在箍筋上標出預應力筋的線形位置（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；按已經固定好的支架筋位置依次將波紋管穿入鋼筋籠內，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在預應力筋線形的兩端、最高點和最低點設置灌漿管、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，且伸出構件頂面500mm。

2.1.3 預應力筋安裝

①采用預應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預應力筋從內埋式固定端穿入，穿束前預先安裝固定端錨墊板，待整個集團束預應力筋穿入后將錨墊板固定在設計位置上，預應力筋從張拉端穿出長度滿足張拉設備的操作要求。

③預應力筋穿束完畢后，再由鋼筋工綁扎掛鉤等剩余鋼筋，同時預應力工種安裝張拉端錨墊板，錨墊板應與預應力筋方向相垂直，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由專業技術員對波紋管位置、預應力筋數量及兩端錨墊板逐個檢查確認無誤后，由木工封閉另一側側模和端模。

2.1.4 砼澆筑

①預應力筋及有關組件鋪設安裝完畢后，進行隱蔽工程驗收，確定合格后才能澆筑砼。

②砼澆筑時，由質量檢查員對預應力部位進行監護，預應力工種安排專門人員值班發現問題及時向總包單位提出。

③混凝土澆筑時，嚴禁踏壓撞碰預應力筋、支承架以及端部預埋構件，同時砼澆筑時的下落高度不能太大，以免產生較大的沖擊力，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行振搗。在梁與柱、墻結點處，由于鋼筋、預應力筋密集，應采取措施振搗，不得出現蜂窩或孔洞。

⑤張拉端、錨固端混凝土必須振搗密實。

⑥預應力梁混凝土澆筑時，應增加制作兩組混凝土試塊，兩組試塊和預應力梁混凝土同條件養護，以供張拉使用。

⑦在混凝土澆筑過程中，應檢查波紋管是否漏漿。

2.2 張拉

2.2.1 準備

①對預應力張拉設備及其壓力表進行維護和標定（校正），張拉用千斤頂與壓力表應配套標定（校正）配套使用。

②預應力筋的張拉時，混凝土強度達到設計強度的90%（或根據施工圖紙設計要求），且混凝土齡期不少于7天，張拉時的混凝土強度以現場同條件養護條件下的砼試塊試壓報告為準。

③錨具安裝前，清理錨墊板端面混凝土和錨墊板喇叭管內的雜物，檢查錨墊板周圍的混凝土密實性。

④錨具安裝時錨板應對中，將夾片擊緊且縫隙均勻。

⑤張拉設備安裝，應使張拉力的作用線與預應力筋中心線重合。

⑥張拉前計算張拉力、壓力表讀數、張拉伸長值。

2.2.2 預應力筋張拉

①張拉順序：自上而下逐層張拉，若結構承載力能滿足施工荷載要求時亦可自下而上逐層張拉；預應力梁內預應力筋張拉順序，遵循對稱張拉的原則。

②預應力筋的張拉程序：

0→10%σcon→103%σcon→錨固。

③張拉采用“應力控制，伸長值校核“法，每束預應力筋在張拉以前先計算理論伸長值和控制壓力表讀數作為施工張拉的依據，每一束預應力筋張拉時，對張拉力、壓力表讀數、張拉伸長值、異常現象做詳細記錄。

預應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。

預應力筋實測伸長量與理論伸長值比較，其誤差應符合《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB50204-2002）要求：誤差范圍在±6%以內。

④張拉時應時刻注意觀察梁側、梁頂情況，如出現問題，應及時停止張拉，待查明原因及制定出相應措施后繼續張拉。嚴禁梁中預應力筋張拉前拆除預應力梁的底模，但需拆除梁的側模和非預應力板的底模，以減少對預應力梁自由收縮的約束。

2.3 灌漿封錨

①在每根波紋管內灌漿必須連續，中途不得停頓，一次灌滿為止。若孔道灌漿過程中發生局部堵塞現象時，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，繼續加壓至0.5Mpa，封閉灌漿孔。

④預應力梁采用一邊張拉，一邊灌漿的方式，即本層梁預應力筋全部張拉完畢后，盡量在48小時之內完成灌漿。

⑤待灌漿完成后用手砂輪切割預應力筋錨固后外露部分，預應力筋剩余外露長度大于25mm。

⑥封錨按照設計或《后張預應力混凝土結構施工圖表示方法及構造詳圖》06SG429的要求進行，封錨前將錨具周圍混凝土清理干凈，封錨混凝土采用與預應力梁同強度等級的混凝土。

本工程1450×900截面框架柱9.95m標高以下柱筋為74根￠32三級鋼筋，9.95m標高以上為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人合力調好準確位置，同時由6人對鋼筋進行臨時固定，2人對鋼筋進行焊接，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腳手架以便于施工。

3 混凝土工程

關于針對泵送混凝土的安全措施：

①精心設計混凝土澆筑方案，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嚴格控制施工實際荷載不超過設計荷載，對出現的超過最大荷載要有相應的控制措施，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，發現下沉、松動和變形情況及時解決。

④混凝土澆筑應嚴格按照要求分段分層施工，并派專人負責看模，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泵送設備必須放置在平穩、堅實的地面，周圍不得有障礙物。

⑥泵送管道敷設后，應進行耐壓性試驗。

⑦使用輸送泵輸送混凝土時，應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。輸送前應試送，檢修時必須卸壓。

⑧澆筑前應檢查砼泵管有無裂紋，損壞變形或磨損嚴重的應立即更換。

⑨澆灌高度2m以上的框架梁、柱模混凝土應搭設操作平臺，無安全防護設施的應系掛安全帶，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調作業，動作要一致，作業架的腳手板應鋪設嚴密，嚴防踩空墜落。

泵送過程中發生輸送管道堵塞現象時，應進行逆向運轉使返回料斗，必要時應拆管排除堵塞。

遇有五級大風以上時，必須停止泵送作業。