大跨度現澆預應力空心樓蓋在室內體育館的應用及質量控制

朱國新

（滁州職業技術學院，安徽 滁州 239000）

1 引言

現澆預應力空心樓蓋是一種新型實用的結構體系，可以滿足建筑室內空間使用要求和室內跨度需要，集空心樓板和預應力技術之優點，在使用跨度范圍內能有效減輕樓板自重，節約鋼材和混凝土用量，增強結構的整體性，具有良好的隔音和隔熱效果，可以增加室內凈空高度，減少明梁或采用無梁結構，獲得較好的使用功能[1]。大跨度現澆預應力空心樓蓋的特點：在滿足結構強度、剛度的前提下，能夠減輕樓板自重30%～40%，增加結構跨度，取消或降低框架梁斷面高度，與明梁框架結構比較，采用薄壁方箱空心樓蓋，使用空間更開闊、美觀、平整，可免于二次吊頂。由于薄壁方箱空心樓蓋的封閉空腔結構減少了熱量傳遞，使隔熱、保溫性能得到顯著提高，也大大減少了樓層間噪聲的傳遞，克服了上下層間的撞擊噪聲干擾，經大量應用證明，樓蓋隔音效果提高10～20 dB（A），能有效提高建筑使用功能。

2 大跨度現澆預應力空心樓蓋在室內體育館的應用

某學院風雨操場工程總建筑面積20 783.99 m2，其中，地下室面積4 563.24 m2，建筑基底面積8 725.77 m2。項目于2018年3 月開工建設，2019 年11 月投入使用，為框架剪力墻結構多層建筑，地下1 層、地上3 層，建筑高度為22.71 m，2 層、3 層及頂層大面積采用了大跨度現澆預應力空心樓蓋技術，短跨方向跨度20 m，長跨方向跨度60 m。

本工程場館部分樓蓋結構在結構方案選型階段進行了多種結構形式比較，結合運動場館的建筑要求，最終確定為大跨度現澆薄壁方箱預應力空心樓蓋體系。左右兩側室內主場館采用預應力空心樓蓋，結構平面尺寸20.0 m×60.0 m，樓蓋板厚700 mm，主框架梁采用有黏結預應力技術，空心板采用無黏結預應力技術，空心板填充體采用薄壁方箱，箱體的基本尺寸為500 mm×500 mm×510 mm，有局部異形。

大跨度現澆預應力空心樓蓋工藝流程如下： 施工準備→搭設模板腳手架→綁扎空心樓蓋底鐵鋼筋、 肋梁鋼筋→預埋管線→鋪設預應力筋 （有黏結波紋管）→鋪設空心箱體并固定→綁扎板面層鋼筋→預應力筋節點安裝→隱蔽驗收→澆筑混凝土→預應力張拉→端部封堵（有黏結漿）。

3 大跨度現澆預應力空心樓蓋的質量控制關鍵點

3.1 模板支撐系統

大跨度現澆預應力空心樓蓋由于板厚較厚，而且有大量的空心箱體固定在肋梁內，空心箱體體積大，重量輕，澆筑混凝土時，混凝土會沖擊空心箱體，給整體樓蓋一個水平推力，必須在搭設時設置足夠的斜向剪刀撐來平衡水平推力，防止支撐系統失穩，檢查支撐系統時，要嚴格要求剪刀撐的設置，整塊模板支撐系統按照受荷采用滿堂密布支撐體系并進行模板支撐體系專項論證，驗收合格后方可澆筑混凝土。

3.2 普通鋼筋綁扎

預應力空心樓蓋采用密肋板的設計計算方法，因此，在空心箱體之間布置了大量的密肋梁，密肋梁的截面尺寸嚴格按照箍筋的尺寸下料，綁扎順直，以防密肋梁形成的截面尺寸有異形，導致箱體無法安裝就位。空心樓蓋的上下層鋼筋的綁扎順序應進行詳細排布，保證上下共4 層鋼筋網，以防止出現面層鋼筋保護層不足或為滿足保護層要求而導致的面層鋼筋無法施工。具體綁扎順序如下：先擺放短方向下層底板鋼筋和短方向肋梁，再擺放并綁扎長方向下底板鋼筋和肋梁鋼筋，完成兩層下部鋼筋網，綁扎面層鋼筋時，先擺放長方向上部鋼筋，使其與長方向肋梁主筋在同一高度，再擺放并綁扎短方向面層鋼筋。空心樓蓋鋼筋綁扎效果如圖1 所示。

圖1 空心樓蓋安裝效果

此綁扎方法有效保證了板厚和混凝土保護層厚度，如不采用此方法，會給普通鋼筋工程帶來施工困難，質量難以保證。

3.3 空心箱體抗浮措施質量控制

空心箱體的抗浮問題是本工程的重點和難點。混凝土澆筑時由于受到浮力和振搗作用可能導致內模上移、 樓板底模局部上移或鋼筋移位如不采取可靠的抗浮技術措施，可能嚴重影響樓板的施工質量[2]，修復困難。

抗浮措施主材采用12#鐵絲，根部固定于支撐系統（非模板上），上部綁扎固定于面層鋼筋，剖面如圖2 所示。

圖2 抗浮措施剖面圖

抗浮重點控制：一是抗浮點是否有遺漏，有無按照措施方案設置；二是抗浮點根部是否固定在支撐系統，而非模板處；三是檢查上部固定位置處鐵絲是否用力不當，使鐵絲斷裂，導致抗浮點失效。

3.4 預應力筋鋪設質量控制

普通鋼筋肋梁綁扎完成后，即可鋪設預應力筋，預應力筋在梁內沿曲線布置，每隔1～1.2 m 設置定位鋼筋，為保證定位準確，定位筋不能有位移，應采取焊接方式固定。預應力筋穿束時嚴格按照定位筋的高度綁扎固定預應力筋，這樣預應力筋張拉時才能保證對整體空心樓蓋的受力符合設計要求。

3.5 混凝土澆筑的質量控制

預應力空心樓蓋混凝土澆筑控制不好，會導致板底露筋、空洞等不密實問題，為了保證澆筑質量，在項目施工現場按澆筑工藝進行了實際模擬，尤其對澆筑拆模后的混凝土成型存在的問題進行了總結與調整，以確保混凝土澆筑的密實度和成型質量。

在施工過程中，主要從以下幾個方面進行控制：

第一，混凝土本身的坍落度，在保證混凝土強度的同時，澆筑時混凝土的坍落度不低于180 mm，保證流動性；

第二，肋梁內預應力筋的束型控制，肋梁是混凝土進入底板的主要通道，在肋梁內布置的預應力筋要集中，留出足夠的空間方便混凝土下漏，否則混凝土骨料下無法進入板底，致使混凝土成型會出現空洞；

第三，澆筑方法影響混凝土板底質量，澆筑混凝土是應采取分層澆筑的辦法進行澆筑，振搗至兩個箱體之間出漿方可，再進行第二次澆筑；

第四，為防止箱體拼裝后接縫不嚴密，拼裝后在接縫處用密封膠帶封閉加強，同時混凝土在澆筑過程中要派工人現場旁站檢查，時刻注意支架的穩定性和模板的拼縫，防止漏漿。

預應力空心樓蓋混凝土澆筑振搗時，除滿足施工規范要求，還需控制以下兩點：一是振搗時嚴禁振搗棒直接觸碰空心箱體或長時間振搗箱體，以防止振搗棒破壞箱體外殼，造成混凝土灌入箱體內，造成局部“實心板”。二是振搗棒振搗時要對預應力筋的張拉端部和固定端部加強振搗，保證密實，防止張拉端或固定端出現空洞或蜂窩麻面，影響張拉質量。

3.6 預應力筋的張拉質量控制

預應力筋的張拉灌漿事關預應力空心板整個受力體系的建立，必須嚴格把控。重點控制以下5 點。

第一，檢查張拉設備，張拉千斤頂和油表必須配套標定，且標定時間在有效期內（6 個月以內），以有MCC 認證的有資質的單位出具的校準證書為準，在施工過程中設備有損壞必須重新標定，否則張拉控制應力不準確。

第二，張拉前對所有的預應力筋張拉端部進行檢查，如端部不密實，張拉時端部破壞會影響張拉質量。

第三，預應力空心樓蓋張拉前嚴禁拆除支撐系統，因為在張拉前整個體系沒有建立，拆除支撐會造成預應力筋未受力，造成空心樓蓋變形。

第四，預應力筋張拉前規劃張拉順序，先張拉長方向，再張拉短方向，先張拉次受力預應力筋，再張拉主受力筋，平面上以對稱張拉為原則，使整個空心樓蓋受力均衡。

第五，預應力張拉時需雙控，即控制張拉力達到設計要求，預應力筋的伸長量在理論計算伸長值的浮動范圍內，兩個指標都達到要求后方可判定張拉合格，如兩個指標不能同時符合要求，則以張拉控制應力為主要指標，如張拉實際伸長值與計算伸長值偏差較大，需分析原因后，采取必要措施方可繼續施工[3]。

3.7 有黏結預應力筋孔道灌漿

張拉完畢后，用手提砂輪鋸切除外露多余預應力筋，切除后露出夾片的鋼絞線長度為30～50 mm，然后清除雜質。在錨具及承壓板表面涂以環氧樹脂，起防水防銹保護作用。

及時進行灌漿。水泥漿的水泥采用42.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.4，摻入少量減水劑和微膨脹劑，減水劑采用TW-3 型高效早強減水劑，摻量為水泥用量的1.5%； 膨脹劑采用AEA 膨脹劑，摻量為水泥用量的8%。灌漿前孔道應灌水洗凈、濕潤，灌漿應緩慢均勻進行，不得中斷，并應排氣通順，在灌滿孔道排出濃水泥漿并封閉排氣孔后，宜再繼續加壓至0.5～0.6 MPa，稍后再封閉灌漿孔[4]。

3.8 預應力筋端部封閉質量控制

大跨度現澆預應力空心樓蓋預應力的施加是通過兩端的錨固系統建立預壓應力，因此，在預應力筋張拉完成后要做好端部（特別是張拉端部）的封閉，從而提高結構的耐久性和安全性。對于無黏結預應力筋端部，錨具失效會導致整根預應力筋的卸載、失效，影響結構耐久性和安全性。因此，在端部封閉前，應對錨具進行防銹防腐處理，預留穴模空洞清理干凈并潤濕，采用與空心樓蓋同等級的微膨脹細石混凝土進行封堵。

4 結語

大跨度現澆預應力混凝土空心樓蓋體系在工程中的應用表明，作為一種新型混凝土樓蓋形式，將現澆預應力混凝土技術與空心板結構相結合，同時具備預應力平板和空心板兩者的優越性，不但自重輕、跨高比大、整體性強，而且質量可控，具有很好的經濟效益和社會效益。大跨度現澆預應力空心樓蓋在室內體育館中的應用效果良好，達到了設計目標。結合本項目的實際應用，通過施工過程中的關鍵工序質量控制，保證了結構體系的實現，總結了施工管理中的質量控制要點，為后續的項目總結了寶貴經驗，可以予以推廣。