大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋在室內(nèi)體育館的應(yīng)用及質(zhì)量控制

朱國(guó)新

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 滁州 239000）

1 引言

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋是一種新型實(shí)用的結(jié)構(gòu)體系，可以滿足建筑室內(nèi)空間使用要求和室內(nèi)跨度需要，集空心樓板和預(yù)應(yīng)力技術(shù)之優(yōu)點(diǎn)，在使用跨度范圍內(nèi)能有效減輕樓板自重，節(jié)約鋼材和混凝土用量，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性，具有良好的隔音和隔熱效果，可以增加室內(nèi)凈空高度，減少明梁或采用無(wú)梁結(jié)構(gòu)，獲得較好的使用功能[1]。大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋的特點(diǎn)：在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的前提下，能夠減輕樓板自重30%～40%，增加結(jié)構(gòu)跨度，取消或降低框架梁斷面高度，與明梁框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jīng)大量應(yīng)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(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋在室內(nèi)體育館的應(yīng)用

某學(xué)院風(fēng)雨操場(chǎng)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(xiàng)目于2018年3 月開工建設(shè)，2019 年11 月投入使用，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)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(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋技術(shù)，短跨方向跨度20 m，長(zhǎng)跨方向跨度60 m。

本工程場(chǎng)館部分樓蓋結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)方案選型階段進(jìn)行了多種結(jié)構(gòu)形式比較，結(jié)合運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館的建筑要求，最終確定為大跨度現(xiàn)澆薄壁方箱預(yù)應(yīng)力空心樓蓋體系。左右兩側(cè)室內(nèi)主場(chǎng)館采用預(yù)應(yīng)力空心樓蓋，結(jié)構(gòu)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(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，空心板采用無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，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(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋工藝流程如下： 施工準(zhǔn)備→搭設(shè)模板腳手架→綁扎空心樓蓋底鐵鋼筋、 肋梁鋼筋→預(yù)埋管線→鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋 （有黏結(jié)波紋管）→鋪設(shè)空心箱體并固定→綁扎板面層鋼筋→預(yù)應(yīng)力筋節(jié)點(diǎn)安裝→隱蔽驗(yàn)收→澆筑混凝土→預(yù)應(yīng)力張拉→端部封堵（有黏結(jié)漿）。

3 大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 模板支撐系統(tǒng)

大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)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(nèi)，空心箱體體積大，重量輕，澆筑混凝土?xí)r，混凝土?xí)_擊空心箱體，給整體樓蓋一個(gè)水平推力，必須在搭設(shè)時(shí)設(shè)置足夠的斜向剪刀撐來(lái)平衡水平推力，防止支撐系統(tǒng)失穩(wěn)，檢查支撐系統(tǒng)時(shí)，要嚴(yán)格要求剪刀撐的設(shè)置，整塊模板支撐系統(tǒng)按照受荷采用滿堂密布支撐體系并進(jìn)行模板支撐體系專項(xiàng)論證，驗(yàn)收合格后方可澆筑混凝土。

3.2 普通鋼筋綁扎

預(yù)應(yīng)力空心樓蓋采用密肋板的設(shè)計(jì)計(jì)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(yán)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(dǎo)致箱體無(wú)法安裝就位。空心樓蓋的上下層鋼筋的綁扎順序應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)排布，保證上下共4 層鋼筋網(wǎng)，以防止出現(xiàn)面層鋼筋保護(hù)層不足或?yàn)闈M足保護(hù)層要求而導(dǎo)致的面層鋼筋無(wú)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(zhǎng)方向下底板鋼筋和肋梁鋼筋，完成兩層下部鋼筋網(wǎng)，綁扎面層鋼筋時(shí)，先擺放長(zhǎng)方向上部鋼筋，使其與長(zhǎng)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(hù)層厚度，如不采用此方法，會(huì)給普通鋼筋工程帶來(lái)施工困難，質(zhì)量難以保證。

3.3 空心箱體抗浮措施質(zhì)量控制

空心箱體的抗浮問(wèn)題是本工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。混凝土澆筑時(shí)由于受到浮力和振搗作用可能導(dǎo)致內(nèi)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(shù)措施，可能嚴(yán)重影響樓板的施工質(zhì)量[2]，修復(fù)困難。

抗浮措施主材采用12#鐵絲，根部固定于支撐系統(tǒng)（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(diǎn)控制：一是抗浮點(diǎn)是否有遺漏，有無(wú)按照措施方案設(shè)置；二是抗浮點(diǎn)根部是否固定在支撐系統(tǒng)，而非模板處；三是檢查上部固定位置處鐵絲是否用力不當(dāng)，使鐵絲斷裂，導(dǎo)致抗浮點(diǎn)失效。

3.4 預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)質(zhì)量控制

普通鋼筋肋梁綁扎完成后，即可鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋在梁內(nèi)沿曲線布置，每隔1～1.2 m 設(shè)置定位鋼筋，為保證定位準(zhǔn)確，定位筋不能有位移，應(yīng)采取焊接方式固定。預(yù)應(yīng)力筋穿束時(shí)嚴(yán)格按照定位筋的高度綁扎固定預(yù)應(yīng)力筋，這樣預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)才能保證對(duì)整體空心樓蓋的受力符合設(shè)計(jì)要求。

3.5 混凝土澆筑的質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力空心樓蓋混凝土澆筑控制不好，會(huì)導(dǎo)致板底露筋、空洞等不密實(shí)問(wèn)題，為了保證澆筑質(zhì)量，在項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)按澆筑工藝進(jìn)行了實(shí)際模擬，尤其對(duì)澆筑拆模后的混凝土成型存在的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)與調(diào)整，以確保混凝土澆筑的密實(shí)度和成型質(zhì)量。

在施工過(guò)程中，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：

第一，混凝土本身的坍落度，在保證混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，澆筑時(shí)混凝土的坍落度不低于180 mm，保證流動(dòng)性；

第二，肋梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的束型控制，肋梁是混凝土進(jìn)入底板的主要通道，在肋梁內(nèi)布置的預(yù)應(yīng)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(wú)法進(jìn)入板底，致使混凝土成型會(huì)出現(xiàn)空洞；

第三，澆筑方法影響混凝土板底質(zhì)量，澆筑混凝土是應(yīng)采取分層澆筑的辦法進(jìn)行澆筑，振搗至兩個(gè)箱體之間出漿方可，再進(jìn)行第二次澆筑；

第四，為防止箱體拼裝后接縫不嚴(yán)密，拼裝后在接縫處用密封膠帶封閉加強(qiáng)，同時(shí)混凝土在澆筑過(guò)程中要派工人現(xiàn)場(chǎng)旁站檢查，時(shí)刻注意支架的穩(wěn)定性和模板的拼縫，防止漏漿。

預(yù)應(yīng)力空心樓蓋混凝土澆筑振搗時(shí)，除滿足施工規(guī)范要求，還需控制以下兩點(diǎn)：一是振搗時(shí)嚴(yán)禁振搗棒直接觸碰空心箱體或長(zhǎng)時(shí)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(nèi)，造成局部“實(shí)心板”。二是振搗棒振搗時(shí)要對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉端部和固定端部加強(qiáng)振搗，保證密實(shí)，防止張拉端或固定端出現(xiàn)空洞或蜂窩麻面，影響張拉質(zhì)量。

3.6 預(yù)應(yīng)力筋的張拉質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力筋的張拉灌漿事關(guān)預(yù)應(yīng)力空心板整個(gè)受力體系的建立，必須嚴(yán)格把控。重點(diǎn)控制以下5 點(diǎn)。

第一，檢查張拉設(shè)備，張拉千斤頂和油表必須配套標(biāo)定，且標(biāo)定時(shí)間在有效期內(nèi)（6 個(gè)月以內(nèi)），以有MCC 認(rèn)證的有資質(zhì)的單位出具的校準(zhǔn)證書為準(zhǔn)，在施工過(guò)程中設(shè)備有損壞必須重新標(biāo)定，否則張拉控制應(yīng)力不準(zhǔn)確。

第二，張拉前對(duì)所有的預(yù)應(yīng)力筋張拉端部進(jìn)行檢查，如端部不密實(shí)，張拉時(shí)端部破壞會(huì)影響張拉質(zhì)量。

第三，預(yù)應(yīng)力空心樓蓋張拉前嚴(yán)禁拆除支撐系統(tǒng)，因?yàn)樵趶埨罢麄€(gè)體系沒有建立，拆除支撐會(huì)造成預(yù)應(yīng)力筋未受力，造成空心樓蓋變形。

第四，預(yù)應(yīng)力筋張拉前規(guī)劃張拉順序，先張拉長(zhǎng)方向，再?gòu)埨谭较颍葟埨问芰︻A(yù)應(yīng)力筋，再?gòu)埨魇芰睿矫嫔弦詫?duì)稱張拉為原則，使整個(gè)空心樓蓋受力均衡。

第五，預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)需雙控，即控制張拉力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量在理論計(jì)算伸長(zhǎng)值的浮動(dòng)范圍內(nèi)，兩個(gè)指標(biāo)都達(dá)到要求后方可判定張拉合格，如兩個(gè)指標(biāo)不能同時(shí)符合要求，則以張拉控制應(yīng)力為主要指標(biāo)，如張拉實(shí)際伸長(zhǎng)值與計(jì)算伸長(zhǎng)值偏差較大，需分析原因后，采取必要措施方可繼續(xù)施工[3]。

3.7 有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋孔道灌漿

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

及時(shí)進(jìn)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(qiáng)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(yīng)灌水洗凈、濕潤(rùn)，灌漿應(yīng)緩慢均勻進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)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(xù)加壓至0.5～0.6 MPa，稍后再封閉灌漿孔[4]。

3.8 預(yù)應(yīng)力筋端部封閉質(zhì)量控制

大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋預(yù)應(yīng)力的施加是通過(guò)兩端的錨固系統(tǒng)建立預(yù)壓應(yīng)力，因此，在預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。對(duì)于無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋端部，錨具失效會(huì)導(dǎo)致整根預(yù)應(yīng)力筋的卸載、失效，影響結(jié)構(gòu)耐久性和安全性。因此，在端部封閉前，應(yīng)對(duì)錨具進(jìn)行防銹防腐處理，預(yù)留穴模空洞清理干凈并潤(rùn)濕，采用與空心樓蓋同等級(jí)的微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行封堵。

4 結(jié)語(yǔ)

大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土空心樓蓋體系在工程中的應(yīng)用表明，作為一種新型混凝土樓蓋形式，將現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)與空心板結(jié)構(gòu)相結(jié)合，同時(shí)具備預(yù)應(yīng)力平板和空心板兩者的優(yōu)越性，不但自重輕、跨高比大、整體性強(qiáng)，而且質(zhì)量可控，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。大跨度現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓蓋在室內(nèi)體育館中的應(yīng)用效果良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。結(jié)合本項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)施工過(guò)程中的關(guān)鍵工序質(zhì)量控制，保證了結(jié)構(gòu)體系的實(shí)現(xiàn)，總結(jié)了施工管理中的質(zhì)量控制要點(diǎn)，為后續(xù)的項(xiàng)目總結(jié)了寶貴經(jīng)驗(yàn)，可以予以推廣。