方案四川航站楼工程框架柱有粘结预应力施工方案.docx
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方案四川航站楼工程框架柱有粘结预应力施工方案
方案四川航站楼工程框架柱有粘结预应力施工方案
第一章编制依据
1.施工图纸:
中国建筑西南设计研究院有限公司的相关图纸及设计说明;
2.规范、标准文件:
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002;
《建筑工程预应力施工规程》CECS180:
2005;
《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003;
《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2002;
《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2007;
《预应力用液压千斤顶》JG/T5028-93;
《预应力用电动油泵》JG/T5029-93;
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001;
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99;
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001。
3.相关厂家的配套产品说明。
4.国家、四川省的有关法律法规。
第二章工程概况
本工程2、3、4和5区的H轴、2E轴混凝土框架柱(在14轴~49轴之间)采用有粘结预应力技术,预应力混凝土框架柱共64根。
框架柱基础有承台基础、独立基础及板式基础三种类型,基础顶标高自-1.300m~-11.650m不等。
框架柱截面呈矩形,有1600×2400mm及1800×2400mm两种规格。
柱顶标高为19.650m,H轴预应力框架柱局部高度为21.654m,如图1所示。
图1预应力框架柱示意图
本工程预应力框架柱在+6.100m以下截面配4束预应力筋,+6.100m以上截面配8束预应力筋。
通长束预应力筋固定端埋置在-6.200m、-3.800m、-3.200m、-2.300m标高处,局部固定端设置在基础内。
张拉端设置在柱顶。
+6.100m以上增加的4束预应力筋下部为固定端,柱顶为张拉端。
张拉端和固定端节点大样如上图所示。
本工程设计图纸中预应力筋采用抗拉强度标准值fptk=1860MPa,公称直径15.2mm低松弛钢绞线(φs)。
张拉锚端锚固体系采用符合国家规范和质量要求Ⅰ类夹片锚具及其配套的锚垫板及螺旋筋,固定端采用群锚锚固体系,局部采用挤压锚具。
预应力孔道采用波纹管成孔。
预应力框架柱混凝土设计强度等级为C50~C60。
第三章预应力框架柱施工难点
本工程框架柱竖向预应力钢绞线最长达27.854m,与6个层面相连,且预应力束底部固定端最深埋置在框架柱-6.200m标高。
因为钢绞线和金属波纹管均为柔性材料,施工时波纹管和钢绞线束固定困难,无法一次施工到顶,故建议预应力框架柱采用钢管成孔,预应力束采用分段预埋钢管、后穿钢绞线的方式(其中48、49、14、15轴与H轴、2E轴相交处的框架柱通长束在浇筑基础底板时需事先预埋钢绞线)。
根据以往工程经验并结合本工程的特点,提出以下预应力框架柱的施工方案。
第四章施工方案
4.1先穿式施工
先穿式施工为在框架柱混凝土浇筑前将预应力束穿入预埋钢管的方法。
优点:
1、施工方便、不影响结构工期。
缺点:
1、基础浇筑混凝土时,钢绞线最长约24m,保护较为困难;
2、不便于脚手架搭设、钢筋绑扎及模板封闭;
3、不便于浇筑混凝土。
14、15、48、49轴与H轴、2E轴相交处的框架柱通长束的底部固定端埋置在基础底板内需采用预埋钢管、先穿钢绞线的做法。
即在浇注基础混凝土时将钢绞线预埋,在预应力框架柱混凝土浇筑至顶且达到设计强度要求时,进行张拉和灌浆。
穿束时可采用单根穿入的方法。
固定端采用挤压锚具,并在挤压锚具的下部设置钢板以利于钢绞线的受力均匀,钢板底部用Ф32钢筋笼支撑。
孔道采用钢管成孔,灌浆孔采用Ф20钢管与钢管焊接牢固(见图4)。
外露钢绞线需用塑料布保护以防止锈蚀。
图2框架柱通长束固定端类型1(49、14轴与H轴、2E轴相交处)
图3框架柱通长束固定端类型2(48、15轴与H轴、2E轴相交处)
图4基础部分固定端及灌浆示意图
4.2后穿式施工
后穿式施工为先预埋钢管待框架柱混凝土浇筑至顶后再穿设钢绞线的方法。
后穿钢绞线也可采用单根穿束的方法。
穿束前预先在两端预留工作长度,采用夹片式锚具固定。
张拉灌浆结束后,将多余的钢绞线切除并进行封锚处理。
底部锚固端标高在-6.200m、-3.800m、-3.200m、-2.300m处的通长束以及底部锚固端在6.100m处的非通长束采用预埋钢管、后穿钢绞线的做法。
优点:
1、施工方便、不影响工期;
2、便于脚手架搭设、钢筋绑扎及模板封闭;
3、便于浇筑混凝土;
4、便于钢绞线的保护。
缺点:
1、为保证钢绞线束的整体穿束,采用钢管,增加施工成本。
由于此固定端高度位于结构底板与楼层之间,为便于混凝土的浇筑及钢绞线的保护,此处固定端采用斜置槽口做法,固定端采用夹片式锚具锚固。
即在框架柱的侧面设置三角形槽口或矩形块,在柱体内预埋钢管,待框架柱混凝土浇筑完成后再穿设钢绞线,待混凝土强度达到设计要求时,进行张拉和灌浆。
考虑到建筑外立面的美观需要,三角形槽口设置在框架柱内。
此做法框架柱部分主筋需断开,待张拉灌浆结束后进行恢复处理
图5通长束-3.200m固定端
图6通长束-2.300m固定端类型1
图7通长束-2.300m固定端类型2
图8通长束-6.200m固定端
图9通长束-3.800m固定端
图10非通长束6.100m固定端类型1
图11非通长束6.100m固定端类型2
4.3钢管之间的连接
由于预应力框架柱的高度达33.3m,且穿越多个楼层,为便于施工,钢管根据施工需要分段设置。
固定钢管采用支架钢筋井字型方式,支架钢筋与柱内普通钢筋电焊连接,钢筋直径不小于16mm,间距不大于1.0m。
钢管连接采用加接套管的形式,套管长度为100mm,连接口采用电焊满焊,并用防水胶布缠绕密封。
焊缝需连续以避免漏浆致使孔道堵塞(见图12)。
由于混凝土结构逐层浇筑施工,故在预应力框架柱施工时需搭设专用脚手架堆放卷起的外露钢绞线,且需用塑料布包裹(见图13)。
图12钢管连接示意图图13专用脚手架
4.4灌浆孔的设置
由于预应力框架柱的高度影响,为确保预应力孔道灌浆的密实性,在预应力束固定端设置灌浆孔(先穿法施工,见图4),或利用固定端部的灌浆孔(后穿法施工),并在孔道中部分段设置2~3道灌浆孔,每一灌浆孔在楼面上部约300mm的位置。
灌浆孔采用Φ20钢管与钢管焊接牢固。
此方法的优点在于可减小由于高度影响造成的灌浆压力损失,确保孔道的密实性。
(见下图)
图14灌浆孔设置示意图1
图15灌浆孔设置示意图2
4.5张拉端部构造
预应力束张拉端构造(待钢结构安装方案确认后最终确定)。
做法一:
外置式
由于预应力柱端部钢筋较密,且均为Φ40钢筋,为了减少张拉端对框架柱钢筋的影响,在不影响上部钢结构安装的情况下,建议采用外置式张拉端。
此方法的优点在于:
(1)不受柱主筋的影响,张拉端设置方便;
(2)减少张拉后钢筋焊接工作量(见图16)。
图16外置式张拉端布置图
做法二:
内置式
由于上部钢结构安装的影响,张拉端采用内置式,即在框架柱顶预先设置300x300mm的预留槽口,预留槽深度约150mm。
待张拉灌浆结束后,进行钢筋焊接及混凝土封闭(见图17)。
图17内置式张拉端布置图
4.6预应力张拉施工
由于预应力框架柱张拉属高空作业,所以张拉前需搭设操作平台,操作平台经安全人员验收合格后方可使用(见图18)。
张拉采用YCW-400型及YCW-250型千斤顶及ZB-800型高压油泵。
千斤顶及油表需经试验室配套校准后方可使用(见图19)。
图18张拉操作平台
图19预应力张拉设备
张拉控制应力σcon=0.75fptk=1395N/mm2,张拉时混凝土强度需达到100%。
张拉力见附表:
孔道规格
100%张拉力(KN)
103%张拉力(KN)
15-10
1953.0
2011.6
15-12
2343.6
2413.9
15-13
2538.9
2615.1
15-15
2929.5
3017.4
15-17
3320.1
3419.7
15-18
3515.4
3620.9
4.7预应力孔道灌浆
张拉完成后即可进行孔道灌浆。
灌浆时自下而上逐层进行直至框架柱顶部。
灌浆采用52.5普硅水泥,灌浆强度≥M35。
灌浆完成后应进行二次重力补浆以确保灌浆的密实性。
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