先張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板施工探析

陳 嵐

（福建省榕源建設(shè)工程有限公司，福建 福州 350400）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，近年來，出現(xiàn)了許多大面積、高層、隔層使用的大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件用于屋面系統(tǒng)。雙T板就是其中的一種，可以降低建筑物的高度，增加使用空間，同時減輕建筑物的自重，克服了混凝土構(gòu)件材料消耗大，體大量重的弊端，使混凝土構(gòu)件具有輕鋼結(jié)構(gòu)的美觀和混凝土構(gòu)件的耐久性。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙T 板是梁板合一的構(gòu)件，是梁（ 屋架） 和屋面板的更新?lián)Q代產(chǎn)品。其施工方便，進度快，施工縫少，可以工廠化制作，質(zhì)量容易保證，可以降低建筑物的綜合造價。

1 雙T板的特點

由于建筑行業(yè)的不斷發(fā)展與進步，預(yù)應(yīng)力混凝土屋面構(gòu)件得到了廣泛的運用，而雙T板作為常見的一種預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，也被廣泛應(yīng)用于房屋建筑中。通常情況下，混凝土構(gòu)件自身重量較大、澆筑過程復(fù)雜且對原料配合比要求較高，而雙T板能夠在一定程度上減小了混凝土構(gòu)件自身的重量，極大可能地減小建筑物高度，從而實現(xiàn)空間利用率的最大化，使得混凝土構(gòu)件擺脫了傳統(tǒng)缺陷，具備現(xiàn)代化輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展優(yōu)勢。雙T板的施工工藝簡便，能夠縮短施工工期，減少施工縫的產(chǎn)生，能夠進行大批量生產(chǎn)進而減少工程造價成本投入。當(dāng)前，雙T板的生產(chǎn)和使用受到越來越多的關(guān)注，對其開展研究及施工探討，為今后的工程施工提供可靠的參考依據(jù)。圖1展示的是一類雙T板具體的平、立、剖面圖。

雙T板能夠應(yīng)用于大跨度或多高層建筑物，主要是因為其自身重量較小，材料綜合性能良好，具備較強的抗變形能力，耐火及耐腐蝕性好，施工工藝簡便且能夠進行提前預(yù)制，大大縮短了工期，在雙T板的生產(chǎn)過程中，能夠借助定型鋼模等設(shè)備，最大程度地保證了混凝土構(gòu)件的可靠質(zhì)量。

根據(jù)各種不同大跨度建筑物的結(jié)構(gòu)圖紙比對及分析，通過不同極限狀態(tài)下混凝土構(gòu)件的承載力大小及預(yù)應(yīng)力損失計算，根據(jù)鋼筋張拉狀態(tài)下的預(yù)應(yīng)力大小，同時對大跨度建筑物的梁及板進行方案設(shè)計及建筑施工，在借助定型鋼模等確保混凝土構(gòu)件質(zhì)量及預(yù)應(yīng)力張拉的基礎(chǔ)上，使得雙T板具備一定程度的預(yù)應(yīng)力，大大提高了其實用性。

2 雙T板的使用范圍

由于雙T板具有抗變形能力強、自重小等優(yōu)點，可應(yīng)用于常規(guī)工業(yè)建筑或多高層住宅建筑的屋面板、樓板等部位，通常車庫樓板也可采用雙T板進行施工，以上適用的建筑物或構(gòu)筑物，要求抗震等級小于或等于8度，裂縫控制要求對應(yīng)為二級。雙T板具有良好的耐火性能，因此耐火等級為二級及以下的建筑物樓板也可適用，通常要求建筑物的使用年限不超過50年[1]。

平潭綜合試驗區(qū)“糧食園區(qū)”屬于一般工業(yè)民用建筑，園區(qū)內(nèi)工業(yè)廠房較多，例如糧食倉儲房、糧食加工用房、工人生活用房、維修設(shè)備間等，不同廠房需滿足糧食生產(chǎn)的各類需求，因此可采用雙T板進行屋面樓板施工，在保證平潭綜合試驗區(qū)“糧食園區(qū)”房屋建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，能夠大大縮短施工工期。

圖1 雙T板示意圖

3 雙T板的施工步驟、施工原理及注意事項

3.1 工藝流程

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板施工工藝流程圖如圖2所示。

3.2 施工原理

在進行雙T板的預(yù)應(yīng)力施加時，通常采用先張法。在進行設(shè)計時應(yīng)根據(jù)樓板的受力情況提前明確鋼筋的預(yù)應(yīng)力大小，利用夾具將鋼筋的一端固定，另一端進行張拉，并張拉至需要的預(yù)應(yīng)力大小后再進行鋼筋另一端的固定。在處于張拉狀態(tài)下的鋼筋上澆筑混凝土，振搗密實后進行混凝土的養(yǎng)護及凝固，待混凝土的凝固強度不低于80%的強度時，松開鋼筋兩端的夾具，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力能夠使鋼筋在放松狀態(tài)下也具備一定大小的預(yù)應(yīng)力，最終完成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的制作。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件因其本身具有一定程度的抗變形能力，在施工過程中，能夠提高建筑物局部抗裂能力，增強結(jié)構(gòu)剛度。雙T板可以提前大批量生產(chǎn)，從而縮短施工工期，為了提高生產(chǎn)效率，通?？山柚潭ㄤ撃＞邅韺崿F(xiàn)先張法預(yù)應(yīng)力施工。

3.3 注意事項

3.3.1 熟悉圖紙

根據(jù)圖紙及計算書要求，明確雙T板的使用部位、受力特征及尺寸大小，在理論計算的基礎(chǔ)上，分析雙T板的預(yù)應(yīng)力損失情況。在施加鋼筋預(yù)應(yīng)力的過程中 假設(shè)固定鋼筋端部的夾具變形量及鋼筋內(nèi)縮變形量在3 mm～5 mm，鋼筋一端固定，另一端張拉，兩端距離假設(shè)為比板跨度增大1 m。張拉過程中的其他損失參考行業(yè)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，通過計算可得雙T板預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉過程中的控制應(yīng)力，見表1。

圖2 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板施工工藝流程

表1 預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉過程中的控制應(yīng)力

3.3.2 設(shè)計計算

根據(jù)雙T板的最不利受力狀態(tài)分析其在極限狀態(tài)下的承載力大小。對雙T板的相關(guān)參數(shù)假設(shè)如下：安全等級按二級考慮，將雙T板視為簡支結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)承受的外荷載形式為均布荷載，且其構(gòu)件的重要性參數(shù)通常按1.0來考慮，那么雙T板的荷載基本組合如下：γGGK+γQQK。其中，γG為永久荷載分項系數(shù)；γQ為可變荷載分項系數(shù)；GK為永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值；QK為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值[2]。

正常使用極限狀態(tài)計算。抗裂驗算：板的裂縫控制等級為二級，板的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合按下式計算。標(biāo)準(zhǔn)組合：GK+QK。準(zhǔn)永久組合：GK+φQK。其中，φ為可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)。撓度驗算：板的撓度按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮荷載長期作用影響的剛度β進行計算。驗算撓度時，可將計算得出的撓度值減去板的預(yù)應(yīng)力反拱值，板的允許撓度值取L0/300，其中，L0為板的計算跨度。

板面計算時兩側(cè)懸臂部分按懸臂板計算，中間板面部分跨度最大彎矩按qc2/10計算，q為板面荷載設(shè)計值（含板自重）；c為兩肋間凈距。

3.3.3 模具制作

根據(jù)圖紙及雙T板尺寸進行施工模板制作。按照雙T板的方案設(shè)計圖紙與板模圖確定一個相對平面且特征明顯的部位進行局部放大，從而得到雙T板的放大樣，而對于特殊部位，例如帶角度或造型等，可以借助油氈進行復(fù)制，供后期使用。對新購買的角鐵或者槽鋼等材料進行手動調(diào)直，確保其垂平度滿足設(shè)計要求，并按尺寸切割到位，再根據(jù)局部放大樣圖進行焊接，為了便于后期施工吊裝，可以在鋼模側(cè)邊焊接V型鋼筋的吊裝定位點，雙T板制作定型鋼模如圖3所示。根據(jù)圖紙及尺寸要求加工雙T板的底胎，調(diào)整一塊較為平整的場地，按照雙T板的尺寸進行灰土夯實，并在其上方放置錨具及鋼筋網(wǎng)，根據(jù)埋件點位圖進行預(yù)埋件的布設(shè)后進行混凝土的澆筑，使鋼筋的張拉端及混凝土底胎整體施工完成。當(dāng)混凝土達到凝結(jié)強度后，進行模板的平整度及預(yù)埋件準(zhǔn)確度的復(fù)核，如果有偏差的，應(yīng)及時修復(fù)整改。在完成雙T板模具的安裝就位后，需開展鋼絞線的試預(yù)拉，檢測鋼筋是否能在控制應(yīng)力的作用下達到設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力大小，在試驗過程中，應(yīng)仔細記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，觀察張拉現(xiàn)象，為后期大批量生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)參考。

圖3 雙T板制作定型鋼模

3.3.4 試生產(chǎn)

在進行雙T板施工前，需按照設(shè)計要求提前準(zhǔn)備齊全的施工材料，對板體混凝土進行配合比確認(rèn)及試驗，完成鋼筋網(wǎng)的綁扎工作，復(fù)核預(yù)埋件的點位圖并進行預(yù)埋件生產(chǎn)制作，按圖紙要求裁剪相應(yīng)尺寸及強度要求的鋼絞線等[3]。

3.3.5 混凝土澆筑

在混凝土澆筑過程中，為了保證混凝土的密實性，需要對其進行充分振搗，在振搗時，需要避免預(yù)埋件等構(gòu)建錯位而影響模板的精確性，確保端部鋼板及錨具等固定位置滿足設(shè)計要求，待完成澆筑后，按一定比例對混凝土試塊進行抽樣材料性能檢測，確保強度滿足要求。

3.3.6 預(yù)應(yīng)力鋼筋放張

當(dāng)完成預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉后，需要進行混凝土澆筑，按標(biāo)準(zhǔn)完成養(yǎng)護及凝結(jié)，當(dāng)混凝土的凝結(jié)強度不低于75%的設(shè)計強度時，即可對預(yù)應(yīng)力鋼筋放張，使鋼筋處于松弛狀態(tài)，依靠鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力實現(xiàn)預(yù)應(yīng)力控制，放張時，要注意放張的順序，確保對稱，避免操作不當(dāng)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失。

3.3.7 混凝土養(yǎng)護

當(dāng)完成混凝土澆筑及振搗后，需按照規(guī)范要求及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對混凝土進行養(yǎng)護，確?；炷恋臐穸燃皽囟纫螅瑢ζ溥M行至少2 h的蒸養(yǎng)，根據(jù)蒸養(yǎng)的相關(guān)要求，控制蒸養(yǎng)過程中溫度的變化及保持，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)及蒸養(yǎng)現(xiàn)象。

3.3.8 出模

在混凝土的養(yǎng)護過程中，如果混凝土的強度超過設(shè)計強度75%以上，可以釋放蒸養(yǎng)池中的蒸汽，并降低蒸養(yǎng)溫度，當(dāng)溫度低于50 ℃后，就可以通過吊車等設(shè)備將雙T板吊裝出來，在進行雙T板的吊裝過程中，因混凝土強度未達到標(biāo)準(zhǔn)強度，要避免對雙T板的碰撞及吊裝過程中的晃動；完成吊裝進行雙T板的堆放時，應(yīng)在其中間用墊木保護，避免板材堆放過程中因受力不均或堆放過高，導(dǎo)致雙T板發(fā)生破壞，通常板的堆放高度應(yīng)少于4層[4]。

4 質(zhì)量管理與控制

為了能夠確保預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工質(zhì)量，在預(yù)應(yīng)力混凝土的施工全過程中，應(yīng)加強監(jiān)理作用、制定強有力的質(zhì)量管控措施，尤其是預(yù)應(yīng)力的混凝土澆筑及夾具錨具的固定，更需要引起關(guān)注。預(yù)應(yīng)力混凝土的質(zhì)量管理與控制措施有3個：1）嚴(yán)格依據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土施工規(guī)范及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行施工材料的檢驗及驗收，嚴(yán)禁不合格的材料用于施工，確保材料的合格性是保證混凝土構(gòu)件質(zhì)量合格的重要基礎(chǔ)。2）當(dāng)進行鋼筋預(yù)應(yīng)力張拉時，應(yīng)確保鋼筋一端固定于底座上，按照規(guī)范要求的控制應(yīng)力對鋼筋進行預(yù)應(yīng)力張拉，時刻觀察張拉過程中的鋼筋應(yīng)力及變形情況，并做好相關(guān)記錄。3）在進行預(yù)應(yīng)力混凝土的施工過程中，應(yīng)準(zhǔn)確并及時記錄施工異?，F(xiàn)象及可能存在的質(zhì)量、安全隱患，發(fā)揮監(jiān)理作用，做好管控措施。

4.1 鋼筋變形及控制措施

鋼筋在進行預(yù)應(yīng)力張拉時，一端利用錨具固定于底座上，錨具的固定端可能會因張力過大或張拉速度過快導(dǎo)致滑絲或斷絲的情況，導(dǎo)致鋼筋或錨具出現(xiàn)較大變形。一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)立即檢查鋼筋的滑絲情況，對錨具或鋼筋進行替換，避免反復(fù)出現(xiàn)滑絲或斷絲現(xiàn)象。若鋼筋在預(yù)應(yīng)力張拉時，出現(xiàn)了滑絲或斷絲，不進行更換，則會導(dǎo)致鋼筋預(yù)應(yīng)力無法滿足設(shè)計要求，進而影響雙T板的抗變形能力及強度。在進行張拉前，應(yīng)檢查鋼筋材料及錨具，確保其強度或規(guī)格滿足設(shè)計要求；嚴(yán)格按照規(guī)范要求的控制應(yīng)力及張拉速度進行預(yù)應(yīng)力張拉操作，對施工人員進行充分的交底培訓(xùn)，盡可能降低鋼筋發(fā)生滑絲或斷絲問題的概率。

4.2 預(yù)應(yīng)力底座在張拉過程中發(fā)生傾覆或滑移現(xiàn)象

為了保證張拉臺座的穩(wěn)定性，在進行張拉前，應(yīng)檢查底座和臺面的高度是否保持水平，若未保持水平，應(yīng)進行必要的調(diào)平工作，避免預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉過程中，因受力不均導(dǎo)致底座發(fā)生傾覆或滑移，一旦底座發(fā)生錯動，會直接影響鋼筋的應(yīng)力值，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力張拉失敗。因此，在進行預(yù)應(yīng)力張拉施工前，需檢查底座的穩(wěn)定性，對臺座板和臺面進行調(diào)平，必要時，可對臺座進行加固，避免其在施工過程中發(fā)生傾覆或滑移。

4.3 雙T板在吊裝或運輸過程中的發(fā)生碰撞或損壞

因雙T板具備混凝土材料的各向異性，在吊裝或運輸時，應(yīng)對其四周進行必要的成品保護措施，避免發(fā)生碰撞或損壞。對吊裝設(shè)備的操作人員進行充分的技術(shù)交底及設(shè)備培訓(xùn)，保證吊裝或運輸?shù)慕y(tǒng)一指揮，盡可能保持雙T板在吊裝或堆放過程中的受力均勻。利用起重機進行雙T板吊裝時，要設(shè)置一定的安全吊裝區(qū)域，避免吊裝下方區(qū)域的人員走動或停留，提高現(xiàn)場施工人員的安全文明施工防范意識。為了便于雙T板的吊裝或運輸，可以在鋼模側(cè)邊焊接V型鋼筋的吊環(huán)，如果吊環(huán)出現(xiàn)松動或生銹，應(yīng)及時進行替換。

5 結(jié)論

該文以平潭綜合試驗區(qū)“糧食園區(qū)”作為分析案例，主要分析了先張法預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板的施工原理及操作注意事項，總結(jié)了施工管理過程中的質(zhì)量管控措施。為了保證雙T板的施工質(zhì)量，應(yīng)充分明確其施工原理、規(guī)范施工步驟、提高質(zhì)量管理意識，進一步推動雙T板的廣泛應(yīng)用。