大柱距高層預(yù)應(yīng)力冷庫施工關(guān)鍵技術(shù)

陳躍熙,趙崇賢,黃光洪,陳 勝

(1.四川華西集團(tuán)有限公司，四川成都 610000;2.中國華西企業(yè)股份有限公司，四川成都 610000)

1 工程概況

成都銀犁農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中心項(xiàng)目二期冷庫工程B4冷庫項(xiàng)目地上建筑8層，總建筑面積7.2×104m2。板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，樓板為預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋，采用后張法有粘接預(yù)應(yīng)力，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值20～25 kN/m2不等，冷庫樓板厚300～340 mm不等。預(yù)應(yīng)力筋采用直徑為φs15.24，強(qiáng)度等級(jí)為1 860 MPa，低松弛等級(jí)為Ⅱ級(jí)松弛鋼絞線；錨具采用Ⅰ類錨具，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力板孔道成型采用金屬鍍鋅波紋管；張拉端錨具采用夾片式扁形錨具(每束預(yù)應(yīng)力筋4孔鋼絞線)，錨固端采用擠壓式錨具。冷庫采用外保溫(無空腔復(fù)合保溫)(圖1)。

圖1 凍庫結(jié)構(gòu)平面示意(單位：mm)

2 大柱距預(yù)應(yīng)力樓蓋新技術(shù)

后張法有粘接預(yù)應(yīng)力在實(shí)體工程運(yùn)用較為廣泛成熟，但在工業(yè)廠房特別是低溫冷庫方面，由于國內(nèi)外對(duì)于低溫工作狀態(tài)下預(yù)應(yīng)力應(yīng)力發(fā)展的研究缺乏而應(yīng)用較少。隨著冷庫機(jī)械化操作的日益普及，普通結(jié)構(gòu)小柱網(wǎng)冷庫已經(jīng)不能滿足日益普及的機(jī)械化操作空間需求。因此采用大柱距預(yù)應(yīng)力無梁樓板設(shè)計(jì)理念的新型冷庫，這與傳統(tǒng)冷庫的框架+自承重外墻體系有了很大的突破。其優(yōu)勢(shì)在于：(1)提高軸網(wǎng)跨距，便于機(jī)械作業(yè)，同時(shí)貨架布置更加靈活。(2)增大庫容。無框架梁，在保證層高不變得情況下，增加凈高，相較與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用預(yù)應(yīng)力樓蓋大柱網(wǎng)技術(shù)使得冷庫可以增加40 %左右的倉容量。(3)提高抗裂性能。預(yù)應(yīng)力樓蓋具有良好的抗裂、抗?jié)B性能。(4)提高冷庫保溫性能。(5)相較與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，造價(jià)大概降低5 %。

3 主要技術(shù)要點(diǎn)

(1)建立BIM模型，對(duì)本工程的樓板普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土進(jìn)行三維建模。對(duì)施工過程進(jìn)行模擬，減少施工過程中的返工以及施工流程不清晰等問題。同時(shí)對(duì)普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具進(jìn)行碰觸檢測(cè)(圖2、圖3)。

圖2 樓板模型

圖3 樓板節(jié)點(diǎn)鋼筋模型

(2)利用后澆帶對(duì)超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)分段施工，后澆帶處通過連接器連接預(yù)應(yīng)力筋，實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力分段張拉，使預(yù)應(yīng)力按設(shè)計(jì)要求發(fā)揮其受力作用。設(shè)置豎向構(gòu)件剪力墻后澆帶，解決施工階段溫度應(yīng)力擴(kuò)散問題。實(shí)體工程中預(yù)埋應(yīng)變計(jì)測(cè)易產(chǎn)生裂紋處應(yīng)變狀態(tài)(圖4)。

圖4 連接器示意

(3)為確保大跨度重載預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋高層建構(gòu)質(zhì)量，必須嚴(yán)格按支撐體系、模板制安、普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋的制安、混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行施工。

(4)通過傳感器(鋼弦傳感器和壓力傳感器)的埋設(shè)，測(cè)試混凝土樓板在施工階段、降溫中、降溫穩(wěn)定后、使用階段的應(yīng)力狀態(tài)。

(5)通過結(jié)合聚氨酯噴涂工藝、隔汽層的施工工藝、框架結(jié)構(gòu)的施工工藝，通過錨系梁使保溫體系與主體結(jié)構(gòu)可靠連接，從而形成安全有效的大型冷庫外墻外保溫體系(圖5)。

圖5 外墻保溫體系

4 主要施工技術(shù)

4.1 大柱距預(yù)應(yīng)力樓板施工

4.1.1 支模架搭設(shè)

采用承插式鋼管腳手架，美觀、快捷、定位準(zhǔn)確。在模板方案中，不需要考慮框架井字梁支撐體系與板支撐體系的連接，僅需平板支撐體系，有利于支撐體系的搭設(shè)工作(圖6)。

圖6 支模架搭設(shè)

4.1.2 模板鋪設(shè)

支模順序：樓板模板 →剪力墻內(nèi)模 、柱模 →柱帽模板 →剪力墻外模

柱帽模板采用成套折線形柱帽模板(圖7)。

圖7 成套折線形柱帽模板示意

板的側(cè)面在預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入固定后按照。合模錢將預(yù)埋錨固板固定在鋼筋上，并在事先準(zhǔn)備好的端模上開孔，保證波紋管的通過。在后澆帶處保證后澆帶張拉端混凝土密實(shí)，特制作后澆地張拉端喇叭口定型模板(圖8～圖10)。

圖8 安裝鋼絲網(wǎng)

圖9 貼橡膠海綿

圖10 封木模板

4.1.3 鋼筋鋪設(shè)

(1)施工工藝：墻、柱鋼筋→柱帽鋼筋→暗梁鋼筋→底層板筋→孔道及穿預(yù)應(yīng)力鋼絞線→上層板筋及其他普通鋼筋

(2)柱與柱帽鋼筋分別制安，鋪設(shè)樓板鋼筋前，先鋪設(shè)柱帽鋼筋。板底普通鋼筋施工順序按設(shè)計(jì)執(zhí)行。

(3)預(yù)應(yīng)力波紋管鋪設(shè)，采用金屬鍍鋅波紋管，波紋管長(zhǎng)5 m，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接形成封閉孔道。采用直徑大一個(gè)規(guī)格的波紋管作為接頭管，管與管之間結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為30 cm，兩端分別全部擰入接頭內(nèi)，用膠帶將接口密封好，并在最高點(diǎn)、最低點(diǎn)設(shè)置排氣泌水孔，用增強(qiáng)塑料管留設(shè)(圖11)。

圖11 波紋管連接及排氣孔節(jié)點(diǎn)

嚴(yán)格按設(shè)計(jì)線性布置，控制矢高，特別是最高點(diǎn)、最低點(diǎn)和反彎點(diǎn)，其余點(diǎn)連接順滑即可。根據(jù)曲率定制不同高度的定位支架，保證孔道矢高。先鋪設(shè)Y向波紋管，在鋪設(shè)X向波紋管(圖12)。

圖12 預(yù)應(yīng)力筋成型

4.1.4 穿預(yù)應(yīng)力筋

鋼絞線下料長(zhǎng)度，考慮孔道曲線增量以及張拉斷工作長(zhǎng)度。穿預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，由錨固端向張拉端穿，避免扭曲。鋼筋線不得使用電氣焊，避免造成預(yù)應(yīng)力筋的強(qiáng)度降低。鋼絞線穿入波紋管后，對(duì)整個(gè)預(yù)應(yīng)力筋矢高進(jìn)行檢查，誤差控制在規(guī)范要求以內(nèi)。

4.2 混凝土澆筑

因冷庫混凝土不得摻粉煤灰，在混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，采用礦粉替代，解決混凝土和易性問題并摻入一定量的早強(qiáng)劑，加快混凝土早期強(qiáng)度，且后期強(qiáng)度不降低。為了準(zhǔn)確掌握混凝土強(qiáng)度上升情況，澆筑過程中多做兩組同條件試塊，對(duì)達(dá)到一定齡期的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行試壓。

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)氣溫變化情況，對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)制定一定的措施，減緩溫差變化的速度。在澆筑完混凝土后，立即進(jìn)行覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)且不少于7 d，取掉薄膜養(yǎng)護(hù)后灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

4.3 預(yù)應(yīng)力張拉

(1)張拉流程：量測(cè)預(yù)應(yīng)力初始長(zhǎng)度→安裝錨具→裝千斤頂→張拉應(yīng)力→鎖定錨具→退出千斤頂→量測(cè)預(yù)應(yīng)力筋終結(jié)長(zhǎng)度→校核預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值

(2)張拉前對(duì)使用機(jī)具進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)合格后投入使用。為加快施工，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要的75 %時(shí)，張拉一束預(yù)應(yīng)力筋的一半，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100 %后，再張拉預(yù)應(yīng)力筋剩余鋼絞線。張拉方向按設(shè)計(jì)進(jìn)行，先張拉Y向，后張拉X向。

(3)張拉采用應(yīng)力控制方法，張拉完成后校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)值。各束預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論值的相對(duì)允許偏差為±6 %。

4.4 孔道灌漿、封錨

經(jīng)張拉檢驗(yàn)合格后，盡快進(jìn)行灌漿。用普通硅酸鹽水泥制作素水泥漿，強(qiáng)度不小于M30，水灰比為0.4～0.45。灌漿之前，切除多余外露預(yù)應(yīng)力筋，切除后預(yù)應(yīng)力筋外露長(zhǎng)度不小于30 mm，用防腐油脂對(duì)錨具進(jìn)行全覆蓋涂刷，然后用水泥將錨具包裹成半圓形的包，初凝后再進(jìn)行灌漿。

孔道灌漿后，用與板同標(biāo)號(hào)細(xì)石微膨脹混凝土進(jìn)行封錨，要求封錨用混凝土振搗密實(shí)，并且要求張拉端全部封住，不得露筋。

4.5 外墻外保溫施工

參照普通建筑外墻外保溫的施工流程，結(jié)合聚氨酯噴涂工藝、隔汽層的施工工藝、框架結(jié)構(gòu)的施工工藝，通過錨系梁使保溫體系與主體結(jié)構(gòu)可靠連接，從而形成安全有效的大型冷庫外墻外保溫體系。

保溫層采用多遍噴涂達(dá)到設(shè)計(jì)厚度的方法進(jìn)行施工。打底層厚度5～10 mm，其余每層噴涂厚度20～40 mm。每層噴涂間隔以上一層不沾手(發(fā)白)為標(biāo)準(zhǔn)(圖13)。

圖13 聚氨酯噴涂及成型

隔汽層采用噴涂速凝高彈橡膠瀝青涂料和隔熱隔汽膜(鋁箔)結(jié)合。先噴涂速凝高彈橡膠瀝青涂料，再鋪設(shè)鋁箔，最后再涂刷速凝高彈橡膠瀝青涂料。

5 結(jié)束語

隨著倉儲(chǔ)機(jī)械化操作的日益普及，普通結(jié)構(gòu)小柱網(wǎng)倉庫已經(jīng)不能滿足日益普及的機(jī)械化操作空間需求。在總體建筑面積不變的情況下，相比于傳統(tǒng)柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用預(yù)應(yīng)力樓蓋大柱網(wǎng)技術(shù)使得冷庫增加了40 %左右的倉容量。而且，因柱網(wǎng)擴(kuò)大，所需柱子和相應(yīng)基礎(chǔ)將大大減少，減少了混凝土和普通鋼筋的用量，而其他構(gòu)件材料用料只減不增。在合理的施工組織情況下，總工期也會(huì)縮短。

大柱距高層預(yù)應(yīng)力凍庫施工各項(xiàng)技術(shù)的研究，對(duì)我們掌握預(yù)應(yīng)力施工，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的運(yùn)用，優(yōu)化施工程序，形成標(biāo)準(zhǔn)化施工流程，是一項(xiàng)重大的創(chuàng)新。