装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工法课案.docx
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装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工法课案
装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工法
1.前言
预应力混凝土空心板拥有产品质量可靠、跨度大、承载能力高、设计灵活、空间效果好、施工便捷、综合造价相对较低等显著优点，近几年在国内许多城市得到了广泛的推广和应用。
目前预应力混凝土空心板的常规施工方法大多是先进行梁的施工，将已成型的梁作为预应力混凝土空心板的支座。
目前在预应力混凝土空心板施工方面的主要缺点是：
施工中需要先浇筑圈梁，等到圈梁达到一定强度后才能进行预制板的施工，施工速度缓慢；此外预应力混凝土空心板材料脆性较大，在吊装过程中极易产生纵向裂缝，且难以保证预制结构和现浇结构具有很好的连接性能。
为克服现预应力混凝土空心板施工技术的不足，本工法申报单位发明了一种通过硬架支设预应力混凝土空心板，并通过设置两种预埋件提高结构整体受力能力以及加强预制结构与现浇结构连接的装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工法。
本工法申报单位已将相关技术申报了一项发明专利“装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工方法（申请号待定）”和一项实用新型“装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工结构（申请号待定）”，该技术应用于实际工程，取得较好的经济、社会效益。
本单位将施工技术和经验进行总结，集成了企业级工法“装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工法”，此后在工程实践中对该技术进行验证，完善施工方法，最后集成本次申报文本。
经浙江省科学技术情报研究所查新，此工法部分核心技术内容，填补了国内相关空白。
2.特点
2.1本工法采用硬架支模的方式，使得空心板的吊装和梁体的施工可以同时进行，提高了施工工效。
2.2预应力混凝土空心板支撑体系顶部的顶丝螺栓是可调节的，使板底不平整的质量通病现象得到了有效防止，为后一道工序的施工，创造了良好条件。
2.3梁钢筋顶部焊接有预埋钢板作为预应力空心板的辅助支撑，确保了预应力空心板的吊装质量。
2.4在梁体内部预埋螺杆并在其顶部设置固定钢板，将预制结构和现浇结构有效地连接为一个整体，增强了结构的受力能力和整体性。
2.5省去了在（圈）梁上抹水泥砂浆找平层，板端细石混凝土灌缝等工序，实现了一体化施工，节约了成本，创造了很好的经济效益。
2.6由于预应力空心板采用的是硬架支模，施工中，混凝土的拆模强度和吊装强度不直接影响下一道工序的施工了，这就缩短了每层结构的施工时间，加快了工程进度。
3.适用范围
本工法适用于现浇梁与预应力混凝土空心板铺装同步进行的楼面工程施工。
4.工艺原理
本工法涉及预应力空心楼板的施工，利用硬架支模和设置预埋件的方式实现了空心板与现浇梁一体化施工，结构牢固可靠，施工方便。
装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工结构，主要包括预应力空心板支撑体系、梁模加固体系、固定钢板等；预应力空心板支撑体系主体由脚手架搭设，顶部设置有可调节顶丝螺栓、顶托、木方及塑胶垫片，另设置有预埋钢板焊接于梁钢筋顶部，预埋钢板底部焊接有栓钉；梁模加固体系由梁侧模、梁底模、主龙骨双钢管、次龙骨木方组成；固定钢板设置于空心板与梁的交界处通过螺杆、螺栓与现浇梁连接固定。
预应力空心板支撑体系顶部设置有可调节顶丝螺栓，可调节顶丝螺栓上面焊接有顶托；与空心板接触点设置木方和塑胶垫片；梁钢筋顶部两侧分别焊接预埋钢板，作为预应力空心板支撑体系的一部分；梁内部预埋螺杆与梁主体钢筋绑扎在一起，混凝土浇筑封闭；空心板与梁交界处设有固定钢板，通过螺母与预埋螺杆紧固连接，其表面浇筑一层混凝土面层，与预制板连为一个整体，浇筑过程中在预应力混凝土空心板接缝处铺钢丝网，钢丝网位于混凝土面层内部。
如图4-1和图4-2所示。
图4-1装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工结构示意图
图4-2板缝结构示意图
5.工艺流程和操作要点
5.1施工工艺流程
装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工法的工艺流程见图5.1所示。
图5.1装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1施工准备
按预应力混凝土安装要求准备好施工工具、材料。
施工前熟悉施工流程，合理配置施工机械及所需要的劳动力，保证材料的供应。
检查预制空心板质量，构件要有出厂合格证，表面是否有裂缝、掉角、翘曲等明显缺陷，如有缺陷立即予以更换。
预制空心板堆放场地应平整坚实，四周有排水沟。
堆放时要注意构件受力方向，严禁错向堆放，每垛不得超过10 块，层间放置垫木。
5.2.2脚手架搭设
1.按要求进行定位放线；垫板（4m长、50厚脚手板）准确放置在定位线上。
立杆接长除顶层相临立杆的对接扣件不得在同一高度内，错开距离不得超过500mm；各接头中心至主节点的距离不应大于500mm。
2.纵向水平杆设置在立杆内侧，长度不宜小于3跨；纵向水平杆接长采用对接扣件连接；对接扣件应交错布置，两根相邻纵向水平杆的接头不应在同步或同跨内；各接头中心至最近主节点的距离不大于500mm。
3.横向水平杆主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除；作业层上非主节点处的横向水平杆，宜根据支撑脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于750mm；横向水平杆两端应采用直角扣件固定在纵向水平杆上。
4.外立杆内侧满挂绿色密目安全网，每隔四层满挂水平安全网一道。
5.脚手架顶部与预应力空心板接触点设置可调节顶丝螺栓，顶丝螺栓上焊接顶托，木方铺设在顶托上，木方上在设塑胶垫片。
5.2.3梁底模铺设
1.铺设方木：
在完成支架搭设并顶托已准确就位时，在可调顶托上铺设100mm*100mm方木，铺设方木时，使其两纵向方木接头处于顶托可调支撑处，并且方木接缝要错开，不能在同一断面处，用钯钉将方木紧密连接；完成铺设后在横桥向铺设10mm*100mm的方木，方木间距为300mm，且方木接缝要错开，不能在同一断面处，所有方木应顺直。
2.底模安装：
完成两层方木铺设后，由测量班对底板中线进行放样，以此放样中线向两边铺设竹胶板（2.44m*1.22m*18mm），用铁钉将竹胶板与100mm*10mm方木紧密连接，模板长短边应对齐，接缝使用双面胶带防止漏浆。
5.2.4梁钢筋绑扎
1.先穿主梁的下部纵向受钢筋及弯起钢筋，并套好箍筋放主次梁的架立筋，隔一定间距将架立筋与箍筋绑扎牢固，再绑立筋。
2.框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点，梁下部纵向钢筋伸入中间节点锚固长度及伸过中心的长度要符合记时计要求。
3.绑梁上部纵向筋的箍筋，宜用套扣法绑扎。
箍筋在叠合处的弯钩在梁中应交错绑扎，箍筋弯钩为135°平直部分长度为10d，如做成封闭箍时，单面焊缝长度为5d。
4.梁筋的搭接：
梁的受力钢筋直径等于或大于22mm时，宜采用焊接接头，小于22mm时，可采用绑扎接头，搭接长度要符合规范的规定。
搭接长度末端与钢筋弯折处的距离不得小于钢筋直径的10倍。
接头不宜位于构件最大弯矩处，受拉区域内Ⅰ级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩，搭接处应在中心和两端扎牢。
接头位置应相互错开，当采用绑扎搭接接头时在规定搭接长度的任一区段内有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积百分率，受拉区不大于50%。
5.2.5预埋件安装
预埋件焊接前，必须检查钢筋、钢板、螺杆等的品种是否符合设计要求及强制性标准规定，对不符合要求者，需查明原因，妥善解决；预埋件采用电弧焊接，如果发现钢筋咬边、气孔、夹渣、钢板焊穿、钢板凹陷等。
出现质量问题时，需查明原因并及时清除焊接缺陷。
当采用手工焊接时，贴角焊缝的高度要符合标准规定。
施焊时应特别注意严格控制电流量，防止烧伤钢筋。
1.预埋螺杆：
绑扎预埋螺杆定位钢筋，与梁主体钢筋绑扎连接，随后按一定间距安装长40cmM50预埋螺杆，与定位钢筋焊接固定。
2.预埋钢板：
梁钢筋顶部两侧分别焊接16mm厚预埋钢板，采用分段式，预埋钢板底部焊接有栓钉。
5.2.6空心板吊装
1.预应力混凝土空心板在梁钢筋、模板施工完成及预应力混凝土空心板支撑体系调整好并检查合格后进行吊（安）装，安装前先在模板上口方木上排定出预应力混凝土空心板的位置线及板缝线。
在排板中，往往由于构造柱、框架柱不能在楼层间断开而影响排板设计，这时可采用在板端切角的措施来解决这一问题，一般情况下，切角的宽度不宜超过板宽的四分之一；如超过板宽的四分之一时，应采取加强措施。
需要时，也可以按曲线对板端进行切割。
同时要检查预应力混凝土空心板板孔的堵孔情况及外观质量，检查合格后方可使用到工程中。
2.吊装大楼板：
吊装前，先进行试吊，检查支撑体系的稳定性，然后进行正式吊装。
首先查清大楼板洞口位置（包括暖卫电气管线洞口）及大楼板方向标志，再对照结构图按照设计要求为5cm厚的（预应力混凝土空心板）结合整浇层及现浇板缝50mm的设置，查清每个房间大楼板所用型号是否正确，然后按照布板图逐块进行吊装就位。
安装时，板端对准支撑缓缓下降，落稳后检查板两端的支承长度是否满足要求，合格后再脱钩吊装下一块。
吊装过程中随时检查支撑的稳定性，以免发生意外。
3.调整板位置：
吊装脱钩后，如大楼板两端的支承长度不一致，必须调整其支承长度使其符合设计要求的规定。
5.2.7梁侧模封闭
当梁底模安装校正后，再拼装梁侧模两面，安装时应注意侧模模型的上口高度控制，同时须加设木龙骨间距为：
@400，及双钢管主龙骨@400，并将侧模与底模连接，贴橡胶条后
用铁钉固定，模板装完后，应检查梁模中心线及标高、断面尺寸，用钢管及木方加固。
5.2.8板缝模板安装
预应力混凝土空心板板缝为50mm（上口），板缝模板采用铁丝吊脚手管或方木的方法，如采用方木，方木必须去角15mm，钢管或方木与预应力混凝土空心板接触面粘密封条，钢管或方木凹进板缝10mm为限。
5.2.9现浇梁浇筑
混凝土采用商品混凝土，梁、板缝混凝土一次浇筑完成。
为控制板缝开裂和保证相邻板底平整度，建议注意以下问题：
1.灌缝应采用强度不小于C20的细石混凝土或强度不小于20N/mm2的水泥砂浆。
2.细石混凝土应有良好的和易性，以保证板间的键槽浇灌密实。
3.灌缝前应采取措施（加临时支撑或在相邻板间加夹具等）保证相邻板底平整。
4.缝用混凝土的水灰比宜尽可能小。
5.在灌逢混凝土中添加适量的微膨胀剂。
6.灌缝时的操作要点：
a、施工时要求布料均匀，施工荷载不得超过2.5N/m2；b、可靠的支模或吊模；c、灌缝前应仔细清缝；d、板缝应充分湿润；e、仔细振捣或用厚钢板砸实板缝混凝土；f、浇水覆盖养护；g、按规定时限拆模；h、防止施工荷载的破坏。
7.在灌缝用的细石混凝土强度小于10N/mm2时，板面上不得进行任何施工工作。
5.2.10安装固定钢板
混凝土浇筑完成，不等待混凝土完全固结，即混凝土初凝状态就进行固定钢板的安装，如此可提高固定钢板与混凝土的粘结能力。
将固定钢板调整定位，使其上预留的螺杆孔对准预埋螺杆，固定钢板半压平后上螺母，紧固。
5.2.11浇筑混凝土面层
1.安装模板：
模板宜采用钢模板，模板应无损伤，有足够的强度，内侧和顶、底面均应光洁、平整、顺直，局部变形不得大于3mm，振捣时模板横向最大挠曲应小于4mm，高度应与混凝土路面板厚度一致，误差不超过±2mm，纵缝模板平缝的拉杆穿孔眼位应准确，企口缝则其企口舌部或凹槽的长度误差为钢模板±1mm，木模板±2mm。
2.混凝土浇筑：
混凝土面层采用C20混凝土或水泥砂浆，混凝土面层混凝土浇筑后，当混凝土终凝前必须用人工或机械将其表面抹平。
3.在浇筑面层的过程中，于预应力混凝土空心板接缝处铺设钢丝网，钢丝网位于混凝土面层内部。
6.材料与设备
6.1主要材料
设计要求所需的预应力混凝土空心板；水泥采用普通硅酸盐水泥，强度不低于32.5级，质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准；黄砂采用洁净中砂，其质量应符合《普通砼用砂质量标准及检验方法》（JGJ52-2006）标准；石子采用粒径为5~12mm的碎石，质量应符合《普通砼用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ5392）标准；此外本工法涉及的材料还有16mm厚钢板、长40cmM50螺杆、木板、100mm×100mm木方、18mm厚胶合板、钢管脚手架、卡扣、钢丝网、顶丝螺栓、木楔等。
6.2主要设备
主要机具设备见表6.2。
主要机具设备表6.2
名称
数量
型号
用途
毛刷
2把
/
模板除尘
小型切割机
1台
CD-220W
切割钢筋
混凝土搅拌机
1台
UJW200
混凝土搅拌
塔吊
1台
TC6024
预应力混凝土空心板吊装
罐车
1辆
东风153
运输混凝土
泵车
1台
ZB4-500
浇筑混凝土
吊钩
若干
24
吊运预应力混凝土空心板的吊具
横吊梁（铁扁担）
2个
辅助吊运预应力混凝土空心板
卡环
若干
0.6
吊运预应力混凝土空心板的吊具
吊索
若干
吊运预应力混凝土空心板的吊具
钢丝绳
若干
Ф22
吊运预应力混凝土空心板的吊绳
橇棍
4个
辅助预应力混凝土空心板就位
7.质量控制
7.1工程质量控制标准
本工法主要遵照执行的标准规范、规程和标准有：
1．《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013
2．《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
3．《钢筋混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
4．《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55－2011
5．《砌筑砂浆配合比设计规程》JGJ98－2011
6．《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52－2002
7．《混凝土外加剂应用技术规范》GBJ119－2013
8.《预应力混凝土空心板》GB/T14040-2007
7.2质量保证措施
7.2.1脚手架安装前应对建筑物的定位轴线、基础轴线和地脚螺栓位置、标高等进行检查，并对基础进行检测和办理交接验收手续。
基础混凝土强度必须达到设计要求方可进行安装；基础轴线标志和标高的基准点要准确、齐全。
7.2.2认真考虑原材料长度，合理配料，控制同一截面中的钢筋接头数量满足规范要求。
7.2.3钢筋接头位置、箍筋间距、箍筋弯钩角度必须符合施工规范及设计的要求，并做好隐蔽验收。
7.2.4保证水电安装管线在钢筋施工过程中的预埋时间，防止水电安装专业施工破坏或拆除已经绑扎完毕的钢筋。
7.2.5支模前应先在底面弹出通线，确定模板位置。
7.2.6模板安装应拼缝严密平整，保证不漏浆、不错台、不跑模、不涨模、不变形。
7.2.7混凝土浇筑速度不能过快，每次下灰高度控制在0.5m左右，两次下灰时间间隔控制在15分钟左右，这样可避免模板侧压力过大而致使模板体系涨坏。
7.2.8混凝虽施工操作简单易行，可减小劳动强度，但是施工过程必须加强施工管理，尤其是过程控制。
7.2.9每批进场的预应力混凝土空心板质量必须符合相关质量规范的要求。
堆放预应力混凝土空心板的场地必须平整坚实，第一块下面要放置通长垫木，每层之间放置短垫木。
垫木要上下对齐对正，垫平垫实，不得有脱空现象。
每垛堆放层数不宜超过10层，总高度不宜超过2.0m，垫木应放在距板端200～300mm处，并做到上下对齐，垫平垫实，不得有一角脱空的现象。
堆放、起吊、运输过程中不得将板翻身侧放。
预应力混凝土空心板在运输车上垫木位置和规格同上述堆放要求，不得任意在楼板上凿洞。
7.2.10预应力混凝土空心板支撑体系与模板支撑体系必须连成一个整体，有足够的刚度、强度和稳定性，保证预应力混凝土空心板安装后不产生变形和位移，所有立（支）柱下必须铺设垫板。
当大跨度板支承在钢筋混凝土挑檐上时，应特别注意钢筋混凝土挑檐的承载能力，检查其受剪情况，防止发生剪切破坏现象；如不满足要求时，建议适当加大钢筋混凝土挑檐的厚度和配筋。
7.2.11楼板安装前，楼板必须有构件出厂合格证，构件的混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定，同时对大楼板的外观质量也必须进行检查，凡不符合质量要求的不得使用，特别是大楼板板面有裂缝损坏的，不得将其使用到工程中。
7.2.12浇筑叠合层混凝土前，预应力混凝土空心板顶面必须清洁干净，并浇水充分湿润，不得有积水现象。
浇筑时应特别注意用平板振动器振捣密实，以保证与预应力混凝土空心板结合成一个整体，混凝土初凝后，必须覆盖并浇水养护。
7.2.13浇筑混凝土时，要特别注意在混凝土终凝前对混凝土面进行2～3次抹压，以防止混凝土出现微缩裂缝。
7.2.14防止板两端支承长度不等，造成一端支承长度太小，吊装时应认真调整板的位置，使板两端的支承长度保证一致。
7.3质量检验
本工法各阶段主要检验项目具体内容如表7.3所示。
相关检查项目允许偏差和检验方法表7.3
序号
检验项目
质量标准
检验方法
1
梁板模板安装
轴线位置
5
用尺检查
2
底模上表面标高
±5
用水准仪测量
3
截面内部尺寸
+4，-5
用尺检查
4
相邻两板表面高低差
2
用2m靠尺和楔形塞尺检查
5
表面平整度
5
用2m靠尺和楔形塞尺检查
6
梁钢筋安装
钢筋骨架长
±10
用尺检查
7
钢筋骨架宽
±5
用尺检查
8
受力钢筋间距
±10
用尺检查
9
受力钢筋排距
±5
用尺检查
10
受力钢筋保护层
±5
用尺检查
11
预应力混凝土空心板安装
相邻板下表面平整度（抹灰）
5
用2m靠尺和楔形塞尺检查
12
相邻板下表面平整度（不抹灰）
3
用2m靠尺和楔形塞尺检查
13
叠合层
标高
±10
用水准仪测量
14
表面平整度
8
用2m靠尺和楔形塞尺检查
8.安全措施
本工法安全措施应遵循《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011），《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2012），《建筑施工作业劳动防护用品配备及使用标准》（JGJ184-2009），《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）。
并实施以下措施：
8.1高空焊接时更换的焊条头应集中堆放，不要乱扔，以免烫伤下方作业人员。
8.2手持电动工具（如凿毛用的电镐和钻孔用的电钻）应符合有关安全用电规定，电源线、插头、插座应完好，电源线不得任意接长和调换，工具的外绝缘完好无损，维护和保管由专人负责。
8.3不周转使用的模板，拆模后吊到模板架子上，不得靠在其它物体上，防止滑移、倾倒。
8.4浇筑梁混凝土时，需支搭操作平台，平台上需有一道扫地栏杆和一道齐腰栏杆。
平台上铺脚手板，严禁工人或指挥人员站在梁底模和模板口上。
8.5混凝土振捣时，应慢拔胶皮管，因胶皮管较长，防止其坠落伤人。
8.6浇筑混凝土时，指派专人看管脚手架底支撑，防止意外情况发生。
9.环保措施
本工法环保措施应遵循《建筑施工现场环境与卫生标准》（JGJ146-2013），《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011），并实施以下措施：
9.1必须遵守国家有关环境保护的法律和规章，做好施工区的环境保护工作，防止由于工程施工造成施工区附近地区的环境污染和破坏。
加强对施工机械的管理，减少施工过程中的噪声，各种噪声超标的施工机械在夜间22时到次日早晨6时内严禁使用，由于特殊原因在上列时间内需从事超标准施工，必须事先向当地环境保护部门办理批准手续，并向周围居民公告，噪声控制指标执行。
9.2通过有效的技术手段和管理措施，将施工噪声降低到最低程度，在距离居民点较近的地区，尽量不在夜间安排噪声很大的机械施工。
桥梁钻孔采用低噪音的设备。
9.3采取一切合理措施，使施工作业产生的灰尘公害减少到允许范围内。
及时清理地面粉尘，避免扬尘。
9.4将施工及生活中产生的废弃物及时处理，运至工程师及当地环保部门同意的指定地点弃置，避免损害河流和污染水源。
运输车辆的车箱必须密闭，钻孔的泥浆用专门的泥浆罐装到汽车运运输，如无法及时处理或运走，则设法防止散失。
9.5在运输和储存施工材料时，对施工场地进行划分，建立各种材料的临时存放处，有效管理施工中所要用到的各种材料，避免材料遗失、损坏的情况发生。
9.6施工完场清：
在施工过程中，要求各作业班组做到工完场清，以保证施工现场没有多余的材料、垃圾。
作为项目经理部应派专人对施工现场进行清扫、检查，以使每个已施工完的结构清洁、无太多的积灰，而对运入现场的材料要求堆放整齐，以使整个施工现场整齐划一。
10.效益分析
10.1技术效益
采用硬架支模安装预应力混凝土空心板，不需要等待混凝土结构达到设计强度就能进行上一层的施工；空心板吊装与现浇梁施工同步进行，加速了材料的使周转，缩短了施工工期，加快了工程施工进度；减少了现场模板支撑体系的搭设、钢筋的加工安装和混凝土的浇注养护等作业，大大提高了工效、加快了施工进度、缩短了工期、降低了工程成本。
综上所述，本工法解决了预应力混凝土空心板施工中的难点问题，施工质量易于保证，具有良好的技术效益。
10.2经济效益
本工法采用预制预应力混凝土空心板，相较于现浇楼板，施工成本低，平均每百平方米节省材料费1200元左右；采用一体化浇筑施工，减少20%的施工人员，可以节约人工费1800元/百平方米；施工效率提高25%左右，每百平方米节约2h，节约人工费2000元/百平方米、机械设备租赁费20%；采用本工法进行楼板施工综合降低造价9~15%左右。
10.3社会效益
装配式预应力混凝土空心板与现浇梁一体化施工工法在整个施工过程中，材料科周转使用，产生的能耗低，施工过程中的垃圾、弃渣、排水等方便处理，能够很好的保证施工周围的环境，做到环保无污染。
对施工过程产生的生产垃圾由专人负责集中处理，能回收再利用及时回收，不能回收再利用的妥善处理。
因此，本工法具有良好的社会效益。
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