中建大厦预应力工程施工组织设计.docx
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中建大厦预应力工程施工组织设计
中建大厦
预应力专项工程
施工组织设计
中国建筑科学研究院
上海建科结构新技术工程有限公司
2006.11
第一章编制依据
预应力施工应按设计要求及相关标准、规程进行：
1．施工图纸：
相关预应力施工图纸及设计说明；
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；
《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ92-2004；
《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224－1995；
《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；
《预应力混凝土用金属螺旋管》JG/T3013；
《预应力用液压千斤顶》JG/T5028；
《预应力用电动油泵》JG/T5029。
3．相关厂家的配套产品说明。
4．国家、上海市有关法规。
第二章工程概况及特点
第一节工程概况
本工程为中建大厦工程，结构形式为框筒结构。
由于建筑设计和使用功能的要求，从十六层以上，每层四根大宽度大跨度梁采用有粘结预应力技术。
按设计要求，预应力筋采用高强低松弛钢绞线，直径为φs15.24mm，强度标准值fptk＝1860Mpa，预留孔道采用金属螺旋波纹管，混凝土强度等级C40。
图1.16-33层预应力平面布置图
第二节预应力施工主要技术要点
本工程预应力的施工质量直接关系到主体结构的抗裂性能，其重要性不言而喻，对施工质量要求较高。
针对本工程特点，预应力主要技术要点集中于以下几点：
张拉端节点构造、张拉控制及灌浆。
2.2.1预应力筋穿设
本工程中预应力梁跨度较大，预应力筋的矢高、上下位置及水平位置必须准确控制。
预应力施工时应先穿设预应力波纹管及钢绞线，然后再绑扎柱箍筋。
预应力筋矢高与普通钢筋相冲突时，应以服从预应力筋为原则。
2.2.2预应力节点构造
本工程中预应力端部节点构造复杂，必要时需现场放样，普通钢筋的布置应考虑到预应力锚具的安装空间。
本工程中主要采用以下的节点形式：
剪力墙内凹节点：
内凹式节点便于预应力张拉作业，需总包单位给予密切配合，严格按照节点详图施工，保证预应力钢筋和锚具准确定位。
图2.张拉端（凹入式）做法详图
预应力束固定端节点：
固定端采用15-1挤压式锚具，考虑到本工程节点处张拉端、固定端及梁柱纵筋相交密集，局部可用单根挤压锚具固定端代替多孔挤压锚具，以保证施工质量。
2.2.３施工材料、劳动力配置要求高
本工程预应力工程量大约15吨左右，分散在每层的施工中，施工时间较长，因此施工前必须仔细规划好材料的品种和进场时间。
另外，预应力材料订货及检验环节较多，因此必须认真规划好钢绞线、锚具、锚垫板等主要材料的订购、进场、检验问题，同时要根据施工情况，准备有一定的余量，以满足工程进度的要求。
由于每个施工段预应力工程量较为集中，施工时必须根据总进度要求，切实安排好技术工人和一般劳动力的配置，以确保现场施工的顺利进行。
第三章施工总体目标及施工计划
第一节预应力混凝土分包工程总体目标
一、工程质量目标：
确保优良工程；
二、工程进度目标：
按总承包单位总体工程进度计划控制，不耽误总体工期；
三、安全生产：
防止重伤，杜绝死亡，努力达到无重大伤亡事故、无重大机械事故、无火灾事故、无食物中毒事故等“四无”要求；
四、文明施工：
努力做好规范管理，场容、场貌创一流水平，努力达到安全文明工地的标准；
五、按项目管理的要求组织各工种的平衡和流水作业，通过有效的协调指挥，使整个工地保持最优化的组合和功效。
第二节组织及人员准备
3.2.1预应力工程项目部的组织机构
我公司是预应力专项设计和施工一体化单位，设计与施工一体化便于随时解决工程现场出现的各种问题，也便于保证工程的质量和进度。
我们将继续努力以先进的施工技术、优良的施工质量和设计施工全方位的现场服务，创建优良工程，维护企业的良好声誉。
中建大厦
预应力专项工程项目部
项目经理
项目副经理项目工程师
施工员技术员质量员材料员安全员
本工程预应力专项施工将成立专项工程项目经理部，抽调精干技术人员组成项目经理部。
同时将调配经验丰富的各专项技术工人参与本项目施工。
3.2.2项目部计划投入的主要现场办公设备
表1现场拟投入设备
序号
办公设备名称
型号
数量
用途
１
笔记本电脑
康柏
1
技术文件归档
２
激光打印机
惠普
1
打印下料单等
3.2.3施工队人员部属
施工中应根据总进度要求，切实安排好技术工人和一般劳动力的配置。
对各道工序，应有专人负责。
由于工期较紧张，为保证总体进度，需要采取措施解决劳动力配置，本工程计划采取技术工人和一般普通工人结合操作的方式，由各工序的指挥负责总体安排，熟练技术工人
负责现场关键工序的操作，包括以下关键工序和内容：
（1）预应力束的定长下料和挤压（弹簧圈安装、操作油泵和挤压机）；
（2）预应力束放线、锚垫板和螺旋筋的固定；
（3）节点区穿设波纹管；
（4）穿设预应力钢绞线；
（5）波纹管的连接以及端部构造处理；
（6）安装塑料盖瓦和排气孔；
（7）预应力张拉前钢绞线清洁、安装锚具
（8）预应力束张拉过程中操作油泵、千斤顶安装、伸长值测读、张拉记录；
（9）预应力孔道排气孔的检查和疏通；
（10）浆配合比的控制、灌浆泵操作、灌浆管的安装、出浆检查、排气孔的封堵；
（11）制作水泥浆试块；
（12）多余钢绞线的切除。
对于施工过程中除前面所述关键工序以外的一般性工序配合，可以由普通工人完成，具体包括以下施工工序：
（1）下料过程中的拉料、盘卷、材料周转运输；
（2）预应力钢绞线束的编束、整体穿束；
（3）预应力张拉前锚垫板外的清理；
（4）张拉设备的搬运。
（5）下料过程中的拉料、盘卷、材料周转运输；
（6）预应力钢绞线束的编束、整体穿束；
（7）预应力张拉前锚垫板外的清理；
（8）张拉设备的搬运。
具体部署情况见右表3：
表2劳动力需量表
序号
工作内容
工种（人）
总人数
预应力工
电焊工
电工
杂工
1
预应力筋下料挤压
４
1
２
7
2
焊支架钢筋
１
１
1
1
４
3
焊端头埋件
１
１
1
1
４
4
铺设波纹管
穿钢绞线
6
2
8
5
清理埋件
安装锚具
4
2
6
6
预应力张拉
4
1
1
6
7
灌浆
4
2
6
8
端部切割
1
1
2
第三节材料及设备计划
根据预应力施工图纸先初步统计本工程预应力主要施工材料用量结果见下表3：
表3预应力施工材料用量初步统计表
主要材料名称
规格
数量
厂家
预应力
钢绞线
1860MPa级、
φs15.24低松弛
15吨
江阴华新钢缆有限公司
武钢集团钢丝绳总厂
上海申佳金属制品有限公司
波纹管（配接头）
φ55、75
2000米
张拉端喇叭管
5、9孔
140件
柳州欧维姆机械股份有限公司柳州市南部佳正预应力
机械有限公司
建研科技股份有限公司
张拉端群锚锚具
5、9孔
140套
同上
固定端挤压锚
15-1P
720套
同上
根据上表预应力主要材料及用量定制相关的选购计划。
3.3.1主要预应力材料的选购
（1）施工中所用材料必须有生产批号、产品质量保证书等，符合国家相关标准、规范，材料选用计划见前表3。
（2）预应力绞线截面特征及力学性能
本工程所用预应力钢绞线截面尺寸及力学性能应满足表4的要求。
表4钢绞线截面特性及力学性能
抗拉强度
N/mm2
公称直径
mm
公称面积
mm2
最小破坏
荷载KN
1％伸长时最小荷载KN
最小延伸率％
1000H最大松弛率
70％F80％F
1860
15.2
140
260.7
234.6
3.5
2.53.5
钢绞线出场时应有质量保证书，每盘上应挂有标盘，进场时，应按现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224）等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。
检查数量：
按进场的批次和产品的抽样检验方案确定，检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。
外观检查：
应在使用过程中逐盘进行，其钢绞线表面不得有裂纹和机械损伤，允许有轻微的浮锈，但不得有明显的麻坑。
无粘结筋则外包层完好，油脂丰满。
力学性能试验：
从每批中任取三盘的钢绞线各取一个试样进行拉伸试验，要求抗拉强度fptk≥1860N/mm2，δ≥3.5％。
如有一项试验结果不符合标准要求，则该盘钢绞线为不合格品，应加倍取样复检，如仍有一项不合格，则该批钢绞线判为不合格品。
（3）预应力锚固体系的质量要求及外形要求
预应力锚固体系分为张拉端锚具和固定端锚具。
预应力张拉端采用夹片式锚固体系，由锚环、夹片、承压板、螺旋筋等组成；固定端采用挤压式锚固体系，由挤压锚、承压板、螺旋筋组成。
由于本工程既有有粘结又有无粘结预应力束，故锚固体系将分为多孔及单孔锚固体系。
本工程拟选用的锚固体系产品达到了Ⅰ类锚具的要求，所有性能均达到规定要求。
图3.有粘结预应力锚固体系（固定端、张拉端）
图4.多孔预应力锚固体系
锚具进场后，除应按产品出厂证明文件核对其锚固性能类别、型号、规格及数量外，尚应按国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）及《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2000）要求进行检测，合格后方可使用。
（1）外观检查应从每批中抽取10%的锚具且不少于10套，检查其外观和尺寸。
如有一套表面有裂纹或超过产品标准及设计图纸规定尺寸的允许偏差，则应另取双倍数量的锚具重做检查；如仍有一套不符合要求，则应逐套检查，合格者方可使用；
（2）硬度检验由锚具生产厂提供有效的试验报告。
（3）静载锚固性能试验对于本工程的锚具进场验收，其静载锚固性能由锚具生产厂提供有效的试验报告。
预应力筋用锚具验收批的划分：
在同种材料和同一生产工艺条件下，锚具以不超过1000套为一个验收批。
预应力夹片锚具在张拉端的内缩量按照规范要求不大于4～6mm。
3.3.2材料进场计划
本工程预应力材料用量较大，而预应力材料订货及检验环节较多，因此施工前必须认真规划好预应力施工主材的订购、进场、检验问题，制定切实可行的材料进场计划。
根据材料总的用量和施工进度，我公司将组织材料进场保证现场备有7天施工所需的材料，避免由于材料运输、检验过程中的意外情况而影响工期。
同时需要总包单位提供相应的材料堆放场地。
若现场场地不足，可以将部分材料暂时存放于公司生产基地或仓库，需要时再运至现场。
3.3.3机械设备计划
本预应力工程的施工中，主要采用的机械设备较多，品种较烦杂。
主要为预应力下料切割设备、预应力张拉灌浆设备及其它设备。
其主要设备计划（不包括主材的运输）见下表：
表5预应力施工主要设备需量表
序号
设备名称
型号
数量
备注
1
货车
庆铃1.9吨
1辆
用于材料周转运输
2
油泵
ZB4－50
2台
用于张拉及固定端挤压作业
3
千斤顶
YCQ－250
1台
用于张拉9孔有粘结预应力筋
4
千斤顶
YCQ－100
2台
用于张拉5孔无粘结预应力筋
5
挤压机
JY－45
1台
固定端挤压锚的制作
6
电焊机
－
1台
固定预应力筋矢高及垫板
7
螺旋卷制机
－
1台
制作螺旋筋
8
砂轮切割机
－
1个
钢绞线下料
9
角磨机
－
2个
张拉后切割多余钢绞线
10
螺旋式灌浆机
J2GG
1台
孔道灌浆
11
水泥灌浆料
拌和机
0.3
1台
灌浆水泥浆拌和
12
高压油管
6m
10根
千斤顶油管
13
手持式对讲机
－
2个
张拉协调
14
开关电箱
（一机一闸）
380伏
4
15
开关电箱
（一机一闸）
220伏
4
预应力张拉设备在使用前，应对千斤顶和油表进行配套标定，并且在张拉前要试运行，保证设备处于完好状态。
第四节施工进度计划
由于预应力工程为分包工程，其施工工期必然要根据总包的进度计划进行调整，详细进度计划需要根据总包单位提供的施工组织设计具体编制。
3.4.1施工准备期
接到施工通知后正常的施工准备期为10天，为保证结构整体的施工进度，如确有必要，准备时间可适当缩短。
3.4.2施工队伍和主要材料、设备进场计划
表6进场计划表
项目
进场时间
说明
预应力施工队伍
开始预应力施工前7天进场
进场后即可开始
准备分包作业。
主材
（钢绞线、锚具等）
材料于开始预应力施工前7天进场
材料进场后进行
抽样和送检。
张拉灌浆设备
（油泵、千斤顶等）
开始张拉前4天进场
张拉设备在进场前
即作好标定和试运行
3.4.3施工进度计划
该工程施工工作面的展开由总包确定。
预应力施工过程中需要根据总包的施工方案和进度计划来调整预应力工程的资源配置和进度计划。
每一道工序所占用的时间可根据总包的要求适当进行调整，总之，只要合理地安排流水施工，预应力工序的进度将完全取决于总体的进度安排。
预应力施工中预应力筋的铺设属主导工序，需要单独占用一定的施工时间。
如果不考虑相互穿插时间，仅考虑预应力独立的作业时间，每个施工段内预应力筋的铺设大约需占用1天时间；如果相互穿插配合，预应力筋铺束大约要单独占用0.5天。
如果上述工序安排合理，作业时间可缩短。
下面是针对一个流水段预应力筋铺设的大致作业时间安排：
*绑扎梁普通钢筋
↓
铺设并固定梁内
预应力筋
（约需单独占用0.5天）
←
梁内预应力筋下料及准备
（提前准备，不占用工期，约需2.0天）
↓
安装预应力筋端部垫板、
螺旋筋及其它配件
（约需0.5天，可与其它工序同步进行）
3.4.4施工进度保证措施
一、保证工期的管理措施
（1）建立强有力的项目经理部，配置高效项目管理层。
本工程施工的项目经理、技术负责人、质量员、安全员均由有丰富工程施工管理经验的人员担任，并针对技术、质量、安全、文明施工、后勤保障工作配置项目副经理主抓分项工作。
（2）严格执行奖罚制度，对各个工种、工序制度严厉的奖罚制度，对工期有重大影响的工序实行重奖重罚。
（3）在总进度计划控制下，坚持逐月、逐周编制出具体工程部位施工计划和工作安排。
如发现未能按节点工期完成计划，要即时检查，分析原因，迅速采取补救措施和调整计划。
（4）定期召开工程例会，由项目经理主持，各施工班组参加，总结工作完成情况，协调工程施工内部矛盾，并提出明确的计划调整方案。
（5）对影响工程的关键工序，项目经理要亲自组织力量，加班加点进行突击，有关管理人员要跟班作业，确保关键工序按时完成。
二、保证工期的技术措施
从技术措施入手是保证工期最直接有效的途径，为此必须高度重视以下三个方面因素的影响：
（1）设计变更因素
设计变更因素是进度执行中最大的干扰因素，其中包括设计图纸本身欠缺、变更或补充造成增量、返工，打乱施工流水节奏，致使施工减速甚至停顿。
因此必须做到以下两点：
a．项目经理部要通过理解图纸与设计意图，进行自审、会审和与相关单位交流，采取主动态度，及时发现问题，最大限度地实现事前预控，把影响降到最低。
b．预应力设计人员要随时跟踪工程的进展情况，对其中关键环节做好技术交底。
同时要及时服务现场，随时解决工程中出现的各种问题。
（2）资源配置因素
a．劳动力配置。
在保证劳动力的条件下，优化工人的技术等级和思想、身体素质的配备和管理，以均衡流水为主，对关键工序、关键环节和必要工作面根据施工条件及时组织抢工期，可根据总包施工情况进行24小时作业。
b．材料配置。
按照施工进度计划要求及时进货，做到既满足施工要求，又要使现场无太多的积压，以便有更多的场地安排施工。
c．机械配置。
为保证本工程的按期完成，我们将配置足够的中小型机械，不仅满足正常使用，还要保证有效备用。
另外，要做好机械设备的定期检查和日常维修，保证施工机械处于良好的状态。
d．资金配备。
根据施工实际情况编制资金流动计划，根据合同条款申请工程款，并将工程款合理分配于人工费、材料费等各个方面，同时要合理地利用和支配企业流动资金，使施工能顺利进行。
e．后勤保障。
后勤服务人员要做好生活服务供应工作，重点抓好吃、住两大难题。
（3）技术因素
a．实行工种流水作业，抢工期间昼夜分两班作业。
b．发挥技术力量雄厚的优势，及时解决现场问题。
c．应用新技术、新材料和新工艺及计算机等现代化的管理手段为本工程服务。
第五节施工现场部署
施工现场布置是针对本工程实际现场施工要求进行相应的施工现场平面布置。
本工程施工场地布置的具体原则是：
1.划分施工区域和材料堆放场地，保证材料运输道路环通通畅，施工方便；
2.符合施工流程要求，减少对专业工种和其它工程方面的施工的干扰；
3.布置应满足安全文明施工的要求。
施工现场应配置预应力筋堆放、断料和加工的场地约15m×80m。
同时要求配备一间材料仓库用于放置预应力锚具、设备等。
现场施工管理人员需约10m2左右办公室一间。
第四章预应力施工工艺和技术措施
第一节后张有粘结预应力施工工艺和操作要点
4.1.1后张有粘结预应力施工工艺
本工程预应力梁中采用后张有粘结预应力技术，根据本工程的结构设计特点，确定该部分预应力的施工工艺如下：
*安装梁底模
↓
*绑扎梁普通钢筋
（梁侧模及端部先不封）
↓
穿设波纹管
↓
安装端部配件
↓
预应力筋制作
→
穿设预应力筋
↓
隐蔽工程验收
↓
*浇筑混凝土
→
*制作混凝土试块
↓
│
*养护、拆模
│
↓
↓
张拉机具标定
→
张拉
←
*压混凝土试块
↓
冲洗孔道
↓
灌浆机具准备
→
孔道灌浆
→
制作水泥浆试块
↓
*封端
注：
*该工序由土建总承包单位完成。
4.1.2后张有粘结预应力施工操作要点
一、预应力梁内穿设金属波纹管和预应力束
1．本工程预应力孔道选用镀锌金属波纹管。
2．土建总承包单位支好梁的底模，普通钢筋就位之后，根据设计要求的矢高安装预应力定位支架，其间距约为1000mm。
支架用φ12以上直径的钢筋制作。
图5.预应力铺放束形
3．铺设预应力波纹管，并牢牢绑扎在定位支架上，连接部位用防水胶带缠绕。
4．在构件的端部应设置灌浆孔，每跨的最高点安装盖瓦和排气管，如图6所示。
图6.波纹管上开孔示意图
5.张拉端部锚垫板的安装：
波纹管位置固定好并穿束完成后，可安装锚垫板及螺旋筋。
端部锚垫板、螺旋筋由于处于支座钢筋较密处，安装比较困难，应保证其位置的准确。
同时还必须保证垫板与孔道切线相垂直。
6．当穿束在浇捣混凝土前进行时，在锚垫板安装完成后，应对垫板外工作长度内的外露钢绞线进行保护，同时应对预应力孔道和垫板上的灌浆孔进行封闭，防止其它物质对其损害。
具体方法：
在外露钢绞线外采用防水胶布材料进行包扎。
7．用棉丝密封灌浆孔、喇叭口等重要部位，连接部位用胶带缠绕密封。
8．在浇筑混凝土前，技术人员认真检查各关键部位及预应力孔道的高度，认真仔细全面地检查波纹管有无破损，认真填写“自检记录”和“隐蔽工程验收记录”。
9．在浇筑混凝土时，特别要注意并重点交待振捣棒不得直接碰撞预应力孔道，防止破坏波纹管而导致浆体进入预应力孔道。
10．浇筑混凝土过程前，应用胶带封堵所有灌浆孔和排气孔，并用棉丝塞紧喇叭口等空腔，防止水泥浆进入波纹管堵塞预应力孔道。
二、预应力节点构造
预应力张拉端节点构造如前所述，预应力固定端节点构造，如图8所示：
图7.预应力固定端构造图
图8.预应力张拉端、固定端
三、混凝土浇筑
1．在浇筑混凝土前，应进行专项的预应力孔道检查。
项目部将组织自检，包括仔细检查预应力孔道的完好，及时修补。
孔道接头处应用胶布密封好。
另外预应力张拉端处应用棉丝密封灌浆孔、喇叭口等重要部位。
固定端应用水泥浆封堵死。
2．在浇筑混凝土时，振捣棒不得直接碰撞预应力孔道，防止破坏波纹管而导致浆体进入预应力孔道。
3．混凝土达到设计强度的80%以后，及时拆除预应力梁张拉端的侧模板，清理张拉端喇叭口和预应力筋，安装锚具，为张拉工序作好准备。
4．有粘结预应力施工应特别注意混凝土浇筑时孔道的堵塞防治，要求先穿设预应力束在混凝土浇筑初凝前抽动预应力束以防止孔道堵塞；因此在混凝土浇筑时将指派专门的人员于现场进行看护，争取及时发现及时治理。
孔道如发现有漏浆应反复抽动预应力束只至混凝土初凝。
四、预应力张拉
1．本工程中除设计特别要求外，预应力梁混凝土强度达到设计强度的80%后才能张拉。
2．预应力张拉设备在使用前，应送权威检验机构采用顶顶机的方式，对千斤顶和油表进行配套标定，并且在张拉前要试运行，保证设备处于完好状态。
3．理顺张拉端预应力筋次序，依次安装工作锚、顶压器、千斤顶、工具锚。
图9.预应力张拉用设备：
液压千斤顶及油泵
4．由于开始张拉时，预应力筋在孔道内自由放置，而且张拉端各个零件之间有一定的空隙，需要用一定的张拉力，才能使之收紧。
因此，应当首先张拉至初应力（张拉控制应力的百分之十），量测预应力筋的伸长值，然后张拉至两倍初应力，再次量测伸长值，最后张拉至控制应力，第三次量测伸长值，计算实测伸长值△L1。
核算伸长值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；
5．如果预应力筋的伸长值大于千斤顶的行程，可采用分级张拉，即第一级张拉到行程后锚固，千斤顶回程，再进行第二次张拉，直至达到张拉控制值。
6．张拉作业，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据。
实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在（-6～+6）%范围之内，超出时应立即停止张拉，查明原因并采取相应的措施之后再继续作业。
五、预应力孔道灌浆
1．灌浆材料要求
（1）灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆体28天标准强度不低于30MPa。
（2）水泥浆的水灰比为0.4～0.45，搅拌后三小时的泌水率控制在2％以内，水泥浆流动度以16~20s为宜。
添加适量膨胀剂，但不得掺入含氯化物等对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。
（3）水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间不宜超过30min。
（4）灌浆不得使用压缩空气。
2．灌浆工艺要求
（1）灌浆前切割外伸钢绞线，钢绞线露在锚具外的长度控制在30～50mm，然后用水泥浆密封所有张拉端，以防浆体外溢，并将排气孔
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