CN110965685A - 预应力厚板空心楼盖施工方法 - Google Patents

预应力厚板空心楼盖施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种预应力厚板空心楼盖施工方法，根据空心楼盖设计参数深化内置空心方箱的几何尺寸及布置参数；确定抗浮拉筋的布置参数；安装模板；对暗梁、柱帽、密肋梁、高注合金方箱及预留预埋设施的位置进行定位并划线；安装暗梁、柱帽筋、板底钢筋、预应力筋及预留预埋设施；将板底钢筋与底模板连接；铺设空心方箱底部定位装置；铺设空心方箱；铺设抗浮钢筋层，放置上部定位装置；将上部定位装置与板底钢筋连接；放置板顶钢筋垫块，并在板顶钢筋垫块上铺设板顶部钢筋并绑扎，板顶层钢筋与板底钢筋通过拉结筋拉结；浇筑混凝土、振捣并养护；预应力张拉、注浆、封锚；拆除模板。本发明能够提高预应力空心楼盖的施工质量，降低现场施工难度。

Description

预应力厚板空心楼盖施工方法
技术领域
本发明属于空心楼盖施工的技术领域，特别是涉及一种预应力厚板空心楼盖施工方法。
背景技术
随着现代建筑使用功能的进一步提升，对大空间、无梁化的需求日益提升。现浇混凝土空心楼盖作为一种新型的结构体系，具有节材节能、隔音、抗震、空间灵活、减轻自重、降低造价等特性，很好地满足了当前的建筑需求，已得到了迅速的发展。尤其是结合了预应力技术之后的预应力现浇混凝土空心楼盖，能够提供更大的建筑空间，具有良好的经济效益和社会价值，有着非常广阔的市场前景。
但与传统的普通楼盖的施工相比，该类结构会出现内置空箱的上浮和位移、预应力筋走位偏差等现象，使得楼盖的肋梁、上下板的几何尺寸以及预应力筋的空间定位出现大幅偏差，严重时会导致楼盖受力性能大幅下降，直接导致工程质量事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种预应力厚板空心楼盖施工方法，提高施工质量，降低现场施工难度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种预应力厚板空心楼盖施工方法，包括以下步骤：
(1)根据厚板空心楼盖的设计参数，深化内置空心方箱的几何尺寸及布置参数；
(2)根据步骤(1)的深化参数，计算内置空心方箱的抗浮力，并确定抗浮拉筋的布置参数；
(3)搭设楼盖支模架并安装模板；
(4)在模板上对暗梁、柱帽、密肋梁、高注合金方箱及预留预埋设施的位置进行平面定位并划线；
(5)安装暗梁、柱帽筋、板底钢筋、预应力筋及预留预埋设施；
(6)按照步骤(2)中确定的抗浮筋参数，使用第一连接件将所述板底钢筋与底模板连接；
(7)铺设空心方箱底部定位装置；
(8)铺设空心方箱；
(9)在空心方箱上部铺设抗浮钢筋层，在空心方箱之间肋梁中间放置上部定位装置；
(10)使用第二连接件将所述上部定位装置与板底钢筋连接以限制空心方箱上浮；
(11)放置板顶钢筋垫块，并在板顶钢筋垫块上铺设板顶部钢筋并绑扎，所述板顶层钢筋与板底钢筋通过拉结筋拉结；
(12)验收合格后，浇筑混凝土、振捣并养护；
(13)待强度设计要求满足后，预应力张拉、注浆、封锚；
(14)拆除模板。
所述空心方箱由上方箱和下方箱拼装组成，所述上方箱的顶部和下方箱的底部设有十字型凹槽，所述上方箱和下方箱的侧面分别设有等腰梯形凹槽，所述上方箱和下方箱沿中轴线设有上下贯通的圆锥空心腔，所述上方箱和下方箱的角部和边部呈圆弧过渡，所述上方箱的底部和下方箱的顶部沿周向设有伸出的加强肋，所述上方箱和下方箱的加强筋上均匀间隔设有对应配合的定位凸扣件和定位凹扣件，所述上方箱和下方箱通过定位凸扣件和定位凹扣件进行扣合拼装。
所述步骤(2)中在分析空心方箱的抗浮力时，采用有限元分析法建立三维模型进行分析，所述确定抗浮拉筋的布置参数包括抗浮拉筋的布置点坐标、抗浮拉筋的直径和材质。
所述板底钢筋安装时，在纵、横向板底钢筋的交叉处铺设底板钢筋垫块，所述底板钢筋垫块为圆柱体且设有垂直交叉的凹槽，所述凹槽的内径与板底钢筋的直径相匹配，所述凹槽底距底板钢筋垫块底部的距离等于板底钢筋保护层厚度。
所述预应力筋安装时，采用预应力筋定位装置进行定位，所述预应力筋定位装置由钢筋制作，所述预应力筋定位装置下部为L形、顶部为螺旋形，所述螺旋形内径和间距与预应力筋的外径相匹配，安装时先将预应力筋绕进预应力筋定位装置顶部的螺旋形并绑扎固定，再将下部L形与拉结筋固定，所述L形的长度根据预应力筋位置的控制高度进行预先制作。
所述第一连接件为铁丝，所述铁丝的设置位置、直径和材质由步骤(2)计算确定，所述铁丝绕过板底钢筋上层的钢筋，在对应位置下方的模板上钻孔，将铁丝穿孔后实施绑扎以连接板底钢筋与底模板。
所述空心方箱底部定位装置由相互垂直设置的定位片组成，所述定位片包括槽形钢筋与支撑马镫，所述槽形钢筋呈U型且上端水平外折，所述支撑马镫焊接在槽形钢筋的底部，所述定位片套设于空心方箱的底部，并将槽形钢筋的外折端与空心方箱之间肋梁处的上下面板筋拉筋绑扎连接，将马镫与板底钢筋绑扎连接。
所述上部定位装置为几字形钢筋且宽度与空心方箱侧面的凹槽相匹配，所述上部定位装置的顶端设有弯钩，所述上部定位装置伸入空心方箱侧面的凹槽并利用弯钩挂设在抗浮钢筋上。
所述第二连接件为铁丝，所述第二连接件的一端固定在所述几字形钢筋的角部、另一端固定在对应的下部板底钢筋的下层钢筋上，所述空心方箱周向的加强肋中部开有槽口，所述第二连接件从槽口中穿过。
所述板顶钢筋垫块为圆柱体且设有垂直交叉的凹槽，所述凹槽的内径与板顶层钢筋的直径相匹配，所述凹槽底距板顶钢筋垫块底部的距离等于板顶层钢筋与空心方箱之间的距离。
有益效果
本发明从内置方箱的几何设计、内置方箱的抗浮及定位体系、预应力筋的定位等几个方面着手，降低了空心楼盖现场施工的难度，提高了施工质量。
第一，由于采用的空心方箱顶面、侧面均有凹槽，且中间有空心圆锥体，方箱整体刚度较大，抗变形能力较强，可以有效保证空心楼盖肋梁及板的几何尺寸；整个方箱采用上下两个半方箱组合而成，半方箱之间通过定位扣件连接，可以实现快速对接，不易错位，且可以重叠堆放，减少运输时装车的空间，利于运输；方箱角部及边部程圆弧状，利于混凝土流入方箱底部，同时方箱中间有空心圆锥体，浇筑方箱底部混凝土时易于空气及时排出，保证底部混凝土浇筑质量。
第二，采用有限元方法计算方箱在建筑混凝土过程中的抗浮及变形，比传统简化公式计算更加科学合理，可以得到更为全面的数据，不但可以检验抗浮强度，同时可以获得传统简化公式计算无法得到的位移变形，确保抗浮体系可靠、
第三，方箱底部定位装置采用专用钢筋制作，简单可靠，施工方便，与现有混凝土垫块相比利于混凝土流动，且在混凝土浇筑时不容易被冲倒或位移，定位更加精准；方箱顶部定位装置安装便捷，简单可靠，同时连接抗浮钢筋与底板钢筋，起到了水平定位和抗浮的双重作用；采用的底板钢筋和顶板钢筋垫块上部有垂直凹槽，可以与钢筋紧密结合，浇筑混凝土时不容易位移和脱落，有效保证钢筋的空间定位。
第四，采用的预应力筋专用定位装置简便易行，上部采用螺旋形，既可以方便穿入预应力筋，又可以实现在垂直面上的360度全方位的定位，同时下部为L形，既方便与拉结筋固定，又方便与模板的直接接触定位，可以实现预应力筋的精确定位，避免传统定位方式中施工时混凝土浇筑中的跑位。
相比现有空心楼盖的施工方法，本发明克服了传统方箱抗浮的经验估算的缺点，实现了混凝土浇筑过程的精准控制，降低了现场施工难度和作业工人的工作强度，同时可以有效保证方箱和预应力筋的空间定位，保证方箱底部混凝土浇筑质量，保证肋梁和上下板等关键部位的成形精度，有效降低工程综合造价，大幅加快施工进度。
附图说明
图1为本发明实施例空心方箱的布置示意图。
图2为本发明实施例空心方箱抗浮点的布置示意图。
图3为本发明实施例空心方箱抗浮体系示意图。
图4为本发明实施例板底钢筋和板顶钢筋垫块的结构示意图。
图5为本发明实施例预应力筋定位装置的结构示意图。
图6为本发明实施例空心方箱底部定位装置的结构示意图。
图7为本发明实施例空心方箱拼装示意图。
图8为本发明实施例半空心方箱的底面结构示意图。
图9为本发明实施例半空心方箱的顶面结构示意图。
图10为本发明实施例半空心方箱的侧面结构示意图。
图11为本发明实施例半空心方箱上定位凸扣件和定位凹扣件的结构示意图。
图12为本发明实施例上部定位装置的结构示意图。
图13为本发明实施例半空心方箱周边加强筋中部槽口的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明实施例针对一预应力空心楼盖，如图1所示，长8.4m，宽8.4m，整体楼盖厚度为650mm，上下板厚均为125mm，肋梁宽100mm，两肋之间的净距离为400mm，预应力筋布置在肋梁中部。该预应力厚板空心楼盖施工方法包括以下步骤：
步骤1、根据厚板空心楼盖的设计要求，深化内置空心方箱的几何尺寸及布置参数，采用内置空心方箱长宽均为400mm，半方箱的高度为325mm，共布置14×14共96个内置空心方箱，如图1所示。
步骤2、根据步骤1的深化参数，利用有限元软件计算内置空心方箱抗浮受力情况，确定抗浮拉筋参数。最终确定板底抗浮点f1为跳格布置，如图2所示。
步骤3、搭设楼盖支模架，安装木方m1，并安装模板m2，如图3所示。
步骤4、在模板m2上对暗梁、柱帽、密肋梁、高注合金方箱及预留预埋设施等位置进行平面定位并划线。
步骤5、安装暗梁、柱帽筋、板底钢筋b1及b2、预留预埋设施等。安装板底钢筋b1及b2时，在纵横板底钢筋交叉处铺设底板钢筋垫块。如图4所示，底板钢筋垫块为圆柱体，上部有纵横交叉的两道凹槽d2，凹槽的直径比板底钢筋b1及b2直径略大，且凹槽底距圆柱体底部d1的净距离等于板底钢筋保护层厚度。如图5所示，安装预应力筋时，首先将预应力筋专用定位装置y1的上部螺旋形y1-1穿入预应力筋，然后将下部L形y1-2与拉筋l1固定，其中L形y1-2的高度根据预应力筋不同位置的控制高度预先制作。
步骤6、按照步骤2中确定的抗浮筋参数，如图3所示，使用第一连接件铁丝t1将抗浮点f1处的板底钢筋b1和b2在交叉点处穿过底模板m2，连接在下部木方m1上，并固定紧。
步骤7、铺设空心方箱底部定位装置。如图6所示，底部定位装置由相互垂直设置的两个定位片构成，定位片包括一个槽形钢筋z1与两个支撑马镫z2，槽形钢筋上端部水平外折90度后，支撑马镫焊接在槽形钢筋的底部，马镫焊接在距离槽形钢筋底部端部1/4位置处。定位片的端部与空心方箱之间肋梁处的上下面板筋拉筋l1绑扎连接，支撑马镫z2与板底钢筋b1或b2绑扎连接。
步骤8、铺设内置空心方箱。空心方箱由上方箱和下方箱拼装组成，如图7。如图8-10所示，上方箱的顶部和下方箱的底部设有十字型凹槽4，上方箱和下方箱的侧面分别设有等腰梯形凹槽3，上方箱和下方箱沿中轴线设有上下贯通的圆锥空心腔5，上方箱和下方箱的角部和边部呈圆弧过渡。上方箱的底部和下方箱的顶部沿周向设有伸出的加强肋6，上方箱和下方箱的加强筋6上均匀间隔设有两组对应配合的定位凸扣件1(如图11)和定位凹扣件2(如图11)，上方箱和下方箱通过定位凸扣件1和定位凹扣件2进行扣合拼装。
步骤9、如图3所示，在空心方箱G1上部铺设抗浮钢筋层k1，在空心方箱G1之间肋梁中间放置上部定位装置j1。如图12所示，上部定位装置j1为几字形钢筋，直径为10mm，在端部有弯钩，伸入空心方箱侧面的凹槽3并利用弯钩挂在抗浮钢筋k1上，定位装置j1的宽度与空心方箱之间凹槽3的距离相等。
步骤10、如图3所示，使用第二连接件铁丝t2，将所述上部定位装置j1的角部与板底钢筋b1或者b2连接以限制空心方箱上浮。如图13所示，铁丝t2通过空心方箱侧面的凹槽c1连接至板底钢筋b1或者b2。
步骤11、放置板顶层钢筋垫块，并在板顶层钢筋垫块上铺设板顶部钢筋b3、b4并绑扎；如图3所示，板顶层钢筋b3、b4与板底钢筋b1、b2通过拉结筋l1拉结；安装板顶钢筋b3及b4时，在纵横板顶钢筋交叉处铺设板顶钢筋垫块，如图4所示，底板钢筋垫块为圆柱体，上部有纵横交叉的两道凹槽d2，凹槽的直径比板顶钢筋b3及b4直径略大，且凹槽底距圆柱体底部d1的净距离等于板顶钢筋底部与空心方箱G1顶部的距离；
步骤12、验收合格后，浇筑混凝土振捣并养护；
步骤13、待强度满足设计要求后，预应力张拉、注浆、封锚；
步骤14、拆除模板。
通过上述整体方案可以看出，本发通过预先对内置方箱进行几何设计，有效保证了内置方箱的刚度，在便于运输的前提下，通过特有的凹凸卡槽设计，巧妙地实现了半方箱在现场的精准快速对接，同时运用流线型的外形设计和内置的空心圆锥体，保证了浇筑混凝土时的流动性和底部成形质量；通过对内置方箱抗浮及定位体系的合理设计，运用简便易行的装置实现了明确的传力路径和可靠连接，有效保证了内置方箱在水平和垂直方向的空间定位；采用一种简便高效的预应力筋的定位装置，实现了预应力筋的精确定位。整体解决方案降低了现场施工难度和作业工人的工作强度，同时可以有效保证空心楼盖的成形精度和施工质量，有效降低工程综合造价。

Claims (10)

1.一种预应力厚板空心楼盖施工方法，包括以下步骤：
(1)根据厚板空心楼盖的设计参数，深化内置空心方箱的几何尺寸及布置参数；
(2)根据步骤(1)的深化参数，计算内置空心方箱的抗浮力，并确定抗浮拉筋的布置参数；
(3)搭设楼盖支模架并安装模板；
(4)在模板上对暗梁、柱帽、密肋梁、高注合金方箱及预留预埋设施的位置进行平面定位并划线；
(5)安装暗梁、柱帽筋、板底钢筋、预应力筋及预留预埋设施；
(6)按照步骤(2)中确定的抗浮筋参数，使用第一连接件将所述板底钢筋与底模板连接；
(7)铺设空心方箱底部定位装置；
(8)铺设空心方箱；
(9)在空心方箱上部铺设抗浮钢筋层，在空心方箱之间肋梁中间放置上部定位装置；
(10)使用第二连接件将所述上部定位装置与板底钢筋连接以限制空心方箱上浮；
(11)放置板顶钢筋垫块，并在板顶钢筋垫块上铺设板顶部钢筋并绑扎，所述板顶层钢筋与板底钢筋通过拉结筋拉结；
(12)验收合格后，浇筑混凝土、振捣并养护；
(13)待强度设计要求满足后，预应力张拉、注浆、封锚；
(14)拆除模板。
2.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述空心方箱由上方箱和下方箱拼装组成，所述上方箱的顶部和下方箱的底部设有十字型凹槽，所述上方箱和下方箱的侧面分别设有等腰梯形凹槽，所述上方箱和下方箱沿中轴线设有上下贯通的圆锥空心腔，所述上方箱和下方箱的角部和边部呈圆弧过渡，所述上方箱的底部和下方箱的顶部沿周向设有伸出的加强肋，所述上方箱和下方箱的加强筋上均匀间隔设有对应配合的定位凸扣件和定位凹扣件，所述上方箱和下方箱通过定位凸扣件和定位凹扣件进行扣合拼装。
3.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中在分析空心方箱的抗浮力时，采用有限元分析法建立三维模型进行分析，所述确定抗浮拉筋的布置参数包括抗浮拉筋的布置点坐标、抗浮拉筋的直径和材质。
4.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述板底钢筋安装时，在纵、横向板底钢筋的交叉处铺设底板钢筋垫块，所述底板钢筋垫块为圆柱体且设有垂直交叉的凹槽，所述凹槽的内径与板底钢筋的直径相匹配，所述凹槽底距底板钢筋垫块底部的距离等于板底钢筋保护层厚度。
5.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述预应力筋安装时，采用预应力筋定位装置进行定位，所述预应力筋定位装置由钢筋制作，所述预应力筋定位装置下部为L形、顶部为螺旋形，所述螺旋形内径和间距与预应力筋的外径相匹配，安装时先将预应力筋绕进预应力筋定位装置顶部的螺旋形并绑扎固定，再将下部L形与拉结筋固定，所述L形的长度根据预应力筋位置的控制高度进行预先制作。
6.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述第一连接件为铁丝，所述铁丝的设置位置、直径和材质由步骤(2)计算确定，所述铁丝绕过板底钢筋上层的钢筋，在对应位置下方的模板上钻孔，将铁丝穿孔后实施绑扎以连接板底钢筋与底模板。
7.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述空心方箱底部定位装置由相互垂直设置的定位片组成，所述定位片包括槽形钢筋与支撑马镫，所述槽形钢筋呈U型且上端水平外折，所述支撑马镫焊接在槽形钢筋的底部，所述定位片套设于空心方箱的底部，并将槽形钢筋的外折端与空心方箱之间肋梁处的上下面板筋拉筋绑扎连接，将马镫与板底钢筋绑扎连接。
8.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述上部定位装置为几字形钢筋且宽度与空心方箱侧面的凹槽相匹配，所述上部定位装置的顶端设有弯钩，所述上部定位装置伸入空心方箱侧面的凹槽并利用弯钩挂设在抗浮钢筋上。
9.根据权利要求8所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述第二连接件为铁丝，所述第二连接件的一端固定在所述几字形钢筋的角部、另一端固定在对应的下部板底钢筋的下层钢筋上，所述空心方箱周向的加强肋中部开有槽口，所述第二连接件从槽口中穿过。
10.根据权利要求1所述的一种预应力厚板空心楼盖施工方法，其特征在于：所述板顶钢筋垫块为圆柱体且设有垂直交叉的凹槽，所述凹槽的内径与板顶层钢筋的直径相匹配，所述凹槽底距板顶钢筋垫块底部的距离等于板顶层钢筋与空心方箱之间的距离。
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