关于大跨度混凝土结构的施工实例

韩静轩

摘要：本文以河北国源宾馆改扩建工程为例，详细介绍了大跨度混凝土结构的施工方法。

关键词：大跨度 混凝土

工程实例：河北国源宾馆改扩建工程会议楼

工程概况：河北国源宾馆改扩建工程位于河北省石家庄市鹿泉上庄镇政府西部，其中会议楼共3层，建筑高度最高处36.867m，为框架结构，建筑抗震设防烈度为6度，抗震设防分类为丙类，建筑结构、地基基础安全等级为2级，基础为梁式筏板基础，会议楼为一类建筑，耐火等级为一级，防水等级为二级，总建筑面积19253m2。

本工程地下一层⑨-/鬂-鬆轴间为游泳池，游泳池-0.050米标高板顶处采用400×1300mm井字梁，最大跨度轴线距离21m，⑨轴、/轴、鬂轴、鬆轴采用600×1700框架梁，该区域层高8.95m，该区域框架柱截面尺寸为900×1450。

本工程地上部分预应力区域为⑩-/？鬁-？鬆轴，一层、三层在该区域为多功能厅，为大空间结构，其中⑩-轴间总距离为8.4×4=33.6m，鬁-鬆轴间距离为7×4=28m，预应力梁截面尺寸为600×1700，轴线跨度28m，每层总计5根，预应力梁支座框架柱截面尺寸900×1450，层高分别为10m、8m、12.05m、14m，且二层、三层预应力区域外均有夹层，也就是说，该框架柱处还有拉梁。

该部分区域施工难点主要体现在柱、梁体积较大，柱层高较高，梁跨度较大，梁截面尺寸较高，柱截面尺寸较大，无论是模板、钢筋、还是混凝土施工，都有一定的难度，下面就分别介绍一下模板、预应力、钢筋、混凝土工程的施工。

1 模板工程

由于该区域层高、跨度较大，因此，从技术角度及安全角度，该区域模板工程显得尤为重要，根据该部分区域空间特点，采用高大模板支设。

本工程模板支架原则上全部采用碗口式脚手架搭设。现浇板下立杆纵横向间距不大于900mm，步距不大于1200mm。所有立杆下垫50厚木方、脚手板（或旧模板），立杆顶部设U型托，外露丝长不大于300mm，丝杆直径不小于36mm，总长度不小于500mm。局部位置遇特殊情况时，立杆、横杆可用标准扣件式架管搭设，立杆间距不得大于800mm，横杆步距不大于1200mm。同时本工程参照现行脚手架规范设置联墙杆、剪刀撑和水平剪刀加强层。

工程中梁底模板、梁侧模板均采用18mm厚覆面木胶合板。梁底模板次龙骨采用100×100mm木方，共设4道木方，木方间距不大于200mm。主龙骨即托梁采用两道Φ48×3.5mm架管，主龙骨间距900mm。梁侧模板次龙骨采用100×100mm木方，木方间距300mm。主龙骨采用两道Φ48×3.5mm架管，其中预应力梁每个梁侧面分别设置三道架管。沿梁高方向设三道对拉螺栓（M16，穿20PVC套管），间距为300、550、550mm，对拉螺栓沿梁跨度纵向间距600mm。其中井字梁每个梁侧面分别设置二道架管。沿梁高方向设二道对拉螺栓（M16，穿20PVC 套管），间距为400、600mm，对拉螺栓沿梁跨度纵向间距600mm。

梁承重架支设方式采用多根承重立杆、木方、顶托支撑方式。其中预应力梁底沿梁横截面方向每根主龙骨下设置4根承重立杆，井字梁底沿梁横截面方向每根主龙骨下设置3根承重立杆，立杆间距不大于300mm，立杆沿梁跨度方向间距900mm，脚手架横杆步距不大于1200mm（到顶部不足1200mm时设横杆一道，保证自由端高度不大于300mm），扫地杆距地不大于200mm。立杆顶部设U型托，外露丝长不大于300mm，絲杆直径不小于36mm，总长度不小于500mm。本工程参照现行脚手架规范设置联墙杆、剪刀撑和水平剪刀加强层。

由于现行规范没有对碗扣式脚手架剪刀撑搭设作具体规定，而碗扣式脚手架整体稳定性优于扣件式脚手架，本工程参照钢管式脚手架剪刀撑搭设。支架四边与中间每隔6排支架立杆应设置一道纵向、横向剪刀撑，由底至顶连续设置，并且在大梁梁底排架也加竖向剪刀撑；当模板支撑架高度大于4.8m时，顶端和底部必须设置水平剪刀撑，中间水平剪刀撑间距应小于或等于4.8m。剪刀撑采用Φ48*3.5 钢管支撑，用扣件与立杆连接，剪刀撑成45～60 度角设置。

对于本工程一层、二层、三层与-0.05m标高处，相同部位的预应力梁、框架梁或井字梁，模板支架设计完全相同，支架必须贯通设置，即上一层与下一层的立杆位置必须一一对应，以保证荷载由三层通过立杆传递至地基。混凝土强度达到拆模强度后，梁两侧楼板支架可以拆除，梁底支架绝对不能拆除。待混凝土强度达到预应力张拉强度后，首先进行三层预应力梁的张拉，张拉完毕后，拆除三层预应力梁模板支架，然后进行二层预应力梁的张拉，张拉完毕后，拆除二层预应力梁模板支架，以此类推，待一层模板支架拆除后，方可拆除地下一层框架梁、井字梁模板支架。满堂红支撑架要和已施工完毕的所有结构柱和墙体每3米连接牢固，柱位大横杆通长拉结，形成整体，增强满堂红支撑架的整体稳定性。

后浇带部位砼未浇筑前脚手架严禁拆除，为便于室内材料运输，脚手架需开洞，门洞两边立柱采用双立柱。

本工程外防护采用扣件式脚手架搭设，建筑物四周搭设全高全封闭的扣件式双排钢管脚手架。脚手架搭设采用双排单立杆，防护脚手架与内部满堂模板支架同时搭设，与主体结构联为整体，连接点不大于三步三跨。扣件连接，外径48mm、壁厚3.5mm的焊接钢管。外架外立面满挂密目绿色安全网，外挂安全网做到定期清洗，保持清洁。双排脚手架立杆顶端高出结构檐口上皮1.5m，搭设高度约为31.5m，立杆距结构外沿0.3m。操作层满铺竹笆，设两道护栏，设高度18cm的挡脚板，脚手板下层都满挂密目安全网。

关于模板工程附图见文后图片。

2 预应力、钢筋工程

本工程预应力梁除常规钢筋外，预应力梁采用φJ15.2-1860Mpa高强低松驰预应力砼用钢铰线，张拉端为QMV15-X型夹片式锚具，固定端采用JM15-1P型挤压锚，预应力波纹管采用金属波纹管，管壁厚度宜为0.3mm，孔道灌浆采用42.5级普通硅酸盐水泥。

关于预应力工程施工前先做好技术准备，计算好下料长度、张拉控制应力、理论张拉伸长计算值等。关于本工程具体施工工艺如下：

2.1 制作及安装

2.1.1 预应力筋制作

预应力筋下料在钢绞线复检合格后方可进行，下料应在平坦干燥的场地上用砂轮锯逐根切割。下料前先在钢铰线盘卷外用钢管搭设一个固定铁笼，确认固定牢固后，开剪钢铰线包装用钢带，将钢铰线从盘卷中央小心抽出头后逐步向外拉，用砂轮锯按下料长度逐根切割下料，下料长度误差应控制在0～100mm以内。

下料操作过程中，应遵循以下步骤：

①下料长度应综合考虑其曲率、锚固端保护层厚度等因素，并应根据不同的张拉方式和锚固形式预留张拉长度。编制各预应力构件的下料长度，并按下料要求下料。

②下料时应先下长筋，后下短筋。

③根据下料单的长度，用砂轮锯进行逐根切割。

④切割后逐根对钢铰线进行编号，长度相同为统一编号。

⑤下料后的钢铰线顺直无侧弯，切口无松散，如遇死弯必须切掉。

⑥每束钢铰线应按规格编号成束，并按长度及使用部位分类堆放、运输、使用。

⑦钢绞线挤压锚具挤压时，应保持挤压锚具套筒的内外清洁，在挤压模内腔和挤压锚套筒外壁涂抹润滑油。

2.1.2 预应力筋孔道留设

①在土建工种支模板并绑扎普通钢筋的同时，预应力工种与土建工种交叉作业。木工可先支设预应力梁的一侧模板，钢筋工先不绑扎挂钩和影响预应力筋安装的其它钢筋。普通钢筋应避让预应力筋，箍筋的肢距应根据预应力筋的间距确定。

②金属波纹管安装前按设计预应力筋线形定位图在箍筋上标出预应力筋的线形位置（重点控制反弯点及最高、最底点位置），点焊或绑扎钢筋支架，采用Φ12的钢筋支架，其间距为1000～1200mm；按已经固定好的支架筋位置依次将波纹管穿入钢筋笼内，波纹管安装后与钢筋支架可靠固定。

③金属波纹管接长时采用大一号的同型波纹管作为接头管，接头管长度为管径的3-4倍，波纹管接头用透明胶带密封。

④在预应力筋线形的两端、最高点和最低点设置灌浆管、泌水管，泌水管可兼做排气管。

灌浆管和泌水管与波纹管的连接：在波纹管上开洞，覆盖海绵垫和塑料弧形板并与波纹管绑扎牢固，再将塑料管插在弧形板的接口上，且伸出构件顶面500mm。

2.1.3 预应力筋安装

①采用预应力筋在混凝土浇筑前穿入孔道，即先穿束法；穿束方法采用人工单根穿束。

②预应力筋从内埋式固定端穿入，穿束前预先安装固定端锚垫板，待整个集团束预应力筋穿入后将锚垫板固定在设计位置上，预应力筋从张拉端穿出长度满足张拉设备的操作要求。

③预应力筋穿束完毕后，再由钢筋工绑扎挂钩等剩余钢筋，同时预应力工种安装张拉端锚垫板，锚垫板应与预应力筋方向相垂直，不得倾斜并固定牢靠。

④在固定端的约束环位置波纹管端口、张拉端锚垫板和波纹管之间缝隙均用海绵或发泡密封胶密封。

⑤穿束完成后，浇注混凝土前将波纹管的破损处用透明胶带缠绕密封。

⑥由专业技术员对波纹管位置、预应力筋数量及两端锚垫板逐个检查确认无误后，由木工封闭另一侧侧模和端模。

2.1.4 砼浇筑

①预应力筋及有关组件铺设安装完毕后，进行隐蔽工程验收，确定合格后才能浇筑砼。

②砼浇筑时，由质量检查员对预应力部位进行监护，预应力工种安排专门人员值班发现问题及时向总包单位提出。

③混凝土浇筑时，严禁踏压撞碰预应力筋、支承架以及端部预埋构件，同时砼浇筑时的下落高度不能太大，以免产生较大的冲击力，损坏波纹管。④用振捣棒振捣时，振捣棒不得正对着波纹管进行振捣。在梁与柱、墙结点处，由于钢筋、预应力筋密集，应采取措施振捣，不得出现蜂窝或孔洞。

⑤张拉端、锚固端混凝土必须振捣密实。

⑥预应力梁混凝土浇筑时，应增加制作两组混凝土试块，两组试块和预应力梁混凝土同条件养护，以供张拉使用。

⑦在混凝土浇筑过程中，应检查波纹管是否漏浆。

2.2 张拉

2.2.1 准备

①对预应力张拉设备及其压力表进行维护和标定（校正），张拉用千斤顶与压力表应配套标定（校正）配套使用。

②预应力筋的张拉时，混凝土强度达到设计强度的90%（或根据施工图纸设计要求），且混凝土龄期不少于7天，张拉时的混凝土强度以现场同条件养护条件下的砼试块试压报告为准。

③锚具安装前，清理锚垫板端面混凝土和锚垫板喇叭管内的杂物，检查锚垫板周围的混凝土密实性。

④锚具安装时锚板应对中，将夹片击紧且缝隙均匀。

⑤张拉设备安装，应使张拉力的作用线与预应力筋中心线重合。

⑥张拉前计算张拉力、压力表读数、张拉伸长值。

2.2.2 预应力筋张拉

①张拉顺序：自上而下逐层张拉，若结构承载力能满足施工荷载要求时亦可自下而上逐层张拉；预应力梁内预应力筋张拉顺序，遵循对称张拉的原则。

②预应力筋的张拉程序：

0→10%σcon→103%σcon→锚固。

③张拉采用“应力控制，伸长值校核“法，每束预应力筋在张拉以前先计算理论伸长值和控制压力表读数作为施工张拉的依据，每一束预应力筋张拉时，对张拉力、压力表读数、张拉伸长值、异常现象做详细记录。

预应力筋实测张拉伸长值按下式计算：

L=b-a

其中a——拉至10%σcon时千斤顶行程；

其中b——张拉至103%σcon时千斤顶行程。

预应力筋实测伸长量与理论伸长值比较，其误差应符合《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）要求：误差范围在±6%以内。

④张拉时应时刻注意观察梁侧、梁顶情况，如出现问题，应及时停止张拉，待查明原因及制定出相应措施后继续张拉。严禁梁中预应力筋张拉前拆除预应力梁的底模，但需拆除梁的侧模和非预应力板的底模，以减少对预应力梁自由收缩的约束。

2.3 灌浆封锚

①在每根波纹管内灌浆必须连续，中途不得停顿，一次灌满为止。若孔道灌浆过程中发生局部堵塞现象时，可在孔道壁凿洞，及时用清水把水泥浆冲净。

②孔道灌浆用42.5级普通水泥，水泥浆的水灰比为0.4～0.45，灌浆用水应是清洁水，水泥浆强度不小于30KN/mm2。

③灌浆在梁端的灌浆口进行，用灌浆机一次性将水泥浆压入孔道，待两端排气孔流出浓水泥浆后，封闭排气孔，继续加压至0.5Mpa，封闭灌浆孔。

④预应力梁采用一边张拉，一边灌浆的方式，即本层梁预应力筋全部张拉完毕后，尽量在48小时之内完成灌浆。

⑤待灌浆完成后用手砂轮切割预应力筋锚固后外露部分，预应力筋剩余外露长度大于25mm。

⑥封锚按照设计或《后张预应力混凝土结构施工图表示方法及构造详图》06SG429的要求进行，封锚前将锚具周围混凝土清理干净，封锚混凝土采用与预应力梁同强度等级的混凝土。

本工程1450×900截面框架柱9.95m标高以下柱筋为74根￠32三级钢筋，9.95m标高以上为66根￠32三级钢筋。本工程由于柱层高较高，钢筋直径较粗，重量较沉，所以，钢筋安装就位较为困难，钢筋就位时采用塔吊吊到粗略位置后，一根钢筋由8人合力调好准确位置，同时由6人对钢筋进行临时固定，2人对钢筋进行焊接，一根钢筋安装就位需要人力较多，钢筋安装时需要在柱周围搭设脚手架以便于施工。

3 混凝土工程

关于针对泵送混凝土的安全措施：

①精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，本工程采用由中部向两边扩展的浇筑方式。

②严格控制施工实际荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放。

③浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。

④混凝土浇筑应严格按照要求分段分层施工，并派专人负责看模，板面混凝土堆积高度不得超过400mm，浇筑过程振捣棒不易直接与模板接触。

⑤泵送设备必须放置在平稳、坚实的地面，周围不得有障碍物。

⑥泵送管道敷设后，应进行耐压性试验。

⑦使用输送泵输送混凝土时，应由两人以上人员牵引布料杆管道的接头，安全阀、管架等必须安装牢固。输送前应试送，检修时必须卸压。

⑧浇筑前应检查砼泵管有无裂纹，损坏变形或磨损严重的应立即更换。

⑨浇灌高度2m以上的框架梁、柱模混凝土应搭设操作平台，无安全防护设施的应系挂安全带，不得站在模板或支撑上操作。

⑩悬空泵的连接要有两人以上协调作业，动作要一致，作业架的脚手板应铺设严密，严防踩空坠落。

泵送过程中发生输送管道堵塞现象时，应进行逆向运转使返回料斗，必要时应拆管排除堵塞。

遇有五级大风以上时，必须停止泵送作业。