大跨度现浇预应力空心楼盖在室内体育馆的应用及质量控制

朱国新

（滁州职业技术学院，安徽 滁州 239000）

1 引言

现浇预应力空心楼盖是一种新型实用的结构体系，可以满足建筑室内空间使用要求和室内跨度需要，集空心楼板和预应力技术之优点，在使用跨度范围内能有效减轻楼板自重，节约钢材和混凝土用量，增强结构的整体性，具有良好的隔音和隔热效果，可以增加室内净空高度，减少明梁或采用无梁结构，获得较好的使用功能[1]。大跨度现浇预应力空心楼盖的特点：在满足结构强度、刚度的前提下，能够减轻楼板自重30%～40%，增加结构跨度，取消或降低框架梁断面高度，与明梁框架结构比较，采用薄壁方箱空心楼盖，使用空间更开阔、美观、平整，可免于二次吊顶。由于薄壁方箱空心楼盖的封闭空腔结构减少了热量传递，使隔热、保温性能得到显著提高，也大大减少了楼层间噪声的传递，克服了上下层间的撞击噪声干扰，经大量应用证明，楼盖隔音效果提高10～20 dB（A），能有效提高建筑使用功能。

2 大跨度现浇预应力空心楼盖在室内体育馆的应用

某学院风雨操场工程总建筑面积20 783.99 m2，其中，地下室面积4 563.24 m2，建筑基底面积8 725.77 m2。项目于2018年3 月开工建设，2019 年11 月投入使用，为框架剪力墙结构多层建筑，地下1 层、地上3 层，建筑高度为22.71 m，2 层、3 层及顶层大面积采用了大跨度现浇预应力空心楼盖技术，短跨方向跨度20 m，长跨方向跨度60 m。

本工程场馆部分楼盖结构在结构方案选型阶段进行了多种结构形式比较，结合运动场馆的建筑要求，最终确定为大跨度现浇薄壁方箱预应力空心楼盖体系。左右两侧室内主场馆采用预应力空心楼盖，结构平面尺寸20.0 m×60.0 m，楼盖板厚700 mm，主框架梁采用有黏结预应力技术，空心板采用无黏结预应力技术，空心板填充体采用薄壁方箱，箱体的基本尺寸为500 mm×500 mm×510 mm，有局部异形。

大跨度现浇预应力空心楼盖工艺流程如下： 施工准备→搭设模板脚手架→绑扎空心楼盖底铁钢筋、 肋梁钢筋→预埋管线→铺设预应力筋 （有黏结波纹管）→铺设空心箱体并固定→绑扎板面层钢筋→预应力筋节点安装→隐蔽验收→浇筑混凝土→预应力张拉→端部封堵（有黏结浆）。

3 大跨度现浇预应力空心楼盖的质量控制关键点

3.1 模板支撑系统

大跨度现浇预应力空心楼盖由于板厚较厚，而且有大量的空心箱体固定在肋梁内，空心箱体体积大，重量轻，浇筑混凝土时，混凝土会冲击空心箱体，给整体楼盖一个水平推力，必须在搭设时设置足够的斜向剪刀撑来平衡水平推力，防止支撑系统失稳，检查支撑系统时，要严格要求剪刀撑的设置，整块模板支撑系统按照受荷采用满堂密布支撑体系并进行模板支撑体系专项论证，验收合格后方可浇筑混凝土。

3.2 普通钢筋绑扎

预应力空心楼盖采用密肋板的设计计算方法，因此，在空心箱体之间布置了大量的密肋梁，密肋梁的截面尺寸严格按照箍筋的尺寸下料，绑扎顺直，以防密肋梁形成的截面尺寸有异形，导致箱体无法安装就位。空心楼盖的上下层钢筋的绑扎顺序应进行详细排布，保证上下共4 层钢筋网，以防止出现面层钢筋保护层不足或为满足保护层要求而导致的面层钢筋无法施工。具体绑扎顺序如下：先摆放短方向下层底板钢筋和短方向肋梁，再摆放并绑扎长方向下底板钢筋和肋梁钢筋，完成两层下部钢筋网，绑扎面层钢筋时，先摆放长方向上部钢筋，使其与长方向肋梁主筋在同一高度，再摆放并绑扎短方向面层钢筋。空心楼盖钢筋绑扎效果如图1 所示。

图1 空心楼盖安装效果

此绑扎方法有效保证了板厚和混凝土保护层厚度，如不采用此方法，会给普通钢筋工程带来施工困难，质量难以保证。

3.3 空心箱体抗浮措施质量控制

空心箱体的抗浮问题是本工程的重点和难点。混凝土浇筑时由于受到浮力和振捣作用可能导致内模上移、 楼板底模局部上移或钢筋移位如不采取可靠的抗浮技术措施，可能严重影响楼板的施工质量[2]，修复困难。

抗浮措施主材采用12#铁丝，根部固定于支撑系统（非模板上），上部绑扎固定于面层钢筋，剖面如图2 所示。

图2 抗浮措施剖面图

抗浮重点控制：一是抗浮点是否有遗漏，有无按照措施方案设置；二是抗浮点根部是否固定在支撑系统，而非模板处；三是检查上部固定位置处铁丝是否用力不当，使铁丝断裂，导致抗浮点失效。

3.4 预应力筋铺设质量控制

普通钢筋肋梁绑扎完成后，即可铺设预应力筋，预应力筋在梁内沿曲线布置，每隔1～1.2 m 设置定位钢筋，为保证定位准确，定位筋不能有位移，应采取焊接方式固定。预应力筋穿束时严格按照定位筋的高度绑扎固定预应力筋，这样预应力筋张拉时才能保证对整体空心楼盖的受力符合设计要求。

3.5 混凝土浇筑的质量控制

预应力空心楼盖混凝土浇筑控制不好，会导致板底露筋、空洞等不密实问题，为了保证浇筑质量，在项目施工现场按浇筑工艺进行了实际模拟，尤其对浇筑拆模后的混凝土成型存在的问题进行了总结与调整，以确保混凝土浇筑的密实度和成型质量。

在施工过程中，主要从以下几个方面进行控制：

第一，混凝土本身的坍落度，在保证混凝土强度的同时，浇筑时混凝土的坍落度不低于180 mm，保证流动性；

第二，肋梁内预应力筋的束型控制，肋梁是混凝土进入底板的主要通道，在肋梁内布置的预应力筋要集中，留出足够的空间方便混凝土下漏，否则混凝土骨料下无法进入板底，致使混凝土成型会出现空洞；

第三，浇筑方法影响混凝土板底质量，浇筑混凝土是应采取分层浇筑的办法进行浇筑，振捣至两个箱体之间出浆方可，再进行第二次浇筑；

第四，为防止箱体拼装后接缝不严密，拼装后在接缝处用密封胶带封闭加强，同时混凝土在浇筑过程中要派工人现场旁站检查，时刻注意支架的稳定性和模板的拼缝，防止漏浆。

预应力空心楼盖混凝土浇筑振捣时，除满足施工规范要求，还需控制以下两点：一是振捣时严禁振捣棒直接触碰空心箱体或长时间振捣箱体，以防止振捣棒破坏箱体外壳，造成混凝土灌入箱体内，造成局部“实心板”。二是振捣棒振捣时要对预应力筋的张拉端部和固定端部加强振捣，保证密实，防止张拉端或固定端出现空洞或蜂窝麻面，影响张拉质量。

3.6 预应力筋的张拉质量控制

预应力筋的张拉灌浆事关预应力空心板整个受力体系的建立，必须严格把控。重点控制以下5 点。

第一，检查张拉设备，张拉千斤顶和油表必须配套标定，且标定时间在有效期内（6 个月以内），以有MCC 认证的有资质的单位出具的校准证书为准，在施工过程中设备有损坏必须重新标定，否则张拉控制应力不准确。

第二，张拉前对所有的预应力筋张拉端部进行检查，如端部不密实，张拉时端部破坏会影响张拉质量。

第三，预应力空心楼盖张拉前严禁拆除支撑系统，因为在张拉前整个体系没有建立，拆除支撑会造成预应力筋未受力，造成空心楼盖变形。

第四，预应力筋张拉前规划张拉顺序，先张拉长方向，再张拉短方向，先张拉次受力预应力筋，再张拉主受力筋，平面上以对称张拉为原则，使整个空心楼盖受力均衡。

第五，预应力张拉时需双控，即控制张拉力达到设计要求，预应力筋的伸长量在理论计算伸长值的浮动范围内，两个指标都达到要求后方可判定张拉合格，如两个指标不能同时符合要求，则以张拉控制应力为主要指标，如张拉实际伸长值与计算伸长值偏差较大，需分析原因后，采取必要措施方可继续施工[3]。

3.7 有黏结预应力筋孔道灌浆

张拉完毕后，用手提砂轮锯切除外露多余预应力筋，切除后露出夹片的钢绞线长度为30～50 mm，然后清除杂质。在锚具及承压板表面涂以环氧树脂，起防水防锈保护作用。

及时进行灌浆。水泥浆的水泥采用42.5 普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4，掺入少量减水剂和微膨胀剂，减水剂采用TW-3 型高效早强减水剂，掺量为水泥用量的1.5%； 膨胀剂采用AEA 膨胀剂，掺量为水泥用量的8%。灌浆前孔道应灌水洗净、湿润，灌浆应缓慢均匀进行，不得中断，并应排气通顺，在灌满孔道排出浓水泥浆并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5～0.6 MPa，稍后再封闭灌浆孔[4]。

3.8 预应力筋端部封闭质量控制

大跨度现浇预应力空心楼盖预应力的施加是通过两端的锚固系统建立预压应力，因此，在预应力筋张拉完成后要做好端部（特别是张拉端部）的封闭，从而提高结构的耐久性和安全性。对于无黏结预应力筋端部，锚具失效会导致整根预应力筋的卸载、失效，影响结构耐久性和安全性。因此，在端部封闭前，应对锚具进行防锈防腐处理，预留穴模空洞清理干净并润湿，采用与空心楼盖同等级的微膨胀细石混凝土进行封堵。

4 结语

大跨度现浇预应力混凝土空心楼盖体系在工程中的应用表明，作为一种新型混凝土楼盖形式，将现浇预应力混凝土技术与空心板结构相结合，同时具备预应力平板和空心板两者的优越性，不但自重轻、跨高比大、整体性强，而且质量可控，具有很好的经济效益和社会效益。大跨度现浇预应力空心楼盖在室内体育馆中的应用效果良好，达到了设计目标。结合本项目的实际应用，通过施工过程中的关键工序质量控制，保证了结构体系的实现，总结了施工管理中的质量控制要点，为后续的项目总结了宝贵经验，可以予以推广。