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0173 整体预应力板柱结构多层办公楼施工组织设计

整体预应力板柱结构多层办公楼

【简介】整体预应力板柱建筑是以预应力为手段，将预制的板、柱等构件拼装成整体的建筑结构体系。它的特点是无梁无柱帽，以预制板和柱为基本构件，两构件接触面间灌高强砂浆，形成平接接头，然后对楼层施加预应力，具有良好的抗震性能。

本结构建筑布置灵活，目前柱网尺寸能达到7.2×7.2ｍ、6.3×9.0ｍ、9.0×12.0ｍ、11.7×11.7ｍ，选用多种拼板形式（三拼、九拼板），适用于办公楼、商店、食堂、厂房、体育馆等多种公共建筑。

某办公楼为整体预应力板柱结构砖砌U型槽施工方案，平面为工字型，结构平面布置见图2·12·1。共分A、B、C三段。A、C两段均有一层地下室，各段均为五层，总建筑面积15160ｍ2。

整体预应力板柱结构的特点是采用板柱间平接摩擦型节点，并用板缝间明槽张拉的预应力筋将房屋的预制楼板与柱子等构件组装起来，再现浇少量混凝土，使各种构件连接成整体。形成无梁无柱帽的楼盖结构。这种体系由基本构件预制网格楼板、柱子、边梁、垫块组成。

本工程柱网尺寸为7.2ｍ×7.2ｍ及6.6ｍ×7.2ｍ，首层层高3.6ｍ，其余层高3.3ｍ。结构柱（450×450ｍｍ）分三节预制，１～２层一节（6.63ｍ），３～４层一节（6.63ｍ）,５层一节（3.07ｍ）。楼板为三拼网格板（7.04×1.96、2.8、2.2ｍ）三拼板型式如图2·12·2所示，上面浇筑50～80mm厚豆石混凝土叠合层。各段内按不同部位设置现浇钢筋混凝土剪力墙（ａ＝180mm）,作为结构的主要抗侧力构件，结构按8度抗震设防。

本工程各段楼层间设有每层三跑的现浇钢筋混凝土板式楼梯，电梯井全现浇。Ａ段在东端尚设有预制梯段的板式双跑步梯。围护外墙首层为ＭＵ7.5砖，Ｍ5砂浆砌体，2～4层为预制加气混凝土拼装大板，5层为加气混凝土块砌体。内墙除首层及各层厕所隔墙为砖砌体外，全部为加气混凝土块墙。各段主要出入口为花岗石台阶，铝合金门，Ａ、Ｃ

段山墙窗为铝合金窗。非主要出入口门窗及室内门窗均为木门窗，全部外窗为实腹钢窗，外墙饰面首层为水刷石，2层以上为干粘石。内墙面做法有乳胶漆和白瓷砖墙裙，预制水磨石，塑料和水泥踢脚板，顶棚为珍珠岩，大白喷顶，局部房间、走廊为矿棉吸音板吊顶，贵宾室为发光顶棚，楼地面有预制水磨石、塑料、马赛克和水泥楼地面，窗台板、楼梯踏步板、厕所隔断板均为预制水磨石。建筑防水采用三道设防，即Ｓ10抗渗防水混凝土刚性防水和硫化型橡胶卷材防水。室外回填3:7灰土。厕所楼地面采用聚氨脂涂膜防水。屋面防水为二毡三油一砂，上铺不上人架空隔离层。本工程主要工程量如表1·12·1所示。

主要工程量一览表 表2·12·1

（2）本工程自本年度３月初破土动工，要求在第二年度11月30日竣工。施工顺序为先A段，后C段，再B段，分段交付使用。

（3）施工顺序坚持先地下后地上的原则。Ａ段工期紧，为确保按期于第一年度年底竣工，室外管线应与地下室同时破土施工。

（4）因施工场地狭窄，各种预制构件应分层配套组织进场，减少二次搬运。

（5）组织文明施工，安全生产，确保工程质量。

（1）分A、B、C三段施工。地下部分Ａ、Ｃ段土方开挖完经钎探验槽合格后，即组织地下室结构施工。按底板→墙体（包括电梯井壁）→顶板→现浇柱及剪力墙顺序进行。地下室外墙粘贴硫化型橡胶卷材和护毡施工完毕即回填肥槽土方至自然地坪标高。Ａ、Ｃ段结构（主体）完成后，再施工Ｂ段。Ｂ段扩底墩桩基需经现场试验后确定墩底落深，桩孔挖完经勘察单位检查合格后，方可进行基础施工。

（3）剪力墙、电梯井壁、楼梯与结构吊装相差二层，自下而上分层施工。

（4）现浇结构拆模后，进行叠合层施工，叠合层混凝土达到强度后，砌筑隔墙，安装门窗口，做楼地面及内外檐抹灰。

（5）水、暧、电预埋随结构施工进行。

（１）本工程网络控制计划（图2·12·3）按各段主要施工工序及总工期编制。

（２）标准层结构施工网络计划（图2·12·4）按分项施工工序及作业时间编制。

施工总平面布置如图2·12·5所示。

五、 施工准备工作（略）

六、主要项目施工方法和技术措施

（１）本工程主体结构为整体预应力板柱结构，是预制与现浇相结合的建筑体系。主要预制构件为非预应力柱、板、边梁、垫块等。结构吊装前应熟读图纸，以便准确地设计图示构件型号、方向、标高组织构件进场并安装就位。

（２）各段预制构件应分层配套组织进场，并对所有预制构件进行检查。各种预制构件的允许误差详见表2·12·2。

（3）本工程预制柱均为榫式接头，吊装前在柱身的三面弹出上下口轴线及标高线。按图纸要求整理柱主筋位置，并割掉超长部分，在柱高的中上部位套上用40×4角钢制作的柱箍，再在该柱箍上绑好找正用花篮螺丝的钢丝绳（直径5ｍｍ）。柱子吊装就位时，边的张拉锚板全部向外侧，柱身上的预应力孔道按设计要求长轴方向在上部，短轴方向在下部，柱接头要上下对正，接头标高用模型垫铁调整。柱轴线和柱身垂直度用经纬仪双向检查，用带花篮螺丝的钢丝绳和撬棍调整，按设计要求，需对长轴端部两跨的柱轴线进行预偏，其中Ａ段的Ｃ、Ｅ、Ｇ、Ｎ、Ｐ、Ｑ轴分别在3.60ｍ、10.20ｍ、16.80ｍ标高处预偏10mm,C端的Ｇ、Ｈ、Ｐ、Ｑ轴在上述三个标高处预偏8ｍｍ。故用经纬仪检测控制柱轴线时，在上述轴线及标高处的控制点应在原轴线位置加预偏值，柱身就位后检查轴线、标高、预偏值均无误后，用电焊点牢柱四角钢筋（此时塔吊方可松钩）。柱接头主筋焊接时，按对称施焊原则进行，在500mm搭接范围内采用单面间断焊、焊缝总长度10d，焊缝厚度0.7d。柱根接头处预埋件满焊，焊缝高度不得小于6mm。焊缝自然冷却后拆除钢丝绳拉撑。

构件的允许偏差 表2·12·2

（４）楼层的预制构件（楼板、悬挑板、边梁垫块等）需搁置在临时支撑上，方可进行校正、调平、接缝灌浆、穿束、预应力张拉、压折等各项工作。本工程楼板采用三拼板结构，柱节点处预制构件就位的临时支撑采用可拆式角钢柱托的方法。柱托由一对∟125×80×8角钢和2根Ｍ24双头螺栓组成。角钢背面焊有凸板，柱托安装时凸板应卡在柱侧预留槽中，用双头螺栓将角钢紧固在柱身上，螺帽的扭紧力矩不得小于100Ｎ•ｍ。柱托加工组装情况如图2·12·6。

（５）垂直支撑全部搭设完毕，应将各节点处的单独垂直支撑用水平杆联结成整体。拉杆分上下两道双向设置，位置分别距地面和板底600ｍｍ，用普通脚手管及扣件联结。在拉杆安设的同时再次检查柱身的垂直度和预偏值，如果接柱层（一、三、五层）柱垂直度和预偏值有问题，应采用热校法校正。具体做法是用氧—乙炔焰煨烤柱主筋或用电焊焊接加热，柱项向左偏离轴线的，加热根柱右侧柱筋。加热后的钢筋应自然冷却，严禁浇水强制冷却。上述各项工作完成后，安装垂直支撑顶部的垫块托架（由∟50×5ｍｍ角钢组成的十字架），并分别在柱托和垫块托架上铺设木垫块，垫板上表面应高出设计楼板底标高5mm。用此垫板作为节点灌缝砂浆的底模（亦可使用多层胶合板代替），垫板铺完后即可吊装楼层所有预制构件，构件在临时支撑上就位时要四角均匀受力，否则应扭动垂直支撑立杆顶部的微调装置进行调整。柱子、垫块与楼板、边梁间的缝隙及楼板与楼板、楼板与过梁间的明槽尺寸，在构件吊装时用木塞尺控制，间隙尺寸超差时需将构件吊起重新就位，不准利用柱托和垂直支撑作支点撬动构件。桩层构件吊装就位的允许误差见表2·12·3。边梁就位后，其明槽一侧的预留筋应与相邻构件明槽一侧的预留筋用电焊连接，每跨距内最少连接三处，焊缝长度10d。首层楼板吊装时，承受该层楼板的垂直支撑坐落在回填土上。因此除保证回填土质量外，还要在垂直支撑的搭设部位加设木垫板。垫板的长度不得小于2m，宽度不少于250mm，厚度150mm。如不用木垫板，也可提前浇筑Ｃ10素混凝土墩，墩边长1.2m，厚度150mm。垫块的安装在楼板与边梁安装完后进行，安装垫块时应注意预留孔道的方向，并使垫块上的预留孔道与柱上的预应力孔对正。为抵消或尽量减少已施加的预应力在柱内产生的次生应力，设计要求Ａ段C、E、G、N、P、Q轴和C段的G、H、P、Q轴在6.9m，13.50m柱顶标高处，分别将柱顶轴线向纵轴两端推偏3mm，进行张拉前预偏。方法是在不需张拉前预偏的柱和垫块四周的缝隙内灌微膨胀砂浆，待砂浆强度达70％设计强度后，把需要进行张拉前预偏的柱自内向两端逐一使用手动液压千斤顶及专用工具进行预偏，当达到设计要求的数值后，用特制的钢楔块临时固定，并随预偏随灌微膨胀砂浆。待砂浆强度达到30Mpa时，方可拆除临时固定用的钢楔块。柱托和垂直支撑在预应力张拉，压折后均可拆除。

构件安装的允许偏差表 表2·12·3

2．现浇混凝土及砂浆施工

（1）现浇结构混凝土及灌注砂浆强度等级见表2·12·4

表2·12·4

（３）柱上预应力孔道灌浆在张拉、压折后进行。灌浆前使用小型压力灌浆机，所用砂浆用425号水泥配制，灰砂比为1:0.5，水灰比约0.4。为保证灌注密实，应分两次进行。第一次尽量将灌浆管插入孔内稍深，待看到铝固端有浆流出时为止，第二次灌浆操作宜在第一次灌浆30min后进行，直至孔道灌浆入口处流出砂浆。孔口不满的部位应在浇筑板缝时用振捣出的混凝土浆补齐。孔道灌浆不宜超过一天。

（５）柱子接头施工时，应先清除柱筋焊接接头处的电焊药皮，再绑扎箍筋，与剪力墙相交的柱子还应在接头部位插好水平插筋。柱接头经隐检确认无误后支接头模板，经预检合格方可浇筑混凝土。采用人工捣固，在用钢钎插捣的同时，用手锤敲击模板外侧。接头混凝土应浇至上节柱榫肩下35ｍｍ处，以保证后捻缝间隙均匀一致，待上层张拉、压折后再捻干硬性混凝土。

（６）剪力墙、电梯井壁和楼梯在上层预应力张拉压折后组织施工。剪力墙和电梯井壁均采用小钢模拼装，对拉螺栓及钢脚手管加固，φ6ｍｍ钢筋和花篮螺丝找正。板式楼梯的底模用小钢模，侧模及踏步用木模，支撑和板下纵肋用100×100ｍｍ方木，支撑拉杆用50×100ｍｍ方木。剪力墙及电梯井壁的竖向钢筋在±0.00和各层结构楼面处搭接，同一截面搭接率50％，搭接长度35ｄ。剪力墙横向钢筋与柱上的预留插筋之间，楼梯板底纵向钢筋与楼梯梁上的预留插筋之间，均采用单面电焊焊接，焊缝长度10ｄ。三部分混凝土的浇筑分别在钢筋和模板的隐预检后开始，其中剪力墙混凝土需在板缝中下料，由于钢筋交叉布置下料发生困难，故剪力墙宜使用细石混凝土，塌落度控制在５～７ｃｍ。在墙体模板高度的中间部位开设振捣孔，每次浇筑高度以50ｃｍ为宜。

（７）叠合层在剪力墙、电梯井壁和楼梯施工后进行。其钢筋穿过剪力墙时不准断开新农村改造工程施工组织设计，需在绑扎剪力墙钢筋时事先铺留。柱侧的加强筋只能在跨中搭接，搭接长度不得小于35ｄ。浇筑叠合层前要注意检查水、暖、电管线的留洞和预埋。穿过楼板的孔洞应先凿好，下部楼层有吊顶的部位也应将钢筋吊杆预先埋好。叠合层混凝土浇筑后不准后凿洞。

（８）楼层预制构件吊装完毕，经板底平整度调整和预检无误后，即灌注四周和垫块四周接缝的早强微膨胀砂浆。接缝砂浆用425号硫铝酸盐早强水泥、325号硫铝酸盐自应力水泥、中砂和水配制，其配合比为1:1:3:0.78（重量比）。柱节点和垫块节点是结构传递预应力的重要部位，故接缝砂浆必须浇筑密实，凡不密实的接缝均应凿掉重新灌筑。浇筑时用带振动片的振捣棒振捣，和采用人工浇捣，应分三层浇灌密实。在接缝砂浆浇灌时，应制作同条件养护试块，每层不得少于３组。该试块的试压结果将作为砂浆强度检验的依据。早强微膨胀砂浆应随拌随用，每次的拌合量以25min左右用完为度，浇筑后要加强湿润养护。

（１）预应力张拉、压折是板柱结构工程施工的关键之一，它不仅是预制构件的装配手段，而且是结构承载的关键，应精心施工。

（２）本工程预应力钢丝束固定端所用锚具为镦头锚板，张拉端为锥形锚。全部锚具按设计图纸加工后，要进行外形尺寸和硬度检验，并对锚具进行锚具能力试验。全部合格后才准许用于工程中，锚具在制作、储存、运输和使用过程中应妥善保管，避免锈蚀。

（３）工程中使用的预应力钢丝应有出厂合格证和材质证明。使用前要取样进行屈服强度、极限强度、延伸率和钢丝直径、硬度、弹性模量测定。进场的钢丝要妥善堆放保管，防止锈蚀。

（４）张拉压折用的千斤顶、压折器及配套的油泵DB32／T 4006.1-2021 医务人员个体防护装备选用规范 第1部分：生物危害防护.pdf，使用前应进行标定。按规定标定好的配套设备在施工现场不得拆卸。遇有下列情况之一时，可重新进行标定；油压表失灵或更换新油压表时；钢丝束在张拉中突然断裂时；高压油管破裂更换以后；油泵更换油液以后；连续张拉200束以上和压折500点以上时；气温降至０℃以下时；张拉中出现其他异常情况时。

（5）预应力张拉用的操作平台是利用结构施工中搭设的双排外架子。为了保证张拉工作顺利进行，架子搭设时应尽量为张拉操作考虑，使脚手架的立杆和横杆避开预应力钢丝束的穿孔位置，并使人员站立的操作面低于柱外侧铺板下缘80ｃｍ。吊挂张拉千斤顶的挑架利用外架子，用钢管扣件脚手搭设。

（6）钢丝束在现场制作，按下料→穿镦头锚板→镦头 →编束的顺序进行。钢丝下料长度为两端锚具间的长度加0.65m，下料允许误差为10cm左右长的钢丝4～6根进行试镦。镦头的头型合格后，确定合格头型的油压读数为正式镦头时用。钢丝镦粗头的直径应大于钢丝直径的1.45倍，镦头不得歪斜，头上不得有贯通裂缝。所有镦头均应逐个检验，不合格者一律剪掉重镦。每束钢丝镦头后，将镦粗头靠紧锚板打齐。然后理顺钢丝，并随理随用22号铅丝每隔1m左右捆扎一道，直至离端部10ｃｍ处。在理顺捆好的钢丝束张拉端，用切割设备将钢丝切齐，随即把整束钢丝卷成圆盘备用。