关于对旧楼改建应用无粘结预应力楼板开洞技术的探讨

(包头供电建筑有限责任公司，内蒙古 包头 014000)
摘 要： 文章详细介绍了旧楼改建应用无粘结预应力楼板开洞技术施工流程和施工工艺。
关键词：预应力；加固改造；楼板开洞；施工技术
中图分类号：TU756.4^＋4  文献标识码：C  文章编 号：1007—6921(2008)21—0110—02 

某高层商住楼主体建筑为大底盘双塔结构，建筑总高度94.42m，本工程施工自2004年停工至 今，停工时裙楼结构已建至29层封顶，未进行室内外装修。现业主对原结构进行加固改造， 计划在裙楼的5～6层增设自动扶梯，改造工程涉及预应力楼板开洞、粘贴碳纤维布、梁底加 腋等施工工艺。
1 工程难点

本工程采用的是大跨度双向无黏结预应力扁梁一大平板楼盖体系，楼板拆除时应考虑楼板 开洞后对结构安全性的影响以及预应力筋拆除过程中的施工安全问题。

难点一：由于楼板拆除前后及拆除过程中周边楼板的受力及变形会发生一系列变化，因此 需要进行全过程的计算分析，了解整个过程中楼板混凝土应力、变形的变化过程，并经过 计算确定其周边结构是否需要先进行加固处理。

难点二：原楼板预应力筋的设计张拉控制应力为1 395MPa，张拉应力值已达到规范规定的 限 值，施工方案需保证构件和施工人员的操作安全，避免损伤预应力筋，同时还要保证拆除方 案的可行性。
2 计算分析

楼板开洞前进行楼板的内力及变形分析如下：

将板四周及预应力筋布置处的125mm×80mm的板条单元取出，构架为一个三维梁单元，以 便在梁单元处增加边界条件及外加荷载，在有限元分析过程中，利用等效荷载法将预应力钢 筋对板产生的作用转换为等效的外力施加于梁单元上。

将此开洞板作为板壳单元进行有限元划分，在此板单元上施加均布外力，并自动计入重力 荷载。然后将以上两个单元粘合为一，共同进行力学分析。

结合工程实际情况，混凝土强度等级取C40，楼板厚度为200mm，预应力钢绞线声15.24mm， 张拉控制应力1 395MPa，板面均布恒载g=12kN／m²，均布活载按设计使用状况和施工状况 两种工况进行计算，在设计使用工况下楼面均布活载q₁=3.5kN／m²，在施工工况下楼面 均布活载q₂=0.7kN／m²。考虑了开洞后不同的边界条件对板的影响，忽略了板的剪切变 形，仅对楼板进行静力分析。得到各施工阶段楼板的内力计算及变形数据，通过分析比较数 据发现，如果仅考虑楼板拆除前后的工况，楼板承载能力、变形和裂缝计算宽度均满足安全 使用要求，似乎可以不采取加固措施。可是拆除过程的计算分析表明，由于该过程中预应力 的暂时释放，导致楼板刚度削弱，楼板在短期荷载效应作用下的变形和裂缝计算宽度均超过 规范要求，必须在楼板开洞前先对结构进行加固处理。
3 总体施工方案
3.1 加固施工

本工程对开洞区域的周边楼板采用粘贴碳纤维的方法进行加固施工，待碳纤维粘贴完毕且黏 结树脂强度达到设计强度后方可进行楼板开洞施工。
3.2 预应力筋放张方案确定

先在楼板开洞区域凿开一道约800mm宽的放张施工槽，开槽后在 槽口的一侧用专用拼扣式临时放张夹具卡紧，在槽口的另一侧用便携式砂轮切割机逐根割断 钢丝。此方案的优点是割断后重新锚固的预应力筋放张的应力较小，不需要超张拉就能退出 夹片，对预应力钢筋的损伤较小。
3.3 定位预应力钢筋及施工槽开凿位置

参照设计图纸并结合雷达定位仪判定预应力钢筋所在的平面位置，沿预应力钢筋直线将放张 施工槽开于约1/4板跨处，因为此处的预应力钢筋正好处于板跨中间，有利于稳定安装临时 放张锚具。
3.4 开槽

首先用风镐凿出一道约800mm宽的槽，当风镐凿到无黏结预应力钢筋的塑料护套时改用人工 凿除的方式凿掉钢绞线周围的混凝土，并将槽口一侧边缘混凝土用打磨机打磨用于 安装临时放张夹具，打磨基面应与预应力钢筋走向垂直，由于楼板混凝土强度较高 且楼板厚度也大，同时又要使预应力筋免受损伤，因此操作人员在凿除过程中要细心并有耐 心。
3.5 临时放张锚具安装

先安装一块90mm×90mm×12mm开口式钢垫板用于支撑临时放张锚具 以及增大局部受压面积，用手挤压钢垫板确保垫板与混凝土接触面平整密实，不平整处用打 磨机反复打磨直至平整为止，然后安装专用的拼扣式临时放张锚具并敲紧夹片以防在放张过程中滑丝。
3.6 切割预应力筋

将槽口安装临时放张夹具的一侧用一块600mm。宽的厚木板盖住，在槽口另一侧用便携式砂 轮切割机逐根割断预应力钢丝，在切割过程中应谨记“慢切慢放”的原则，逐根割断钢丝防 止预应力骤然减小，切忌采用电弧焊和氧割进行切割。
3.7 放张预应力筋

安装退锚器并结合ZBC-500型电动高压油泵和YDC-240Q液压千斤顶分级放张并退出夹片，应 由具有专业预应力张拉技术的人员操作油泵进行放张并退出夹片，操作过程中千斤顶后面严 禁站人，并应立挡板和警示标志以防预应力筋断裂飞出伤人。
3.8 整板拆除

按照以上步骤将拆除区域的预应力钢筋全部放张后割断非预应力钢筋，然后用风镐和切割机 将整块楼板分解成若干小块运出场外。
3.9 新增结构的制作安装

由于原结构未拆除楼板部位的预应力需要保留，因此必须在保留楼板边缘增设梁并重新张拉 预应力钢筋。完成植筋和梁钢筋的制作安装后须安装钢垫板、螺旋筋并预留张拉端穴模，浇 筑梁混凝土，新浇混凝土强度等级应比原混凝土强度提高一级，应保证张拉端处混凝土浇捣 密实以防重新张拉时发生混凝土爆裂，注意洒水养护，次日便应拆出穴模。
3.10 重新张拉预应力筋

当新浇混凝土强度达到设计强度的75%后方可进行张拉。安装锚具并敲紧夹片，用ZBC-500型 电动高压油泵和YDC-240Q液压千斤顶重新张拉预应力筋，张拉控制应力以原设计张拉控制应 力为准，采用应力控制张拉以及伸长值进行校核的双控法进行张拉，实际伸长值与理论伸长 值之差应控制在一6%～+6%，以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整后， 方可继续张拉。张拉完成24h后观察有无滑丝迹象，如无则可切除锚具外多余的预应力筋(须 保留30mm以保证有效锚固)，然后进行环氧树脂封锚处理。
3.11 拆除板底支撑及清场

张拉完毕后方可拆除板底支撑，清理完现场交接给进行下一道工序的施工单位。
4 结语

目前很多旧建筑物的原有设计功能已不能满足需要，必然会涉及建筑物的改造工程，而 在这些改造工程中又有一部分大跨度的公共或民用建筑会涉及预应力结构，施工单位总感觉 有很大的危险性，其实不然，只要在施工前先对被拆除结构进行计算分析，施工由专业施工 人员按预应力工程和拆除工程的施工验收规范施工，充分发挥新技术、新材料和新设备的优 势就能保质保量地完成改造工程。
［参考文献］
［1］ 赵冬梅．无粘结预应力混凝土开洞板的受力性能研究［D］．上海：同济大学 ，1998.
［2］ 方五军,杨永友.无粘结预应力楼板开洞技术在建筑物改造工程中的应用［J］. 施工技术，2008，(2)：21-23.

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