大柱距高層預應力冷庫施工關鍵技術

陳躍熙,趙崇賢,黃光洪,陳 勝

(1.四川華西集團有限公司，四川成都 610000;2.中國華西企業股份有限公司，四川成都 610000)

1 工程概況

成都銀犁農產品冷鏈物流中心項目二期冷庫工程B4冷庫項目地上建筑8層，總建筑面積7.2×104m2。板柱-剪力墻結構，樓板為預應力無梁樓蓋，采用后張法有粘接預應力，活荷載標準值20～25 kN/m2不等，冷庫樓板厚300～340 mm不等。預應力筋采用直徑為φs15.24，強度等級為1 860 MPa，低松弛等級為Ⅱ級松弛鋼絞線；錨具采用Ⅰ類錨具，有粘結預應力板孔道成型采用金屬鍍鋅波紋管；張拉端錨具采用夾片式扁形錨具(每束預應力筋4孔鋼絞線)，錨固端采用擠壓式錨具。冷庫采用外保溫(無空腔復合保溫)(圖1)。

圖1 凍庫結構平面示意(單位：mm)

2 大柱距預應力樓蓋新技術

后張法有粘接預應力在實體工程運用較為廣泛成熟，但在工業廠房特別是低溫冷庫方面，由于國內外對于低溫工作狀態下預應力應力發展的研究缺乏而應用較少。隨著冷庫機械化操作的日益普及，普通結構小柱網冷庫已經不能滿足日益普及的機械化操作空間需求。因此采用大柱距預應力無梁樓板設計理念的新型冷庫，這與傳統冷庫的框架+自承重外墻體系有了很大的突破。其優勢在于：(1)提高軸網跨距，便于機械作業，同時貨架布置更加靈活。(2)增大庫容。無框架梁，在保證層高不變得情況下，增加凈高，相較與傳統結構，采用預應力樓蓋大柱網技術使得冷庫可以增加40 %左右的倉容量。(3)提高抗裂性能。預應力樓蓋具有良好的抗裂、抗滲性能。(4)提高冷庫保溫性能。(5)相較與傳統結構，造價大概降低5 %。

3 主要技術要點

(1)建立BIM模型，對本工程的樓板普通鋼筋、預應力鋼筋和混凝土進行三維建模。對施工過程進行模擬，減少施工過程中的返工以及施工流程不清晰等問題。同時對普通鋼筋和預應力鋼筋、錨具進行碰觸檢測(圖2、圖3)。

圖2 樓板模型

圖3 樓板節點鋼筋模型

(2)利用后澆帶對超長結構分段施工，后澆帶處通過連接器連接預應力筋，實現預應力分段張拉，使預應力按設計要求發揮其受力作用。設置豎向構件剪力墻后澆帶，解決施工階段溫度應力擴散問題。實體工程中預埋應變計測易產生裂紋處應變狀態(圖4)。

圖4 連接器示意

(3)為確保大跨度重載預應力無梁樓蓋高層建構質量，必須嚴格按支撐體系、模板制安、普通鋼筋及預應力筋的制安、混凝土澆筑養護方案進行施工。

(4)通過傳感器(鋼弦傳感器和壓力傳感器)的埋設，測試混凝土樓板在施工階段、降溫中、降溫穩定后、使用階段的應力狀態。

(5)通過結合聚氨酯噴涂工藝、隔汽層的施工工藝、框架結構的施工工藝，通過錨系梁使保溫體系與主體結構可靠連接，從而形成安全有效的大型冷庫外墻外保溫體系(圖5)。

圖5 外墻保溫體系

4 主要施工技術

4.1 大柱距預應力樓板施工

4.1.1 支模架搭設

采用承插式鋼管腳手架，美觀、快捷、定位準確。在模板方案中，不需要考慮框架井字梁支撐體系與板支撐體系的連接，僅需平板支撐體系，有利于支撐體系的搭設工作(圖6)。

圖6 支模架搭設

4.1.2 模板鋪設

支模順序：樓板模板 →剪力墻內模 、柱模 →柱帽模板 →剪力墻外模

柱帽模板采用成套折線形柱帽模板(圖7)。

圖7 成套折線形柱帽模板示意

板的側面在預應力鋼筋穿入固定后按照。合模錢將預埋錨固板固定在鋼筋上，并在事先準備好的端模上開孔，保證波紋管的通過。在后澆帶處保證后澆帶張拉端混凝土密實，特制作后澆地張拉端喇叭口定型模板(圖8～圖10)。

圖8 安裝鋼絲網

圖9 貼橡膠海綿

圖10 封木模板

4.1.3 鋼筋鋪設

(1)施工工藝：墻、柱鋼筋→柱帽鋼筋→暗梁鋼筋→底層板筋→孔道及穿預應力鋼絞線→上層板筋及其他普通鋼筋

(2)柱與柱帽鋼筋分別制安，鋪設樓板鋼筋前，先鋪設柱帽鋼筋。板底普通鋼筋施工順序按設計執行。

(3)預應力波紋管鋪設，采用金屬鍍鋅波紋管，波紋管長5 m，在現場進行拼接形成封閉孔道。采用直徑大一個規格的波紋管作為接頭管，管與管之間結構長度為30 cm，兩端分別全部擰入接頭內，用膠帶將接口密封好，并在最高點、最低點設置排氣泌水孔，用增強塑料管留設(圖11)。

圖11 波紋管連接及排氣孔節點

嚴格按設計線性布置，控制矢高，特別是最高點、最低點和反彎點，其余點連接順滑即可。根據曲率定制不同高度的定位支架，保證孔道矢高。先鋪設Y向波紋管，在鋪設X向波紋管(圖12)。

圖12 預應力筋成型

4.1.4 穿預應力筋

鋼絞線下料長度，考慮孔道曲線增量以及張拉斷工作長度。穿預應力筋時，由錨固端向張拉端穿，避免扭曲。鋼筋線不得使用電氣焊，避免造成預應力筋的強度降低。鋼絞線穿入波紋管后，對整個預應力筋矢高進行檢查，誤差控制在規范要求以內。

4.2 混凝土澆筑

因冷庫混凝土不得摻粉煤灰，在混凝土配合比設計時，采用礦粉替代，解決混凝土和易性問題并摻入一定量的早強劑，加快混凝土早期強度，且后期強度不降低。為了準確掌握混凝土強度上升情況，澆筑過程中多做兩組同條件試塊，對達到一定齡期的混凝土強度進行試壓。

根據以往施工經驗，根據氣溫變化情況，對混凝土養護制定一定的措施，減緩溫差變化的速度。在澆筑完混凝土后，立即進行覆蓋薄膜養護且不少于7 d，取掉薄膜養護后灑水進行養護。

4.3 預應力張拉

(1)張拉流程：量測預應力初始長度→安裝錨具→裝千斤頂→張拉應力→鎖定錨具→退出千斤頂→量測預應力筋終結長度→校核預應力筋伸長值

(2)張拉前對使用機具進行檢測，檢測合格后投入使用。為加快施工，當混凝土強度等級達到設計要的75 %時，張拉一束預應力筋的一半，混凝土強度達到設計要求的100 %后，再張拉預應力筋剩余鋼絞線。張拉方向按設計進行，先張拉Y向，后張拉X向。

(3)張拉采用應力控制方法，張拉完成后校核預應力筋的伸長值。各束預應力筋實際伸長值與理論值的相對允許偏差為±6 %。

4.4 孔道灌漿、封錨

經張拉檢驗合格后，盡快進行灌漿。用普通硅酸鹽水泥制作素水泥漿，強度不小于M30，水灰比為0.4～0.45。灌漿之前，切除多余外露預應力筋，切除后預應力筋外露長度不小于30 mm，用防腐油脂對錨具進行全覆蓋涂刷，然后用水泥將錨具包裹成半圓形的包，初凝后再進行灌漿。

孔道灌漿后，用與板同標號細石微膨脹混凝土進行封錨，要求封錨用混凝土振搗密實，并且要求張拉端全部封住，不得露筋。

4.5 外墻外保溫施工

參照普通建筑外墻外保溫的施工流程，結合聚氨酯噴涂工藝、隔汽層的施工工藝、框架結構的施工工藝，通過錨系梁使保溫體系與主體結構可靠連接，從而形成安全有效的大型冷庫外墻外保溫體系。

保溫層采用多遍噴涂達到設計厚度的方法進行施工。打底層厚度5～10 mm，其余每層噴涂厚度20～40 mm。每層噴涂間隔以上一層不沾手(發白)為標準(圖13)。

圖13 聚氨酯噴涂及成型

隔汽層采用噴涂速凝高彈橡膠瀝青涂料和隔熱隔汽膜(鋁箔)結合。先噴涂速凝高彈橡膠瀝青涂料，再鋪設鋁箔，最后再涂刷速凝高彈橡膠瀝青涂料。

5 結束語

隨著倉儲機械化操作的日益普及，普通結構小柱網倉庫已經不能滿足日益普及的機械化操作空間需求。在總體建筑面積不變的情況下，相比于傳統柱網結構，采用預應力樓蓋大柱網技術使得冷庫增加了40 %左右的倉容量。而且，因柱網擴大，所需柱子和相應基礎將大大減少，減少了混凝土和普通鋼筋的用量，而其他構件材料用料只減不增。在合理的施工組織情況下，總工期也會縮短。

大柱距高層預應力凍庫施工各項技術的研究，對我們掌握預應力施工，預應力施工技術的運用，優化施工程序，形成標準化施工流程，是一項重大的創新。