某科研楼预应力施工方案.docx
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某科研楼预应力施工方案
某科研楼预应力
施
工
方
案
××省建筑工程集团总公司
某科研楼项目部
二0××年五月
第一章
编制说明
第一节编制依据
1．某科研楼地下室顶板预应力施工图；
2．现行国家建筑施工程规范、标准；
3．某省建筑施工技术、质量、安全规程和规定；
4．《中国建筑科学研究院无粘结预应力工法》、《中国建筑科学研究院有粘结预应力工法》；
5、《砼结构设计规范》GB50010—2002；
6、《无粘结预应力砼结构技术规程》JGJ92—2004；
7、《建筑工程预应力施工规程》CECS180：
2005
8、《后张预应力砼结构施工图表示方法及构造详图》06SG429
第二节适用范围
本施工组织设计适用于某科研楼地下室顶板的预应力分项工程施工。
第二章工程概况及特点
第一节工程概况
本工程位于××××内，科研楼地下室为一层地下车库，地上为6层，地下一层平时为小车停车库战时为甲6级二等人员掩蔽部。
地下室建筑面积为1878m²，无梁楼盖板厚为330mm。
地下室顶板采用有粘结预应力混凝技术，跨过人防后浇带的预应力筋考虑到预应力的防腐问题，采用无粘结预应力混凝土技术，预应力筋采用15.24mm，极限强度标准值为1860MPA。
该工程张拉端与固定端分别采用15系列夹片式锚具和挤压锚，预应力混凝土设计强度为C40。
第二节工程特点
该工程预应力混凝土分包工程的主要特点是：
1．地下室的顶板均采用预应力混凝土无梁楼盖结构
2．本工程预应力的施工需要多专业穿插、配合，必须与总承包单位及相关专业单位在工序交接、端部处理、施工顺序、施工进度等方面做好协调配合工作，以保证总体施工进度和施工安全；
3．由于预应力板内预应力筋种类较多，预应力筋的布置以及在张拉端及固定端部位预应力锚具的排列位置应在施工前进行仔细的考虑；
4．由于柱上板带特别是暗梁与柱结合部位钢筋布置密集，预应力筋的布置特别是张拉端及固定端部位螺旋筋、垫板、群锚锚具的排列位置应在施工前进行仔细的考虑；
5．由于预应力筋的束形及位置直接影响到其受力性能，所以当普通钢筋及其它管线与预应力筋铺设位置发生冲突时，应首先考虑保证预应力筋位置的准确。
另外，盖筋及其它管线铺设时势必对预应力筋的布置位置及束形带来影响，施工中应采取必要措施做好预应力筋成品保护工作；
6．本工程工期紧张，预应力的铺束工序对施工工期有直接的影响，张拉工序也会对模板、支撑等材料的周转产生影响，因此必须根据总承包单位的总进度安排精心组织施工，确保不延误工程总体进度计划；
7．本工程预应力材料用量非常集中，因此必须保证预应力施工主材，尤其是锚具的供应以及检验，要确保不因材料供应及送检的原因影响工程进度。
第三节工程施工规范和标准
预应力施工按设计要求进行，同时应符合下列标准、规程：
1．施工图纸及设计说明
2．《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204－2002；
3．《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85－2002/J219-2002；
4．《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370-2000；
5．《预应力混凝土用金属螺旋管》JG/T3013；
6．《预应力用液压千斤顶》JG/T5028；
7．《预应力用电动油泵》JG/T5029；
8．《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224－2003；
10．中国建筑科学研究院《后张预应力混凝土施工手册》及《施工工法》；
11．相关厂家的配套产品说明；
12．国家、省、市有关法规。
第二章
施工总体目标及施工计划
第一节预应力分包工程总体目标
一、工程质量目标：
确保优质工程；
二、工程进度目标：
按总承包单位总体工程进度计划控制，不耽误总体工期；
三、安全生产：
防止重伤，杜绝死亡，努力达到无重大伤亡事故、无重大机械事故、无火灾事故、无食物中毒事故等“四无”要求；
四、文明施工：
努力做好规范管理，场容、场貌创一流水平，努力达到安全文明工地的标准；
五、按项目管理的要求组织各工种的平衡和流水作业，通过有效的协调指挥，使整个工地保持最优化的组合和功效。
第二节技术及组织准备
一、施工队人员部属
施工中应根据总进度要求，切实安排好技术工人和一般劳动力的配置。
对各道工序，应有专人负责。
由于工期较紧张，为保证总体进度，需要采取措施解决劳动力配置，本工程计划采取技术工人和一般普通工人结合操作的方式，由各工序的指挥负责总体安排，熟练技术工人负责现场关键工序的操作，包括以下关键工序和内容：
（1）预应力束的定长下料和挤压（弹簧圈安装、操作油泵和挤压机）；
（2）预应力束放线、锚垫板和螺旋筋的固定；
（3）按线形铺设波纹管、预应力钢绞线；
（4）端部构造处理；
（5）预应力张拉前钢绞线清洁、安装锚具；
（6）预应力束张拉过程中操作油泵、千斤顶安装、伸长值测读、张拉记录；
（7）多余钢绞线的切除；
（8）封锚。
对于施工过程中除前面所述关键工序以外的一般性工序配合，可以由普通工人完成，具体包括以下施工工序：
（1）
下料过程中的拉料、盘卷、材料周转运输；
（2）预应力钢绞线束的编束、整体穿束；
（3）预应力张拉前锚垫板外的清理；
（4）张拉设备的搬运。
具体部署情况见表2。
表2劳动力配备表
序号
工作内容
工种（人）
技术员
总人数
预应力工
电焊工
电工
杂工
1
预应力筋下料
12
1
8
1
22
2
焊支架钢筋
6
4
1
4
1
16
3
焊端头埋件
8
4
1
4
1
18
4
穿管及铺设钢绞线
20
1
1
8
2
32
5
清理埋件、安装锚具
10
8
1
19
6
预应力张拉
8
1
2
1
12
7
端部切割
4
1
2
1
8
第四章施工方案及技术措施
第一节预应力施工工艺和操作要点
一、有粘结预应力施工工艺
根据地下车库有粘结预应力顶板的结构设计特点以及《中国建筑科学研究院有粘结后张预应力混凝土结构施工工法》，确定本工程有粘结预应力的施工工艺如下：
*制作预应力顶板底模
↓
*绑扎板底双向钢筋网
↓
安装预应力束定位支架
↓
逐段铺设并固定预应力用波纹管
↓
板内有粘结预应力筋制作
→
逐段穿设板内预应力筋
↓
安装预应力束端部螺旋筋、垫板、
锚具及排气管
↓
*绑扎板上层双向钢筋网
↓
*支设预应力板的端模
↓
隐蔽工程验收
↓
*浇筑混凝土
（根据设计要求浇筑膨胀加强带）
→
*制作混凝土试块
↓
∣
∣
∣
∣
↓
*混凝土养护、拆模
↓
清理预应力筋张拉端
安装张拉端锚具
↓
张拉机具标定
→
张拉第一批预应力束
←
*压混凝土试块，强度达到设计要求的80%
↓
切除预应力束的多余钢绞线
预应力孔道灌浆
↓
*浇筑后浇带混凝土
↓
张拉穿过后浇带预应力束
←
*压混凝土试块，强度达到设计要求的80%
↓
*张拉端的混凝土封端
↓
*预应力板面的防水施工等工序
注：
加“*”工序由土建单位完成。
二、预应力施工操作要点
（一）预应力底板及顶板铺设金属波纹管和穿设预应力束
1．对于地下室顶板，应当首先支设和绑扎柱帽、托板的模板和钢筋。
2．在与钢筋工交叉施工中，必须明确预应力筋与普通钢筋的关系，其相互关系如下图所示：
3.待预应力板普通钢筋底筋成片完整绑扎好之后，开始放置预应力波纹管定位支架，波纹管的定位支架采用φ12钢筋制作，顶板在反弯点位置设置支架。
4．定位支架放置并固定好之后开始铺设板内扁波纹管，波纹管必须牢牢绑扎在定位支架上。
波纹管的连接部位用防水胶带缠绕。
预应力筋的曲线定位应按照施工图布置。
5．安装预应力束张拉端的喇叭管和两端的螺旋筋，将预应力筋3根一束平行穿入波纹管内。
钢绞线必须保持平行顺直，不得相互扭在一起。
张拉端和固定端锚具制作安装如下图所示：
6．用棉丝密封灌浆孔、喇叭口等重要部位，连接部位用防水胶带缠绕密封。
7．预应力束在每跨距柱边1米处设排气孔，从张拉端侧面引出灌浆孔，为防止排气管的意外破损导致漏浆，波纹管先不打孔。
8．在浇筑混凝土前，技术人员认真检查各关键部位及预应力孔道的高度，认真填写“自检记录”和“隐蔽工程验收记录”。
（二）浇筑混凝土
1．在浇筑混凝土时，振捣棒不得长时间直接碰撞预应力孔道，防止破坏波纹管而导致浆体进入预应力孔道。
2．混凝土达到一定强度以后，及时拆除预应力板的侧模，清理张拉端喇叭口和预应力筋，安装锚具，为张拉工序作好准备。
（三）预应力张拉作业
1．由于本工程双向长度均较大，预应力筋需要在板面上进行张拉，板面预应力筋的张拉需采用变角张拉工艺，这是本项预应力工程的主要特点之一，墙外侧预应力筋采用凹入式做法直接在墙外张拉。
板面变角张拉端布置如下图所示：
后浇带处张拉端采用凹入式做法，其示意图如下图所示：
2．在混凝土强度达到设计强度的80%之后，开始预应力筋的张拉。
3．预应力张拉设备在使用前，应送检验机构采用压力试验机，对千斤顶和油表进行配套标定，并且在张拉前要试运行，保证设备处于完好状态。
4．理顺张拉端预应力筋次序，依次安装工作锚、变角块、千斤顶、工具锚。
安装时应注意变角块块与块之间的槽口搭接，保证密实。
5．由于开始张拉时，预应力筋在孔道内自由放置，而且张拉端各个零件之间有一定的空隙，需要用一定的张拉力，才能使之收紧。
因此，应当首先张拉至初应力（张拉控制应力的百分之十），量测预应力筋的伸长值，然后张拉至控制应力，再次量测伸长值，两次伸长值之差即为从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值△L1。
核算伸长值符合要求后，卸载锚固回程并卸下千斤顶，张拉完毕；
6．如果预应力筋的伸长值大于千斤顶的行程，可采用分级张拉，即第一级张拉到行程后锚固，千斤顶回程，再进行第二次张拉，直至达到张拉控制值。
7．张拉作业，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据。
实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在（-6～+6）％范围之内，超出时应立即停止张拉，查明原因并采取相应的措施之后再继续作业。
8．考虑到施工进度和安全，设计要求两端张拉的预应力束，张拉作业时先张拉其一端，然后按照正常张拉次序补拉另一端。
9．预应力束张拉次序如下：
（1）逐根张拉横向预应力束，为加快施工进度，可以考虑两套设备同时从两侧对称向中间推进；
（2）横向预应力束张拉结束后，开始张拉纵向预应力束。
（3）后浇带预应力束待后浇带混凝土强度达到75%后进行张拉。
（四）孔道灌浆
1．灌浆材料要求
（1）灌浆用水泥采用强度不低于42.5级的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水泥浆体标准强度不低于30MPa。
灌浆砼掺用的外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂应用技术规程》的规定；灌浆采用素水泥，可掺入适量减水剂（水泥用量的0.25％木质素磺酸钙，FDN等）和膨胀剂（水泥用量的0.5％～1.5％），但要控制其膨胀率不大于5％。
（2）水泥浆的水灰比控制为0.4～0.42。
3小时泌水率宜控制在2％～3％。
（3）水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间不宜超过30min。
（4）灌浆不得使用压缩空气，而且每一孔道的灌浆必须连续进行，中间不得停顿，灌浆过程中灌浆嘴不得离开灌浆孔，以免空气进入。
2．灌浆工艺要求
（1）灌浆前切割外伸钢绞线，钢绞线露在夹片外的长度控制在30～50mm，然后用水泥浆密封所有张拉端，以防浆体外溢。
并将排气孔部位的波纹管逐个打通，为下一操作做好准备。
（2）灌浆采用柱塞式或螺旋式灌浆泵。
灌浆前，应进行机具准备和试车。
对孔道应湿润、洁净。
（3）灌浆工作应缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通顺。
（4）灌浆孔设在张拉端垫板上，水泥浆从一端灌入，灌浆压力控制为0.5～0.7MPa。
孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些，反之可小些。
（5）灌浆进行到排气孔冒出浓浆时，即可堵塞此处的排气孔。
灌浆封堵后应继续加压至0.5～0.6MPa，并稳定一段时间。
（6）灌浆过程中制作2组70×70×70的立方体水泥净浆试块，标准养护28天后送交实验室检验试块强度，其强度不应低于30MPa。
由于灌浆质量的好坏直接关系到预应力钢绞线与混凝土的粘结效果以及结构的耐久性，因此施工过程中必须从每一个环节上进行严格控制。
（五）锚具的封堵
为保证预应力张拉端锚具的耐久性，布置在挡土墙以外的锚具应用同标号的混凝土进行封闭
三、变角张拉技术
本工程预应力筋在板面处张拉端的张拉拟采用由我院研制的预应力筋张拉工艺——变角张拉技术。
变角张拉是指用变角块将张拉端的预应力筋按规定的方向和转角弯起，使张拉千斤顶的轴线和锚垫板法线呈一定角度并对预应力筋实施张拉的工艺。
变角张拉技术解决了诸多张拉空间受限制时的张拉锚固问题。
该技术由中国建筑科学研究院研制，为国家专利。
变角张拉装置是由顶压器、变角块、千斤顶等组成。
每一变角块有一定的变角量，通过叠加不同数量的变角块，可满足5o～60o的变角要求。
变角块与顶压器和千斤顶的连接，都要一个过渡块。
安装变角块时应注意块与块之间的槽口搭接，一定要保证变角轴线向结构外侧弯曲。
由于采用变角张拉技术可以缩短张拉孔槽的宽度和长度，减少张拉空间，因此该技术在预应力工程上得到了越来越广泛的运用。
如首都国际机场航站楼工程、深圳车港工程、深圳华侨城OCT广场工程等多项预应力工程上都运用变角张拉技术，成功解决了预应力张拉困难等问题。
为使张拉后应力达到设计要求，本工程的张拉设备采用中国建筑科学研究院生产的变角器及其配套的液压顶压器，其摩擦损失和张拉控制应力的修正均采用该专项技术的有关试验参数。
在施工中,安装变角块时应注意块与块之间的槽口搭接，一定要保证变角轴线向结构外侧弯曲。
张拉过程中应避免夹片嵌住钢绞线。
第二节预应力张拉控制力与伸长值
一、预应力张拉控制力
1．对混凝土强度的要求
本工程要求混凝土强度达到设计强度的80％后方可张拉。
只有混凝土强度试验报告表明混凝土强度达到要求后，才能开始张拉。
2．张拉控制力
预应力筋的张拉控制，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据。
本工程张拉控制应力取为0.75倍钢绞线强度标准值，即
1860×0.75＝1395MPa。
预应力筋采用单根张拉的方式，每根预应力筋的张拉力为195kN。
单根预应力筋张拉力＝单根预应力筋面积×张拉控制应力＝140×1395=195kN
表3张拉控制力
预应力束
理论张拉力（kN）
初始张拉力
张拉控制力
20
195
二、理论伸长值的计算
1．理论伸长值计算公式
预应力筋的理论张拉伸长值△LT按下公式计算：
式中：
PMj——预应力筋的平均张拉力，取张拉端张拉力Pj与计算截面扣除孔道摩擦损失后的张拉平均值；
Lp——预应力筋的实际长度；
Ap——预应力筋的截面面积；
Es——预应力筋的弹性模量；
k——每米孔道局部偏差摩擦影响系数；
u——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数；
θ——从张拉端至固定端曲线孔道部分切线的总夹角（rad）
2．参数取值
理论伸长值计算时,预应力筋的摩擦系数取值见表4。
表4
预应力筋种类
k
u
有粘结钢绞线
0.0015
0.25
无粘结钢绞线
0.004
0.09
三、伸长值的实测和校核
由于开始张拉时，预应力筋在孔道内自由放置，而且张拉端各个零件之间有一定的空隙，需要用一定的张拉力，才能使之收紧。
预应力筋张拉伸长值的量测，是在建立初应力之后进行。
实际伸长值△L应等于：
式中
——从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值；
——初应力以下的推算伸长值；
a——千斤顶体内的预应力筋张拉伸长值；
b——张拉过程中工具锚和固定端工作锚契紧引起的预应力筋内缩值；
c——混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。
（量值很小，可忽略。
）
本工程初应力取为张拉控制应力的10％～15％。
初应力以下的推算伸长值△L2根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系推算。
张拉时，通过张拉伸长值的校核，可以综合反映张拉力是否足够，孔道摩擦损失是否偏大，以及预应力筋是否有异常。
张拉时要求实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在（-6～+6）％范围之内，超出时应立即停止张拉，查明原因并采取相应的措施之后再继续作业。
质量保证措施
第一节工程质量总目标及质量保证体系
本工程的质量总目标为：
确保优良工程。
预应力专业施工由专业施工队伍负责实施，施工技术负责人、技术工人均经过技术培训上岗。
操作严格按照设计图纸、规范及施工组织设计的有关规定进行。
各种材料均按规范进行进场验收，并做好材料的堆放及保护工作，隐蔽工程按规范及设计要求进行验收，每道工序均由专人把关，质量保证体系如下：
钢绞线、锚具进场、堆放材料员
预应力筋定长下料及制作质检员
定位马凳的制作、安放技术员、施工队长
预应力筋铺设技术员、施工队长
技术员隐蔽工程检查质检员、技术负责人
编制张拉顺序浇筑混凝土
张拉设备校验张拉施工队长、质检员
材料员灌浆、切筋、封闭张拉端施工队长、质检员
第二节质量标准
一、材料的进场验收
不合格的材料不得投入使用，所用工程材料均应有质保书（或出厂合格证），同时要按照规定对进场的材料进行抽检和复试，合格后方可投入使用。
抽检和复试工作必须进行“见证取样、送样”。
二、进场的机械设备
电焊机、张拉机具、切割设备等要保养、维护好。
保证处于良好的工作状态。
三、持证上岗
进场的专业人员或特殊的操作工必须持有效上岗资格证件上岗，不符合要求的队伍及无证人员严禁上岗操作。
四、严守技术细节
1、预应力筋束形控制点的竖向位置允许偏差应符合下表的规定：
表5束形控制点的竖向位置允许偏差
截面高度（mm）
h≤300
300＜h≤1500
h＞1500
允许偏差（mm）
2、预应力筋的保护层厚度必须满足设计要求。
如果没有特殊要求，则对于连续板为25mm，对于连续梁为40mm。
3、锚具夹片的内缩量应该小于6mm。
4、锚具的封闭保护应符合下列规定：
1）应采取防止锚具腐蚀和遭受机械损伤的有效措施；
2）凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm；
3）外露预应力筋的保护层厚度：
处于正常环境时，不应小于25mm；处于易受腐蚀的环境时，不应小于50mm。
五、做好成品保护工作
预应力施工结束后，由于还有诸多后续工作，因而必须加强成品保护工作。
在后续施工进行期间要派专人保护埋件、钢绞线等，严禁损坏预应力成品。
在浇筑混凝土期间，要委派专人在浇筑现场，防止振动棒长期振击并损坏预应力筋。
六、工程技术资料整理
1．施工过程中的原始记录和资料，应按照要求填写、汇总。
2．认真填写施工日记，日记内容包括现场施工时发生的工作量、人工、机械使用、施工部位、材料设备进出场、质量问题、产生原因、不久棒法及天气情况等。
日记交相关部门己任员审核后归档备案。
七、竣工资料的整理审核
1．施工结束后，根据设计变更、图纸会审、会议记要及书面指示、技术核定单等编制竣工资料，并及时与总包单位汇总。
2．根据档案管理文件的要求，对竣工资料进行审核、汇总装订成册。
3．工程竣工后，将竣工资料将工程技术资料一并交给总包或业主。
第三节质量控制
一、质量保证措施
1．实行岗位责任制。
按质量目标分解，将质量责任层层挂牌，层层落实。
2．加强技术管理，明确岗位责任制，认真做好技术交底工作。
除进行书面交底外，还应组织各班组召开技术交底会，对施工难点和重点专门进行讲解。
3．各种不同的材料必须合理分类，堆放整齐，严格管理。
加强原材料检验工作，严格执行各项材料的检验制度。
钢绞线、锚夹具等材料都必须有出厂合格证和试验资料。
4.实行质量奖罚制。
实行优质重奖、劣质重罚的方法，最大限度地调动工人的积极性。
5．三检制。
质量严格检查，坚持“自检、交接检、专检”三检制。
6．隐检制。
根据施工进度安排预检、隐检计划，进行预检、隐检程序，办理预检、隐检手续，并及时履行签证归档。
7．组织和参见各种工程例会。
总结工程施工的进展、质量、安全情况，明确施工顺序和工序穿叉的交接关系及质量责任，加强各工种之间的协调、配合及工序交接管理，保证施工顺利进行。
二、质量控制点
表6质量控制点设置计划
序号
质量控制点
责任人
主要控制内容
1
设计交底、图纸
会审
技术负责人
（1）图纸、资料是否齐全，能否满足施工要求
（2）了解设计意图，提出疑难问题
（3）对图纸的完整性、准确性、可行性进行自检
2
编制预应力
施工方案
技术负责人
（1）根据设计图纸要求对预应力筋曲线进行翻样
（2）画出详细的节点详图
（3）计算出张拉力、张拉伸长值等
3
物资采购
材料员
（1）原材料合格证或质量保证书
（2）分类堆放，建立台帐
4
施工前技术交底
技术负责人
（1）熟悉图纸，规范要求
（2）工程施工中的难点及重点部位
（3）各工种交接检查交底
（4）预应力筋孔道位置等
5
预应力分项工程
隐蔽验收
质量员
（1）分项工程隐蔽验收计划
（2）隐蔽内容、质量标准及隐蔽验收记录等
6
预应力筋张拉验收
质量员
（1）预应力筋张拉控制应力是否准确
（2）张拉伸长值是否满足要求并填写张拉记录
7
预应力分项工程
质量评定
质量员
（1）严格执行质量评定标准
（2）质量问题整改
（3）质量评定记录
1.实行岗位责任制。
按质量目标分解，将质量责任层层挂牌，层层落实。
由质检员行使质量否决权和奖惩权。
2.加强技术管理，明确岗位责任制，认真做好技术交底工作。
除进行书面交底外，还应组织各班组召开技术交底会，对施工难点和重点专门进行讲解。
3.各种不同的材料必须合理分类，堆放整齐，严格管理。
加强原材料检验工作，严格执行各项材料的检验制度。
钢绞线、锚夹具等材料都必须有出厂合格证和试验资料。
灌浆用水泥浆严格按配合比施工。
4.实行质量奖罚制。
实行优质重奖、劣质重罚的方法，最大限度地调动工人的积极性。
5.三检制。
质量严格检查，坚持“自检、交接检、专检”三检制。
6.隐检制。
根据施工进度安排预检、隐检计划，进行预检、隐检程序，办理预检、隐检手续，并及时履行签证归档。
7.组织和参加各
升级会员 