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11 后张法有粘结预应力工程施工工艺标准
FJEJ/QB0 1-
11.1 适用范围
本工艺标准适用于房屋建筑工程的现场有粘结预应力混凝土后张法张拉施工。
11.2 编制参考依据
11.2.1 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-
11.2.2 《预应力筋用锚具、 量具和连接器》GB/T14370-
11.2.3 《预应力用锚具、 夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-
11.2.4 《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-
11.2.5 《预应力混凝土用钢丝》GB/5223-
11.2.6 《预应力混凝土用液压千斤顶》JG/T5028-1993
11.2.7 《预应力用电动油泵》JG/T5029-1993
11.2.8 《预应力用钢筋、 钢丝液压墩头器》JG/T5030-1993
11.2.9 《预应力混凝土用金属螺旋管》JG/T3013-1994
11.3 施工准备
11.3.1 技术准备
1预应力混凝土结构施工前, 应根据设计图纸, 编制预应力施工方案。
2预应力筋、 锚具、 螺旋管、 水泥等主材的验收及复验。
3具备预应力筋的张拉顺序、 初始拉力、 超张拉控制拉力及其对应的施工油压值、 预应力筋相对张拉伸长值允许范围的参数已确定;
4灌浆用水泥浆以及封端混凝土的配合比已经试验确定;
5施工前应根据预应力施工方案要求对班组进行针对性施工交底。
11.3.2 材料要求
1预应力筋
预应力用钢绞线、 钢丝的品种、 规格、 直径, 必须符合设计要求及《预应力混凝土用钢绞线》、 《预应力混凝土用钢丝》的规定。
2锚具、 夹具、 连接器
应按设计要求采用, 其性能应符合国家标准《预应力筋用锚具、 夹具和连接器》的规定。
表11.3-1常见有粘结预应力筋锚具
预应力筋
锚具
张拉端
锚固端
钢绞线
夹具
连接器
墩头锚、 夹片锚、 锥形锚、 墩头螺杆锚
墩头锚板、 锥形锚、 墩头螺杆锚
钢丝
锚具
夹具
连接器
夹片锚
夹片锚
夹片锚
压花锚、 挤压锚、 夹片锚、
挤压锚、 夹片锚
3灌浆用水泥及外加剂
应采用普通硅酸盐水泥, 不宜低于32.5等级。外加剂中严禁含有氯化物。
检查数量: 按进场批次和产品的抽样检验方案确定。
检验内容: 产品合格证、 出厂检验报告和进场复验报告。
4预应力用螺旋管
其规格应按设计图纸要求采用, 其尺寸和性能应符合国家现行标准《预应力混凝土用金属螺旋管》等的规定。
外观检查: 其内外表面应清洁、 无锈蚀, 不应有油污、 孔洞和不规则的褶皱, 咬口不应油开裂或脱扣。
检查数量: 按进场批次和产品的抽样检验方案确定。
检验内容: 产品合格证、 出厂检验报告和进场复验报告。
11.3.3 主要机具
1机械: 高压电动油泵、 张拉千斤顶、 钢绞线挤压机、 钢绞线压花机、 电焊机、 砂轮切割机、 螺杆式灌浆泵、 搅拌机;
2工用具: 手动葫芦、 钢丝扎钩、 焊把、 铁皮剪、 扳手、 储浆桶、 压力灌浆管等;
3量测工具: 50m、 5m钢卷尺、 砂浆试模等。
11.3.4 作业条件
1承受预应力的结构混凝土强度达到设计要求; 如设计无设计要求, 一般不得低于设计强度的75%;
2张拉前应检查张拉设备是否正常运行, 千斤顶压力表是否已配套标定;
3张拉通道畅通, 搭设好张拉操作平台。
4设备操作人员持证上岗。
11.4 操作工艺
11.4.1 施工工艺流程
施工工艺流程见下页图11.4.1。
预应力筋加工制作
绑扎钢筋骨架
安装波纹管
隐蔽验收
张拉、 锚固
孔道灌浆
封锚具
浇筑混凝土
安装锚具及张拉设备
穿预应力筋

图11.4.1后张法有粘结预应力结构施工工艺流程
11.4.2 操作工艺
1预应力筋加工制作
1) 下料时应遵循先下长筋, 后下短筋的原则。逐根对钢绞线进行编号, 长度相同统一编号;
2) 应按编号成束绑扎, 每2m用钢丝绑扎一道, 绑丝头扣向束里;
3) 墩头锚墩粗头Φs5、 Φs7钢丝用墩头器制作。正式墩头前, 先用10~20cm的短钢丝4~6根进行试墩, 头型合格后, 确定油压。正式墩头过程中随时检查, 发现不合格者及时剪除重墩。常见墩头压力与头型见表11.4-1;
表11.4-1常见墩头压力与头型
钢丝直径( mm)
墩头压力( N/mm2)
头型直径( mm)
头型高度( mm)
Φs5
32~36
7~7.5
4.7~5.2
Φs7
40~43
10~11
6.7~7.3
4) 钢绞线压花锚, 用钢绞线压花机成型。正式压花前先截取1m长钢绞线4~6根试压．确定花型合格后, 正式压花。花型如灯泡型。各根钢丝散开、 弯曲没有断筋现象为合格, 钢绞线压花头型尺寸见表11.4-2;
表11.4-2钢绞线压花头型
钢丝直径( mm)
头型直径( mm)
长度( mm)
ψj12
70~80
130
ψj15
85~95
150
5) 钢绞线挤压锚用挤压机成型。操作挤压时, 挤压模内应保持清洁。用异形钢丝衬套时, 各卷钢丝并拢, 其一端与钢绞线断面平齐。
2绑扎钢筋骨架
钢筋骨架绑扎施工方法见”钢筋工程施工工艺标准( 绑扎安装) ”。
3安装波纹管
波纹管布置、 孔道端部排列按设汁要求。孔道成型在钢筋骨架成型以后进行。应预先焊架立钢筋, 焊端部锚势板。连接螺旋管的接头长200~300mm, 用大一号直径螺旋管, 而且接头处及与锚垫板的接触处均应采用胶带密封。最后安装灌浆孔、 排气孔( 泌水孔) , 一般采用PVC管, 灌浆孔与泌水( 排气) 孔能够通用。
4穿预应力筋
预应力筋穿入孔道分先穿束或后穿束( 孔道成型前穿束或混凝土浇筑后穿束) 、 单根穿束或整束穿束、 人工穿束成机械穿束等。
1) 先穿束。对埋入混凝土中的固定端锚束, 如压花锚、 挤压锚、 墩头锚, 必须先穿束。在孔道成型后混凝土浇筑前, 将预应力束穿入。
2) 混凝土浇筑后穿束。浇筑混凝土后, 在养护期内穿入预应力筋。
3) 预应力束穿入后应采取措施, 防止雨水锈蚀, 防止电伤及机械损伤。
5隐蔽验收
在浇筑混凝土之前, 应会同监理进行隐蔽验收工作, 其内容包括:
1) 预应力筋的品种、 规格、 数量、 位置等;
2) 预应力筋锚具和连接器的品种、 规格、 数量、 位置等;
3) 预留孔道的品种、 规格、 数量、 位置、 形状及灌浆孔、 排气兼泌水管等;
4) 锚固区局部加强构造等。
6浇筑混凝土
混凝土浇筑施工方法见”混凝土工程施工工艺标准”。
7预应力张拉锚固
1) 张拉前的准备工作:
a) 搭设张拉操作平台、 吊架, 平台尺寸1.5~2m见方。平台应低于锚垫板0.8m, 锚垫板两侧各有0.75~1m的空间。利用结构外脚手架时, 特别要求垫板周围1m范围内不能有立杆和水平秆。
b) 张拉前检查锚垫板下混凝土的密实情况, 有不密实处( 如孔洞、 蜂窝等) 用混凝土或环氧砂浆修补; 清除锚垫板上的混凝土, 安装锚具。
2) 预应力筋张拉锚固
a) 张拉顺序按设计要求或施工方案, 如无具体要求时, 一般分楼层、 分部位、 分段张拉。各楼层、 部位应遵循对称、 均匀原则, 并尽量使设备少搬动。
同时张拉两端宜分先后锚固。
b) 可采取分级张拉和分级锚固、 分批张拉、 分期张拉和补偿张拉。当设计无具体要求时, 一次张拉锚固程序可采用:
0→10％σcon105％( 持荷2min) →σcon→锚固或
0→10％σcon→103％σcon→锚固
张拉时量测预应力筋伸长: 量测方法可采用量千斤顶缸体伸长或量外露预应力筋长度变化。
实测预应力筋伸长与计算伸长值比较: 误差在±6％以内为正常, 否则应暂停张拉, 查明原因, 采取措施后方可继续张拉。
c) 变角张拉: 当遇到张拉作业受到空间限制或特殊情况时, 可在张拉端锚具外安装变角块, 使预应力筋改变一定角度后进行张拉作业。变角张拉—定要根据设计要求或设计同意后才能进行。
d) 预应力筋连接、 搭接张拉: 当遇到预应力筋超长时, 需采取互相搭接张拉或用连接器连续张拉工艺。连接张拉或搭接张拉要有施共方案, 并应经设计同意。
7孔道灌浆
预应力筋张拉锚固后及时灌水泥浆并做好锚具封堵工作。
1) 检查灌浆孔、 排气孔是否与预应力筋孔道连通, 否则, 应事先处理;
2) 制备灌浆料投料顺序: 水→外加剂→水泥;
3) 灌浆水泥宜用不低于32.5R的普通硅酸盐水泥, 水灰比不大于0.4, 可适当掺加提高水泥浆性能的外加剂。
4) 灌浆顺序应先下层, 后上层。每根构件宜连续灌浆, 每个孔道必须一次连续灌满, 否则用水冲洗后, 重新浇灌。从灌浆孔由近到远逐个检查出浆口( 排气孔、 泌水孔) , 待出浓浆后逐一封闭。待最后一个出浆孔出浓浆后, 封闭出浆孔, 继续加压( 0.4~0.6Mpa) , 保压2min, 封闭进浆孔。每工作班留置一组边长为70.7mm的立方体试件;
8封锚具
1) 按设计要求进行封锚; 当设计无具体要求时, 应符合规范及有关规定。封锚混凝土宜采用比构件设计强度高一等级的细石混凝土封堵, 并应进行隐蔽验收。
2) 预应力锚固后的外露长度, 不宜小于30mm。锚具应用封端混凝土保护, 如需长期外露, 应采取措施防止锈蚀。
11.5 质量验收
11.5.1 原材料
1主控项目
1) 预应力筋进场时, 应安现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224等的规定抽取试件作力学性能检验, 其质量必须复合有关标准的规定。
检查数量: 按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
检查方法: 检查产品合格证、 出厂检验报告和进场复验报告。
2) 预应力筋的锚具、 夹具、 连接器按设计规定采用, 其性能应符合《预应力筋用锚具、 量具和连接器》、 《预应力用锚具、 夹具和连接器应用技术规程》GB/T14370的规定。
检查数量: 按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
检查方法: 检查产品合格证、 出厂检验报告和进场复验报告。
3) 孔道灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥, 其质量应符合规范要求。孔道灌浆用外加剂的质量应符合规范规定。
检查数量: 按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
检查方法: 检查产品合格证、 出厂检验报告和进场复验报告。
注: 对孔道灌浆用水泥和外加剂用量较少的工程, 当有可靠依据时, 可不作材料性能的进场复验。
2一般项目
1) 有粘接预应力筋展开后应平顺, 不得有弯折, 表面不应有裂纹、 小刺、 机械损伤、 氧化铁皮和油污等;
检查数量: 全数检查;
检验方法: 观察。
2) 预应力筋用锚具、 夹具和连接器使用前应进行外观检查, 其表面无污物、 锈蚀、 机械损伤和裂纹。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察。
3) 预应力混凝土用金属螺旋管的尺寸和性能应符合国家现行标准《预应力混凝土用金属螺旋管》JG/T3013的规定。
检查数量: 按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。
检查方法: 检查产品合格证、 出厂检验报告和进场复验报告。
注: 对金属螺旋管用量较少的一般工程, 当有可靠依据时, 可不作径向刚度、 抗渗漏性能的进场复验。
4) 预应力混凝土用金属螺旋管在使用前应进行外观检查, 其内外表面应清洁, 无锈蚀, 不应有油污、 孔洞和不规则的褶皱, 咬口不应有开裂或脱扣。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察。
11.5.2 制作与安装
1主控项目
1) 预应力筋安装时, 其品种、 级别、 规格、 数量必须符合设计要求。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察, 钢尺检查。
2) 施工过程中应避免电火花损伤预应力筋; 受损伤的预应力筋应予以更换。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察。
2一般项目
1) 预应力筋下料应符合下列要求:
a) 预应力筋应采用砂轮或切断机切断, 不得采用电弧切割。
b) 当钢丝束两端采用墩头锚具时, 同一束中各根钢丝长度的极差不应大于钢丝长度的1/5000, 且不应大于5mm。当成组张拉长度不大于10m的钢丝时, 同组钢丝长度的极差不得大于2mm。
检查数量: 每工作班抽查预应力筋总数的3%, 且不少于3处。
检验方法: 观察, 钢尺检查。
2) 预应力筋端部锚具的制作质量应符合下列要求:
a) 挤压锚具制作时压力表油压应符合操作说明书的规定, 挤压后预应力筋外端应露出挤压套筒1~5mm。
b) 钢绞线压花锚成形时, 表面应清洁、 无油污、 梨形头尺寸和直线段长度应符合设计要求。
c) 钢丝墩头强度不得低于钢丝强度标准值的98%。
检查数量: 对挤压锚, 每工作班抽查预应力筋总数的5%, 且不少于5处; 对压花锚, 每工作班抽查3件; 对钢丝墩头强度, 每批钢丝检查6个墩头。
检验方法: 观察, 钢尺检查, 检查墩头强度试验报告。
3) 后张法有粘接预应力筋预留孔道的规格、 数量、 位置和形状除应符合设计要求外, 尚应符合下列规定:
a) 预留孔道的定位应牢固, 浇筑混凝土时不应出现移位和变形;
b) 孔道应平顺, 端部的预埋锚垫板应垂直于孔道中心线;
c) 成孔用管道应密封良好, 接头应严密且不得漏浆;
d) 灌浆孔的间距: 对预埋金属螺旋管不宜大于30m; 对抽芯成形孔道不宜大于12m;
e) 在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管, 必要时可在最低点设置排水孔;
f) 灌浆孔及泌水管的孔径应能保证浆液畅通。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察, 钢尺检查。
4) 预应力筋束形控制点的竖向位置偏差应符合表10.5-1的规定。
表11.5-1束形控制点的竖向位置允许偏差
( 厚) 度(mm)
h≤300
300＜h≤1500
h＞1500
允许偏差(mm)
±5
±10
±15
检查数量: 在同一验收批内, 抽查各类型构件中预应力筋总数的5%, 且不少于5处; 且对各类型构件均不少于5束, 每束不应少于5处。
检验方法: 钢尺检查。
5) 无粘结预应力筋的铺设应符合上条规定外, 尚应符合下列要求:
a) 无粘结预应力筋的定位应牢固, 浇筑混凝土时不应出现移位和变形。
b) 端部的预埋锚垫板应垂直于预应力筋。
c) 内埋式固定端垫板不应重叠, 锚具与垫板应贴紧。
d) 无粘结预应力筋成束布置时应能保证混凝土密实并能裹住预应力筋。
e) 无粘结预应力筋的护套应完整, 局部破损处应采用防水胶带缠绕紧密。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察。
6) 浇筑混凝土前穿入孔道的后张法有粘接预应力筋, 宜采取放置锈蚀的措施。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察。
11.5.3 张拉和放张
1主控项目
1) 预应力筋张拉或放张时, 混凝土强度应符合设计要求; 当设计无具体要求时, 不应低于设计的混凝土立方体抗压强度标准值的75%。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 检查同条件养护试件试验报告。
2) 预应力筋的张拉力、 张拉或放张顺序及张拉工艺应符合设计及施工技术方案的要求, 并应符合下列规定:
a) 当施工需要超张拉时, 最大张拉力不应大于国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定;
b) 张拉工艺应能保证同一束中各根预应力筋的应力均匀一致。
c) 后张法施工中, 当预应力筋是逐根或逐束张拉时, 应保证各阶段不出现对结构不利的应力状态; 同时宜考虑后批张拉预应力筋所产生的结构构件的弹性压缩对先批张拉预应力筋的影响, 确定张拉力。
d) 当采用应力控制方法张拉时, 应校核预应力筋的伸长值。实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许偏差为±6%。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 检查张拉记录。
3) 预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与工程设计规定的检验值相对允许偏差为±5%。
检查数量: 在同一检验批内, 抽查预应力筋总数的3%, 且不少于5束。
检验方法: 检查见证张拉记录。
4) 张拉过程中应避免预应力筋断裂或滑脱; 当发生断裂或滑脱时, 必须符合下列规定:
对后张法预应力结构构件, 断裂或滑脱的数量严禁超过同一截面预应力筋总根数的3%, 且每束钢丝不得超过一根; 对多跨双向连续板, 其同一截面应按每跨计算。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察, 检查张拉记录。
2一般项目
锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量应符合设计要求; 当设计无具体要求时, 应符合下表规定:
检查数量: 每工作班抽查预应力筋总数的3%, 且不少于3束。
检验方法: 钢尺检查。
表11.5-2张拉端预应力筋的内缩量限值
锚具类别
内缩量限值(mm)
支承式锚具( 墩头锚具等)
螺帽缝隙
1
每块后加垫板的缝隙
1
锥塞式锚具
5
夹片式锚具
有顶压
5
无顶压
6~8
11.5.4 灌浆及锚固
1主控项目
1) 预应力筋张拉后应尽早进行孔道灌浆, 孔道内水泥浆应饱满、 密实。
检查数量: 全数检查。
检验方法: 观察, 检查灌浆记录。
2) 锚具的封闭保护应符合设计要求; 当设计无具体要求时, 应符合下列规定:
a) 应采取防止锚具腐蚀和遭受机械损伤的有效措施。
b) 凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm。
c) 外露预应力筋的保护层厚度: 处于正常环境时, 不应小于20mm; 处于易受腐蚀的环境时, 不应小于50mm。
检查数量: 在同一验收批内, 抽查预应力筋总数的5%, 且不少于5处。
检验方法: 观察, 钢尺检查。
2一般项目
1) 预应力筋锚固后的外露部分宜采用机械方法切割, 其外露长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍, 且不宜小于30mm。
检查数量: 在同一验收批内, 抽查预应力筋总数的3%, 且不少于5束。
检验方法: 观察, 钢尺检查。
2) 灌浆用水泥浆的水灰比不应大于0.45, 搅拌后3h泌水率不宜大于2%, 且不应大于3%。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。
检查数量: 在同一配合比检查一次。
检验方法: 检查水泥浆性能试验报告。
3) 灌浆用水泥浆的抗压强度不应小于30N/mm2。
检查数量: 每工作班留置一组边长为70.7mm的立方体试件。
检验方法: 检查水泥浆试件强度试验报告。
11.6 施工注意事项
11.6.1 质量控制要点
1钢绞线不能自由弹出时, 须有专人放钢绞线。不要用猛力拉钢绞线, 以防形成死弯。钢绞线每隔1~2m宜用木方做垫。
2平卧重叠浇筑的构件, 宜先上后下逐层进行张拉。
为了减少上下层之间因摩阻引起的预应力损失, 可逐层加大张拉力。但底层张拉力不宜比顶层张拉力大5%( 钢丝、 钢绞线、 热处理钢筋) 或9%( 冷拉Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ级钢筋) , 且最大张拉应力: 冷拉Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ级钢不得超过屈服强度的90%, 钢丝、 钢绞线不得超过屈服强度的75%, 热处理钢筋不得超过标准强度的70%。张拉后的实际预应力值的偏差不得超过规定值的5%。
3预应力筋张拉后, 孔道应尽快灌浆。用连接器连接的多跨连续预应力筋的孔道灌浆, 应张拉完一跨随即灌筑一跨, 不应在各跨全部张拉完毕后一次连续灌浆。
4孔道灌浆应采用不低于32.5R的普通硅酸盐水泥配置的水泥浆; 对孔隙大的孔道, 可采用砂浆灌浆。水泥浆及砂浆强度, 应满足设计要求, 且均不应低于20N/mm2。
5灌浆水泥浆水灰比不大于0.4, 搅拌后3h泌水率宜控制在2%, 最大不得超过3%, 水泥浆中可掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂。一般可掺入0.05%~0.1%的铝粉或0.25%的木质素磺酸钙减水剂。
11.6.2 成品保护
1预应力筋、 锚具、 夹具、 连接器等在储存、 运输、 安装过程中应采取防锈、 防损坏措施。
2现场施工中, 应注意保护螺旋管, 不得在其上方堆料或踩踏。注意电焊作业不得损伤螺旋管。
3在整个预应力施工过程中, 不得用预应力筋做电焊回路, 严防电气焊不得烧伤预应力筋。
4预应力筋张拉锚固后, 及时对锚固进行防护处理。
11.6.3 安全技术措施
1成盘预应力筋开盘时应防止尾端弹出伤人。
2墩头锚固体系在张拉过程中随时拧上螺母。
3两端张拉的预应力筋: 两端正对预应力筋部位应采取措施进行防护。
4预应力筋张拉时, 操作人员应站在张拉设备的作用力方向的两侧, 严禁站在建筑物边缘与张拉设备之间。
5使用油泵时不得超过额定油压, 千斤顶不得超过规定的张拉最大行程。油泵和千斤顶的连接必须到位。
11.7 质量记录
本工艺标准应具备以下质量记录:
11.7.1 混凝土强度试件试压报告单。
11.7.2 预应力钢丝、 钢绞线出厂质量证明。
11.7.3 预应力钢丝、 钢绞线机械性能试验报告单。
11.7.4 预应力锚具或连接器合格证及检验记录。
11.7.5 预应力孔道灌浆用水泥及外加剂的合格证、 出厂检验报告、 试验报告、 水泥浆性能试验报告、 水泥浆试块强度报告。
11.7.6 螺旋管的合格证、 出厂检验报告。
11.7.7 预应力张拉设备标定报告。
11.7.8 隐蔽验收记录。
11.7.9 预应力筋安装、 张拉、 灌浆记录。