【摘要】银河购物广场超长地下室底板中的应用了有粘结预应力混凝土结构，文章主要介绍了相对普通混凝土结构，预应力混凝土技术在地下室底板中应用具有其自身特点，以及预应力混凝土结构施工的工艺及注意事项。
【关键词】有粘结；预应力；底板；钢绞线
1 引言
相对于商业建筑对空间利用要求较高，预应力混凝土可以应用在地下室底板、大跨度砼梁，提高建筑的空间利用率，同时提高地下室底板防水性能和耐久性。
2 工程概况
银河购物广场单体建筑35万平方米，其中地下二层，地上五层，地下二层为人防结构，本工程地下室基础底板长426.3m，宽125.6～170.6m，双向均不设伸缩缝，超过了我国规范(GB50010-2002) 第9.1.1条伸缩缝设置间距的规定，属超长大面积混凝土结构。基础底板厚主要为500mm、2000mm，局部板厚为600mm、700mm和1500mm等。基础底板中采用后张有粘结预应力技术，部分框架结构因梁上起柱、跨度较大，也采用后张有粘结预应力技术。预应力混凝土强度等级为C40，混凝土中不得使用任何掺加氯化物的外加剂，用于预应力筋封端的混凝土为C40微膨胀细石混凝土。预应力筋采用直径ΦS15.20mm的高强低松弛钢绞线。
3 设计过程
3.1 由于地下室属于超长大面积混凝土，而大体积混凝土的收缩、环境温度的变化使结构产生拉应力，由于混凝土本身的抗拉强度很低，因此结构内部的拉应力容易使混凝土开裂而产生裂缝，而通过在底板中设置均衡的预应力混凝土及后浇带可以有效的抵抗混凝土后期收缩应力及温度应力，提高结构的整体性，增强抗裂性和抗渗性。
3.2 减少地下室埋深及基坑开挖深度。地下室作为车库，底板采用预应力平板；降低了层高，减少了水压力，减少了底板支模工序及基坑开挖深度，减少了外墙砼用量，从而降低造价。上部结构的有梁大板预应力结构，扩大柱距，使柱子和基础数量减少，增加了室内的净面积。
3.3 在预应力选择上由于无粘结预应力中的预应力依靠锚具获得，如果锚具失效，则预应力将全部失去，而有粘结预应力体系中，灌浆达到要求就不存在上述问题；但与无粘结预应力相比增加了波纹管埋设及孔道灌浆的工序，工期有所增加。
4 施工质量控制措施
4.1 材料及设备的检验
钢绞线出场时应有质量保证书，每盘上应挂有标盘，进场时，应按现行国家标准《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，其质量必须符合有关标准的规定。在使用过程中逐盘进行，其钢绞线表面不得有裂纹和机械损伤，允许有轻微的浮锈，但不得有明显的麻坑。
锚具进场后，除应按产品出厂证明文件核对其锚固性能类别、型号、规格及数量外，尚应按国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）及《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2003）要求进行检测，合格后方可使用。
预应力筋用锚具验收批的划分：在同种材料和同一生产工艺条件下，锚具以不超过1000套为一个验收批。预应力夹片锚具在张拉端的内缩量要求不大于4～6mm。
4.2 预应力筋搭接布置
本工程建筑平面尺寸较大，预应力筋为了满足截面有效预压应力的要求，预应力筋必须在一定长度内进行分段处理。分段原则为：两端张拉的预应力筋不大于60m，一端张拉的不大于45m。
根据后浇带的分布位置可选取集中式搭接法和交叉搭接法。由于跨后浇带预应力筋必须在后浇带封闭后方可进行张拉，因此相邻跨预应力筋搭接伸入后浇带跨的均无法张拉，将影响相连跨的施工，所以后浇带跨预应力筋宜采用集中式布置方式。
4.3 梁柱节点处预应力筋穿设
本工程中预应力梁跨度较大，预应力筋的矢高、上下位置及水平位置必须准确控制。由于梁柱节点处钢筋较密，为保证预应力筋的矢高，普通钢筋绑扎时位置必须准确到位，预应力施工时应先穿设预应力波纹管及钢绞线，然后再绑扎柱箍筋。预应力筋矢高与普通钢筋相冲突时，应服从预应力筋优先的原则。
4.4 预应力张拉顺序及方法
确定合理的预应力施加过程及施加顺序，是本工程预应力施工的关键所在。本工程中预应力梁采取如下张拉方案：
4.4.1 本工程混凝土强度达到设计强度值的100%后方可进行张拉。预应力张拉控制应力为1860x0.75=1395MPa，超张拉3%。
4.4.2 预应力梁张拉完成并灌浆后方可拆除梁底模板及支撑。
4.4.3 因为各区预应力梁较分散，故张拉可按从左至右、从上至下的顺序进行。
4.4.4 为防止张拉过程中梁产生较大的偏心受力，张拉次序一般为先中间后上下或两侧，当仅有两个平行孔时，可采取不对称张拉，先张拉其中一束，后张拉另一束。
4.5 波纹管铺设：
● 铺设梁板底模、绑扎骨架钢筋：在绑扎完成预应力梁上下排主筋和箍筋后，就可以穿插进行预应力筋的铺设。楼板底模可同时进行铺设，在梁的两侧需要搭设预应力铺放脚手架，梁侧模、张拉端及固定端处模板须预留，待有粘结穿筋和端部节点完成后，再进行梁侧面模板的封模。如果现场梁、板底模分开进行铺设，则应在梁侧搭设工作排架，以便于堆放材料和安全施工。
为了满足预应力筋的设计矢高要求，对于交叉梁普通钢筋的高度在铺放图制作时应进行复核，确定交叉梁普通钢筋的绑扎顺序。若普通钢筋与预应力钢筋发生矛盾，应以普通钢筋避让预应力钢筋为主。
● 确定孔道高度，电焊支架钢筋：施工时，首先可以在绑扎完成的箍筋上（垫块完成后），确定孔道跨中高度和反弯点高度。本工程中采用的波纹管规格分别为圆管d=55mm、70mm、80mm、90mm、100mm和110mm等规格。支架钢筋采用φ12mm以上钢筋，长度与梁箍筋宽度相同，水平间距一般不大于1000mm。
● 铺放波纹管：支架钢筋安装完成后，可铺放波纹管。波纹管每根长度一般为6m，套管长度300mm，在穿入波纹管前，应先将套管旋上波纹管另一端，穿入孔道后将套管倒旋与另一波纹管相连接。波纹管接头必须要牢固、严密，两段工作管要顶紧，
4.6 预应力筋穿束：
穿筋平台可以利用结构普通脚手架进行。穿筋采用单根穿束法。穿束前先将钢绞线端部用黑胶布包紧，然后从一端穿至另一端。要注意穿进困难时不能硬顶，以防波纹管被顶破。而应将钢绞线往复轻抽、推、转，必要时应检查波纹管是否通顺，否则应将其扶顺。
4.7 设置灌浆泌水孔：
两端张拉的预应力筋，一般以每跨大梁每一束预应力曲线高处设置一个泌水孔，水平间距不超过30m；一端张拉的预应力筋在固定端处必须设置泌水孔。
具体方法：在泌水孔处的波纹管上覆盖一层海绵垫片和带嘴的塑料弧形压板，并用铁丝与波纹管绑扎，再用25增强软管插在嘴上，并将其引出梁顶面，高于顶面约300mm，并加以固定。
在构件的张拉端设置灌浆孔，张拉端灌浆孔设在喇叭形铸铁锚垫板上。浆体从锚垫板上灌浆孔压入，从每跨最高点泌水孔和固定端泌水孔流出。
4.8 混凝土浇筑
4.8.1 在浇筑混凝土前，应进行专项的预应力孔道检查。项目部将组织自检，包括仔细检查预应力孔道的完好，及时修补。孔道接头处应用胶布密封好。另外预应力张拉端处应用棉丝密封灌浆孔、喇叭口等重要部位。固定端应用水泥浆封堵死。
4.8.2 在浇筑混凝土时，振捣棒不得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。
4.8.3 有粘结预应力施工应特别注意混凝土浇筑时孔道的堵塞防治，要求先穿设预应力束在混凝土浇筑初凝前抽动预应力束以防止孔道堵塞；因此在混凝土浇筑时将指派专门的人员于现场进行看护，及时发现及时治理。孔道如发现有漏浆应反复抽动预应力束直至混凝土初凝。
4.9 预应力张拉
4.9.1混凝土强度达到100%设计强度后，方可进行张拉。检查张拉操作平台是否牢固。张拉设备必须在有效的标定使用期内。
预应力钢绞线张拉操作步骤：
（1）将每端钢绞线各股按顺序穿入锚具各孔。
（2）将工作锚装入垫板定位圈内，并紧贴锚垫板，插入夹片，用锤打紧；
（3）安装限位板，钢绞线从限位穿过进入千斤顶；
（4）安装千斤顶前，要求千斤顶轴线与钢束轴线重合；
（5）安装工具锚；
（6）进行张拉。
4.9.2预应力张拉注意事项
（1）夹具要清洗干净，不得有油污杂物。梁端锚垫板和钢铰线应清理好，保持有足够工作长度；
（2）安装千斤顶时需保持孔道中心、锚具中心及千斤顶中心在一条线上，以保证钢丝束张拉端方向与锚固垫板垂直；
（3）工具夹片要涂抹黄油，保证工作夹片顺利脱锚；
（4）千斤顶和油泵由专人负责操作，及时测量千斤顶的伸长值，填写表格认真细致；
（5）张拉时如果锚头处出现滑丝断丝或锚具损坏，应立即停止操作，进行检查并做出详细记录；若滑丝断丝超过规定要求，则必须更换钢束。
4.9.3 张拉控制力
预应力束的张拉控制，以张拉力控制为主，同时用张拉伸长值作为校核。
本工程预应力梁的张拉控制应力取为0.75倍钢绞线的强度标准值，即1860×0.75＝1395MPa，施工时超张拉3%；基础底板预应力束的张拉控制应力为0.70倍钢绞线的强度标准值，即1860×0.70＝1302MPa，施工时不需超张拉；
4.9.4 理论伸长值的计算
理论伸长值计算公式
曲线预应力筋的理论张拉伸长值△LT按以下近似公式计算：
式中：FJ ―― 预应力筋的张拉力；
Ap ―― 预应力筋的截面面积；
Ep ―― 预应力筋的弹性模量；
LT ―― 从张拉端至固定端的孔道长度（m）；
―― 每米孔道局部偏差摩擦影响系数；
―― 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）
4.9.5 参数取值
理论伸长值计算时，由于采用金属波纹管，预应力筋的摩擦系数取值k=0.0015；u-0.25。
4.9.6 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：
△L＝△L1＋△L2＋△Lc
式中△L1――从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值；
△L2――初应力以下的推算伸长值，可以根据初应力和二倍初应力的伸长值量测值之差求得；
△Lc――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％。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。
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；
4.10 预应力孔道灌浆
4.10.1 灌浆水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比不大于0.45，搅拌后三小时的泌水率控制在2％以内，水泥浆流动度以12~18s为宜，可添加适量膨胀剂，但不得掺入含氯化物等对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。水泥浆搅拌过程不宜小于2分钟及大于4分钟。搅拌水泥浆设备须有搅拌筒和储存筒。灌浆只能一个方向进行，水泥浆自调制至灌入孔道的延续时间不宜超过30分钟。
4.10.2 每根波纹管注浆前须以压力空气吹干净，仔细检查孔道的畅通情况，每个孔道须以0.5MPa的压力空气试压一分钟，检查压力是否下降，确保清洁且没有渗漏。
4.10.3 灌浆工作应缓慢均匀的进行，不得中断，并应排气通顺。灌浆孔设在张拉端垫板上，水泥浆从一端灌入，待出浆孔冒浓浆后，封闭出浆口，继续加压至0.7MPa，稳压1～2min后封闭灌浆孔。孔道较长或灌浆管较长时压力宜大些，反之可小些。
4.10.4 压力灌浆完成后需进行重力补浆。灌浆两天后再检查排气孔和灌浆孔里水泥浆标高是否在结构面以上，由此检验补浆的效果。
4.11 张拉端封堵
灌浆后张拉端锚具采用与结构同强度等级的微膨胀细石混凝土封堵，为保证耐久性，外露钢绞线的保护层厚度不小于30mm，后浇的混凝土必须振捣密实。当张拉锚具设置在构件内部时，其封头混凝土设计强度等级采用C40。
5 结语
在超长大面积地下室底板采用预应力混凝土技术，有效的的减少了混凝土裂缝的产生，提高了地下室的抗渗、耐久性能，避免了伸缩缝的设置，降低了工程造价，在同类型的地下室中可以考虑使用。