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【摘 要】利用后张无粘结预应力技术解决筏、箱型基础底板过厚的问题，阐述了该技术的工作原理和施工工艺，并与普通混凝土技术在首都国际机场新航站楼基础底板中的对比应用，分析了其优越性。
【关键词】基础底板；预应力张拉；无粘结预应力筋
The empress piece have noes to glue the knot to prepare should dint technique is in the foundation application in the scaleboard
Wu Tian-you
（Quan′an city construction sciencee research center Quan′an Jiling 131400）
【Abstract】Make use of the empress the piece the work principle for have noing gluing the knot preparing should dint technique resolving Valve door ， box type foundation scaleboard over thick problem， Describe should technique with start construction craft， combine with the common concrete technique in the capital international airport the Singapore Airlines stand the floor foundation the contrast in the scaleboard the application， and analyzed its superior.
【Key words】Foundation scaleboard；Prepare should the dint piece pull；Have no to glue the knot to prepare should physique
1. 前言
软土地基上高层建筑基础底板过厚的问题一直难以解决。由大量的工程实践表明，一般的高层建筑基础底板厚度大约在0.5～3米之间，有的甚至更厚。从经济角度上讲，基础底板的材料和人工的耗费是巨大的。
随着预应力技术的发展，后张无粘结预应力混凝土技术改进了传统的后张法预应力施工方法，在桥梁工程、房屋建筑大跨度梁、板结构、大型筏、箱型基础和工程加固等领域的广泛应用，取得了较好的效果和经济效益。本文将对该技术在基础底板中的应用进行几点粗浅的探讨。
2. 工作原理
2.1 采用无粘结预应力钢筋，按后张法制作的预应力混凝土结构。无粘结预应力钢筋表面涂有防腐润滑油脂，外包一层塑料防腐材料 （如聚乙烯或聚丙烯套管）。涂层的作用是保证预应力筋的自由收缩，并防腐，一端安装固定端锚具，另一端为张拉端。
2.2 通过合理的布筋线型（一般为曲线配筋），平衡了部分的土压力和结构荷载（见图1），从而减轻了基础底板自身的抗弯、抗剪和抗冲切所承担的荷载。通过预应力来调整上部结构的框、筒、剪力墙等之间的荷载差异，使土压力分布相对均匀，以减轻不均匀沉降以及因之而产生的上部结构次生荷载。
图1 预应力基础的工作原理
2.3 调整基础底板的变形和内力重分布，进而提高底板的整体刚度，防止底板开裂、收缩，增强防渗、漏、温度变形能力。
3. 体内预应力张拉技术
3.1 后张无粘结预应力技术比有粘结预应力技术要简单、方便，它无需留空、穿束、灌浆，张拉设备也极为轻巧。该技术施工工艺流程如表1：
3.2 基础底板外无预应力施工空间，采用体内张拉的方式来解决这一问题。即基础的锚固端预埋在基础的外边缘，而张拉端设置在基础的中间跨。为了减少张拉端应力的不利分布，采用对称布束、对称张拉的方式。表1 施工工艺流程表
3.3 预应力钢绞线、钢丝连接、搭接，采用分段张拉、结构整体连续的预加应力方法。由于底板过大，如果采用长束交叉搭接法，中间预应力损失很大，故应采用短束交叉搭接法的搭接构造。
3.4 无粘结预应力张拉一般采用小油泵与单根钢绞线前卡千斤顶张拉。预应力筋张拉力大小直接影响预应力效果。张拉力过大，造成底板反拱过大或预拉区出现裂缝。反之，张拉阶段预应力损失过大，底板可能过早出现裂缝。
3.4.1 预应力筋设计张拉力pj=σcon.Ap
式中：σcon——预应力筋设计张拉控制应力值；
Ap——束预应力筋的截面面积。
3.4.2 预应力筋施工张拉力。
预应力筋张拉施工时，相应于设计所考虑的松弛损失计算方法， 采用以下施工程序及张拉值：
（1）设计时松弛按一次张拉程序取值 0→pj锚固；
（2）设计时松弛损失按超张拉程序取值：
对镦头锚等可卸载锚具 0→1.05pj持荷2min锚固；
对夹片锚等不可卸载锚具0→1.03pj锚固。
以上张拉操作程序，均可分级加载，分级量测伸长值。
3.4.3 预应力值得量测。
预应力筋施工张拉值应通过千斤顶、油压表配套标定的油压值——张拉关系曲线（见图2）换算成相应的张拉油压表数值，油压表的精度不宜低于1.5级，张拉油压值不宜大于压力表量程的75%。
图2 千斤项张拉力与表读数的关系曲线 （a）千斤顶波动工作（b）千斤顶主动工作
3.5 由于受到张拉作业空间限制，混凝土浇捣时预留施工槽，施工槽的深度应满足千斤顶断头的工作尺寸，而宽度尺寸应保证施工方便。为了减少开槽尺寸，在张拉端锚具后安装变角块（见图3），使预应力筋改变一定的角度进行预应力张拉作业，变角范围应控制在0～60度，以减少摩阻。预应力筋使用环境属于潮湿环境，张拉端锚头用塑料罩封端，罩内抹防护油脂，张拉槽内封堵比结构混凝土强度高一级的微膨胀豆石混凝土。 图3 预应力变角张拉 1.预应力筋；2.千斤顶；3.油嘴；4.变角块 5.预压器或限位板；6.锚具；7.垫板；8.预留槽
4. 技术及经济性分析
首都国际机场新航站楼座落于北京市东郊顺义区天竺境内，位于首都机场现运营的候机大楼东侧。新航站楼平面呈南北工字形，南北长745.5m，中央大厅最宽处为121.1m，南指廊和北指廊按东西向以中轴对称布局，指廊东西向长342.9m，工程总建筑面积26.78万m2，占地面积88316m2，航站楼地下一层，地上3层，地下室层高6m。北指廊主体结构为无粘结预应力板——柱剪力墙结构体系，结构柱网为9m×9m，9m×12m，局部为12m×12m，地下室底板为650mm厚的平板筏型基础。地下室底板按柱支承无梁楼盖设计，预应力筋按柱上板带和跨中板带分配，双向成束布置。
4.1 搭接方法。整个航站楼基础底板为8.8万m2的整块筏板，预应力筋连续构造设计采用了交叉搭接的方法，搭接长度3.0m，搭接部位在跨内中心俩侧（见图4）。
图4 地下室底板搭接剖面大样
4.2 张拉端做法。地下室张拉端采用预留长方形木板成型，对两根预应力筋束，端块尺寸为宽160mm×高100mm×长400mm。
4.3 预应力束布置。地下室底板中预应力筋成束布置，柱上板带内3Φ15@400，穿过柱内，跨中板带4Φ15@800。张拉端处分1+2或2+2形式锚固。图5 基础底板沉降曲线
4.4 为了探讨该工程预应力基础的优越性，进行了预应力基础和普通钢筋混凝土基础的对比设计，预应力平板筏型基础厚度取650mm，普通钢筋混凝土平板筏型基础取1000mm，预应力筋选用秦皇岛及鞍山钢丝厂生产的1860级高强低松弛钢绞线。预应力张拉端选用QM15-1型锚具，固定端选用QMJ-1型挤压锚。基础底板沉降曲线见图5，中心轴线弯矩分布见图6，以及两种基础材料用量见表1。可见，其经济效益是相当明显的。
5. 结语
本文提出后张无粘结预应力技术的几点建议，并通过在工程实例中的成功应用，分析了该技术比普通混凝土技术在降低基础底板厚度的问题上更具有优势。该工程应用了后张无粘结预应力无梁大板结构技术，其经验和数据有益于这一技术的进一步完善和发展，为今后解决基础施工过程中可能遇到的问题提供了借鉴和参考。
参考文献
[1] 朱彦鹏等.混凝土结构设计原理[M].重庆：重庆大学出版社，2002.
[2] 王小谋.基础工程（第三版）[M].北京：人民交通出版社，2003.
[3] 冯大斌，栾贵臣.后张预应力混凝土施工手册[M].北京；中国建筑工业出版社，1999.
[4] 陶学康.无粘结预应力混凝土设计与施工[M].北京：地震出版社，1993.
[5] 卜广琼，张大照.无粘结预应力技术施工全过程质量控制[J].广西土木建筑，2002年第4期.
[6] 李小布，郑英杰.海南热带海洋世界千年塔预应力基础工程施工技术[J].湖北地矿，2001年第4期.
[7] 黄土生.无粘结预应力技术施工[J].国外建材科技，2006年第1期.
【关键词】基础底板；预应力张拉；无粘结预应力筋
The empress piece have noes to glue the knot to prepare should dint technique is in the foundation application in the scaleboard
Wu Tian-you
（Quan′an city construction sciencee research center Quan′an Jiling 131400）
【Abstract】Make use of the empress the piece the work principle for have noing gluing the knot preparing should dint technique resolving Valve door ， box type foundation scaleboard over thick problem， Describe should technique with start construction craft， combine with the common concrete technique in the capital international airport the Singapore Airlines stand the floor foundation the contrast in the scaleboard the application， and analyzed its superior.
【Key words】Foundation scaleboard；Prepare should the dint piece pull；Have no to glue the knot to prepare should physique
1. 前言
软土地基上高层建筑基础底板过厚的问题一直难以解决。由大量的工程实践表明，一般的高层建筑基础底板厚度大约在0.5～3米之间，有的甚至更厚。从经济角度上讲，基础底板的材料和人工的耗费是巨大的。
随着预应力技术的发展，后张无粘结预应力混凝土技术改进了传统的后张法预应力施工方法，在桥梁工程、房屋建筑大跨度梁、板结构、大型筏、箱型基础和工程加固等领域的广泛应用，取得了较好的效果和经济效益。本文将对该技术在基础底板中的应用进行几点粗浅的探讨。
2. 工作原理
2.1 采用无粘结预应力钢筋，按后张法制作的预应力混凝土结构。无粘结预应力钢筋表面涂有防腐润滑油脂，外包一层塑料防腐材料 （如聚乙烯或聚丙烯套管）。涂层的作用是保证预应力筋的自由收缩，并防腐，一端安装固定端锚具，另一端为张拉端。
2.2 通过合理的布筋线型（一般为曲线配筋），平衡了部分的土压力和结构荷载（见图1），从而减轻了基础底板自身的抗弯、抗剪和抗冲切所承担的荷载。通过预应力来调整上部结构的框、筒、剪力墙等之间的荷载差异，使土压力分布相对均匀，以减轻不均匀沉降以及因之而产生的上部结构次生荷载。
图1 预应力基础的工作原理
2.3 调整基础底板的变形和内力重分布，进而提高底板的整体刚度，防止底板开裂、收缩，增强防渗、漏、温度变形能力。
3. 体内预应力张拉技术
3.1 后张无粘结预应力技术比有粘结预应力技术要简单、方便，它无需留空、穿束、灌浆，张拉设备也极为轻巧。该技术施工工艺流程如表1：
3.2 基础底板外无预应力施工空间，采用体内张拉的方式来解决这一问题。即基础的锚固端预埋在基础的外边缘，而张拉端设置在基础的中间跨。为了减少张拉端应力的不利分布，采用对称布束、对称张拉的方式。表1 施工工艺流程表
3.3 预应力钢绞线、钢丝连接、搭接，采用分段张拉、结构整体连续的预加应力方法。由于底板过大，如果采用长束交叉搭接法，中间预应力损失很大，故应采用短束交叉搭接法的搭接构造。
3.4 无粘结预应力张拉一般采用小油泵与单根钢绞线前卡千斤顶张拉。预应力筋张拉力大小直接影响预应力效果。张拉力过大，造成底板反拱过大或预拉区出现裂缝。反之，张拉阶段预应力损失过大，底板可能过早出现裂缝。
3.4.1 预应力筋设计张拉力pj=σcon.Ap
式中：σcon——预应力筋设计张拉控制应力值；
Ap——束预应力筋的截面面积。
3.4.2 预应力筋施工张拉力。
预应力筋张拉施工时，相应于设计所考虑的松弛损失计算方法， 采用以下施工程序及张拉值：
（1）设计时松弛按一次张拉程序取值 0→pj锚固；
（2）设计时松弛损失按超张拉程序取值：
对镦头锚等可卸载锚具 0→1.05pj持荷2min锚固；
对夹片锚等不可卸载锚具0→1.03pj锚固。
以上张拉操作程序，均可分级加载，分级量测伸长值。
3.4.3 预应力值得量测。
预应力筋施工张拉值应通过千斤顶、油压表配套标定的油压值——张拉关系曲线（见图2）换算成相应的张拉油压表数值，油压表的精度不宜低于1.5级，张拉油压值不宜大于压力表量程的75%。
图2 千斤项张拉力与表读数的关系曲线 （a）千斤顶波动工作（b）千斤顶主动工作
3.5 由于受到张拉作业空间限制，混凝土浇捣时预留施工槽，施工槽的深度应满足千斤顶断头的工作尺寸，而宽度尺寸应保证施工方便。为了减少开槽尺寸，在张拉端锚具后安装变角块（见图3），使预应力筋改变一定的角度进行预应力张拉作业，变角范围应控制在0～60度，以减少摩阻。预应力筋使用环境属于潮湿环境，张拉端锚头用塑料罩封端，罩内抹防护油脂，张拉槽内封堵比结构混凝土强度高一级的微膨胀豆石混凝土。 图3 预应力变角张拉 1.预应力筋；2.千斤顶；3.油嘴；4.变角块 5.预压器或限位板；6.锚具；7.垫板；8.预留槽
4. 技术及经济性分析
首都国际机场新航站楼座落于北京市东郊顺义区天竺境内，位于首都机场现运营的候机大楼东侧。新航站楼平面呈南北工字形，南北长745.5m，中央大厅最宽处为121.1m，南指廊和北指廊按东西向以中轴对称布局，指廊东西向长342.9m，工程总建筑面积26.78万m2，占地面积88316m2，航站楼地下一层，地上3层，地下室层高6m。北指廊主体结构为无粘结预应力板——柱剪力墙结构体系，结构柱网为9m×9m，9m×12m，局部为12m×12m，地下室底板为650mm厚的平板筏型基础。地下室底板按柱支承无梁楼盖设计，预应力筋按柱上板带和跨中板带分配，双向成束布置。
4.1 搭接方法。整个航站楼基础底板为8.8万m2的整块筏板，预应力筋连续构造设计采用了交叉搭接的方法，搭接长度3.0m，搭接部位在跨内中心俩侧（见图4）。
图4 地下室底板搭接剖面大样
4.2 张拉端做法。地下室张拉端采用预留长方形木板成型，对两根预应力筋束，端块尺寸为宽160mm×高100mm×长400mm。
4.3 预应力束布置。地下室底板中预应力筋成束布置，柱上板带内3Φ15@400，穿过柱内，跨中板带4Φ15@800。张拉端处分1+2或2+2形式锚固。图5 基础底板沉降曲线
4.4 为了探讨该工程预应力基础的优越性，进行了预应力基础和普通钢筋混凝土基础的对比设计，预应力平板筏型基础厚度取650mm，普通钢筋混凝土平板筏型基础取1000mm，预应力筋选用秦皇岛及鞍山钢丝厂生产的1860级高强低松弛钢绞线。预应力张拉端选用QM15-1型锚具，固定端选用QMJ-1型挤压锚。基础底板沉降曲线见图5，中心轴线弯矩分布见图6，以及两种基础材料用量见表1。可见，其经济效益是相当明显的。
5. 结语
本文提出后张无粘结预应力技术的几点建议，并通过在工程实例中的成功应用，分析了该技术比普通混凝土技术在降低基础底板厚度的问题上更具有优势。该工程应用了后张无粘结预应力无梁大板结构技术，其经验和数据有益于这一技术的进一步完善和发展，为今后解决基础施工过程中可能遇到的问题提供了借鉴和参考。
参考文献
[1] 朱彦鹏等.混凝土结构设计原理[M].重庆：重庆大学出版社，2002.
[2] 王小谋.基础工程（第三版）[M].北京：人民交通出版社，2003.
[3] 冯大斌，栾贵臣.后张预应力混凝土施工手册[M].北京；中国建筑工业出版社，1999.
[4] 陶学康.无粘结预应力混凝土设计与施工[M].北京：地震出版社，1993.
[5] 卜广琼，张大照.无粘结预应力技术施工全过程质量控制[J].广西土木建筑，2002年第4期.
[6] 李小布，郑英杰.海南热带海洋世界千年塔预应力基础工程施工技术[J].湖北地矿，2001年第4期.
[7] 黄土生.无粘结预应力技术施工[J].国外建材科技，2006年第1期.