先張法預應力預制整澆結(jié)構(gòu)體系在多層物流倉庫中的應用實踐

鐘修華，楊基亮

（1.中外運物流有限公司，廣東 深圳 518067；2.武漢長江航運規(guī)劃設(shè)計院有限公司，湖北 武漢 430030）

1 引言

隨著國內(nèi)土地價格的不斷上漲，在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的新建物流倉庫，以門式剛架結(jié)構(gòu)為代表的單層物流倉庫建筑已經(jīng)逐步被二層、多層物流倉庫所取代。二層、多層物流倉庫目前結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用后張預應力現(xiàn)澆混凝土體系框架結(jié)構(gòu)居多，該體系可以很好地適應物流建筑大跨度（柱網(wǎng)跨距12m 左右）、重承載（樓面活載30kN/m2）、平面結(jié)構(gòu)單元尺寸大（100m×100m）的特點，但該體系施工過程中由于樓層高必須大面積使用高支模，施工安全風險大，施工成本高，施工速度慢，給項目各參與方帶來了巨大的壓力[1]。

寧波中外運國際集運物流項目（以下簡稱“項目”）主要由 1#、2#、3# 庫三棟二層倉庫，一棟四層的倉庫輔助用房，坡道1及坡道2兩個單層坡道附屬用房和兩個門衛(wèi)室等單體建筑組成。其中的三棟倉庫建筑面積共計77726m2，是典型的二層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)物流倉庫，選用了先張法預應力預制整澆混凝土體系進行了框架結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工，該體系主要包括帶柱帽的大鋼?，F(xiàn)澆柱（或稱原位預制柱）、先張法預應力疊合梁以及閉口樓承板組合樓板，其中梁柱節(jié)點、梁疊合部分和樓板混凝土一次整澆。

2 設(shè)計概況

三棟二層倉庫框架結(jié)構(gòu)采用該體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，遵循的原則是標準化、模數(shù)化、少規(guī)格、單向傳力。項目設(shè)計概況如下：倉庫一層層高為11m，柱子截面為1000mm×1000mm，二層層高為10.254m～12.35m，邊柱截面為1000mm×1000mm，中柱截面為800mm×800mm；二層預制梁預制截面尺寸為400mm×900mm、400mm×800mm、250mm×900mm，完成截面詳下圖，其中800mm寬主梁考慮為兩根400mm寬梁相拼，屋面邊框連系梁預制截面尺寸為400mm×600mm；二層板采用閉口鋼承板YX65-170-510，板凈跨度普遍控制在2.5m以下，滿足該鋼承板無支撐簡支跨度要求。

圖1 二層結(jié)構(gòu)平面布置圖（局部）

3 施工方案

3.1 一層柱施工

一層柱采用1000mm×1000mm截面的帶柱帽整體式大鋼模進行施工，一層柱與基礎(chǔ)的連接采用規(guī)范允許的預留孔插筋法連接，基礎(chǔ)施工時需根據(jù)一層柱配筋按規(guī)范錨固長度或搭接長度要求預埋鍍鋅波紋管。

圖2 基礎(chǔ)預埋波紋管示意

一層柱施工時，柱鋼筋籠在柱邊進行綁扎，柱主筋位置需按相應柱基礎(chǔ)預埋波紋管定位圖進行定位，柱帽鋼筋同步綁扎。鋼筋綁扎完成后，用汽車吊將柱鋼筋籠吊裝至一片鋼模內(nèi)，后將另一片鋼模反扣在鋼筋籠上并用螺栓連接固定。最后整體起吊并將下部預留柱主筋原位插入已經(jīng)灌漿完成的波紋管內(nèi)。吊裝立好后，采用在大鋼模四面拉結(jié)鋼絲纜風繩的方法進行大鋼模調(diào)直及加固，后澆筑柱混凝土。待混凝土達到一定強度后，用汽車吊配合分左右兩片拆除大鋼模。

圖3 柱模合模及固定示意

3.2 預制梁生產(chǎn)

二層預制梁均采用先張法預應力預制混凝土疊合梁，利用了項目擬建的堆場位置作為臨時預制場地設(shè)置張拉臺座。張拉臺座有效長度為210m，張拉臺座施工時，張拉端采用可重復利用的鋼結(jié)構(gòu)進行組裝，臺座預制梁臺面采用C50混凝土進行澆筑，到一定強度后再在臺面上固定250mm寬和雙拼200mm寬的槽鋼分別作為250mm和400mm寬預制梁底模，預制梁側(cè)模則采用底部可開合的350mm寬，900mm高的可移動箱型鋼模以便進行流水施工。預制梁施工前，按照圖紙對每一根預制梁進行深化編號，并根據(jù)臺座張拉線長度和單體施工順序?qū)⒏鞲A制梁排入臺座張拉線內(nèi)，即繪制預制梁生產(chǎn)排版圖。預制梁施工時，與常規(guī)現(xiàn)澆混凝土體系不同的是底筋采用了鋼絞線進行替代進行張拉，并在混凝土達到一定強度后才能進行放張。預制梁放張后，將預制梁間鋼絞線切斷，并采用龍門吊吊離臺面至場內(nèi)運輸車，后運輸至庫內(nèi)合理堆放以便后期吊裝就位，同時開始清理臺座底模及進行后續(xù)的預制梁施工。待一層柱及梁墊強度達到設(shè)計強度的75%以上時，進行預制梁吊裝。吊裝時，一般采用可負重行駛的75t履帶吊在庫內(nèi)進行后退式吊裝，先吊主梁后吊次梁。

圖4 預制梁生產(chǎn)示意

圖5 預制梁吊裝示意

3.3 樓承板施工

二層板采用免支撐的閉口壓型鋼板擱置固定于預制梁頂，鋪板完成后，進行框架梁柱節(jié)點核心區(qū)、主次梁面筋、板筋的鋼筋綁扎，并對梁柱節(jié)點、主次梁高差位置、邊框梁位置支撐側(cè)模，最后澆筑混凝土。

施工中，鋼承板擱置于預制梁上口35mm的保護層上，并采用自攻螺絲進行固定。梁面筋較多在梁疊合層內(nèi)難以綁扎時，按規(guī)范允許將部分綁扎于樓板翼緣內(nèi)，即按T型截面配筋。梁柱節(jié)點、主次梁高差位置、邊框梁位置支模則采用升降車進行施工，無須搭設(shè)操作腳手架。

圖6 樓承板及節(jié)點施工示意

4 施工組織

預制梁的生產(chǎn)為關(guān)鍵路線，以關(guān)鍵路線為核心進行現(xiàn)場組織交底實施。首先需要進行預制梁加工產(chǎn)能分析，具體流程可參照圖6。經(jīng)過預制梁工程量及產(chǎn)能計算分析，項目確定了張拉臺座有效長度為210m，按每天澆筑3條線，養(yǎng)護6天配置了24條生產(chǎn)線，400寬梁和250寬梁的生產(chǎn)線，比例為8:16，并布置在場地內(nèi)的西北側(cè)位置。預制梁的生產(chǎn)可以實現(xiàn)循環(huán)流水作業(yè)，最后一條生產(chǎn)線澆筑完成，第一條線的預制梁可以達到起梁強度，吊離生產(chǎn)線后，可以再進行新的循環(huán)?？偣残枰h(huán)6次，可以實現(xiàn)預制梁全部生產(chǎn)完成。

圖7 預制梁產(chǎn)能分析流程圖

預制梁制作流水施工階段，現(xiàn)場共安排鋼筋工16人、木工16人、電焊工3人、混凝土工14人、張拉工4人、普工6人、管理人員4人，扣除下雨等不利天氣，平均達到每天2.5條的生產(chǎn)效率，現(xiàn)場窩工情況較少，預制梁生產(chǎn)在3個月內(nèi)順利完成，未產(chǎn)生臺座模具延期使用費。

根據(jù)預制梁產(chǎn)能，對吊裝機械、柱模具、人員數(shù)量進行合理配置，實現(xiàn)預制梁生產(chǎn)與吊裝工作流水化，減少預制梁堆放及二次搬運。經(jīng)過綜合分析，按每天成型6根柱子的計劃配置一組施工班組進行鋼模柱施工，具體配置為一臺25t履帶式起重機、12套鋼柱模、模板及混凝土工6人、鋼筋工6人、測量管理人員1人。項目實際施工效果表明，該施工班組能保證每天澆筑完成6根柱子，機械及人員基本都處于高負荷施工狀態(tài)，數(shù)量配置比例較合理。柱子拆模后，大部分柱子成型質(zhì)量較好，柱子施工也未發(fā)生一起安全事故。

預制梁吊裝完成形成樓板工作面后，開始梁柱節(jié)點和樓板澆筑施工，形成整體的流水搭接。

全部三棟倉庫二層框架結(jié)構(gòu)施工組織嚴格按照計劃實施，地面預制場預制梁、現(xiàn)場原位豎向預制柱、場內(nèi)吊運裝配預制梁、樓面鋼承板擱置固定及現(xiàn)澆樓板及梁柱節(jié)點，不同區(qū)域同時交叉有序作業(yè)各分項工程，實現(xiàn)了后續(xù)分項工程的提前穿插，相比于傳統(tǒng)體系必須同一區(qū)域連續(xù)作業(yè)各分項工程，節(jié)省了施工工期；傳統(tǒng)體系澆筑樓面框架梁的高空作業(yè)轉(zhuǎn)化為地面預制作業(yè)，也降低了安全風險。

5 結(jié)論

本文介紹了先張法預應力預制整澆混凝土體系在大型多層物流倉庫框架結(jié)構(gòu)的實際應用，從設(shè)計方面來看，運用該體系后梁高減小增加了倉庫內(nèi)有效空間，采用高強混凝土和鋼筋及預應力技術(shù)節(jié)省了單位材料用量，符合國家綠色建筑政策導向；從施工方面來看，按該體系施工避免了高支模，減少了鋼管支撐和木模板，節(jié)省了人力及周轉(zhuǎn)材料的資源投入；定制鋼模施工柱、梁表面平整光滑觀感質(zhì)量滿足庫內(nèi)使用無需抹灰；利用了現(xiàn)場擬建堆場作為預制場地也避免了預制梁的場外運輸，實現(xiàn)了后續(xù)分項工程的提前穿插明顯優(yōu)化了工序等，因此運用該體系不僅減少了施工成本也縮短了工期，同時工程質(zhì)量、安全上也全過程可控，相應節(jié)約了大量能源。

因此，應用實踐表明該體系能較好地控制建設(shè)成本、施工工期、工程質(zhì)量及降低施工過程的安全風險，具有很好的推廣價值。通過應用總結(jié)不斷地持續(xù)改進，以充分滿足節(jié)能、省材、減排等綠色要求，積極推動大型物流多層倉庫向綠色建筑技術(shù)的進步。

最后感謝寧波優(yōu)造建筑科技有限公司對本項目二層倉庫框架結(jié)構(gòu)采用先張法預應力預制整澆結(jié)構(gòu)體系，從設(shè)計到施工全過程提供的技術(shù)支持。