国外超高层预应力无梁楼盖施工技术

国外超高层预应力无梁楼盖施工技术

邹文

中铁十局集团城建工程有限公司  山东济南  250001

摘要：以一栋正在施工的137米超高层办公楼为例，针对国外标准应用不够熟练、属地分包单位技术实力薄弱以及质量控制体系存在显著偏差的现实状况，本项目积极融合国外先进的预应力技术标准，通过制定并实施一系列科学、系统的技术质量控制措施，成功对预应力施工的全过程进行了标准化管理和控制。此举显著提升了施工质量，使预应力技术在该建筑群体中得到广泛而有效的应用，进而实现了良好的经济效益和工期效益。

关键词：一带一路；预应力无梁楼盖；超高层；质量控制

大开间、大柱网设计符合现代多层与高层建筑室内造型的多样化需求，其灵活隔墙的特性使得住宅套型变更及建筑使用功能的灵活调整成为可能。为契合社会持续发展的需求，现代预应力楼盖结构体系应运而生。本文在“一带一路”倡议的大背景下，以中国建造走向世界、与国际标准深度融合为契机，以泰国审计局新建办公大楼在建的超高层建筑为例，基于美标和英标的要求，详细阐述了预应力技术的全过程施工工艺和要求，包括预应力报审、进场验收、锚具安装、张拉和灌浆等环节。

1工程概况

泰国审计局办公楼项目位于泰国曼谷市扎都扎区，业主为泰国审计局，总建筑面积96401平方米。施工范围主要包括三个部分：一栋塔式办公楼，地上31层，建筑最高度137m；停车场，地上7层；会议厅，地上6层；地下室1层。

此项目为泰国审计局政府办公楼，主要功能为办公。建筑整体呈现出独特的视觉效果，如图1所示。在结构形式上，项目采用核心筒结构，并以桩筏作为基础。项目采用预应力无梁楼盖设计。在材料选用上，竖向构件采用混凝土强度等级为500KSC，水平构件则采用混凝土强度等级为350KSC。钢筋则选用SD50、SD40。

图1审计局项目建筑设计效果

2.施工工艺

2.1预应力计算参数及布置

本工程预应力结构计算采用ADAPT-PT/RC-7.0版本，所选用预应力钢绞线强度分别为17201MPa和860MPa，弹性模量为2.0x10^5MPa。预应力楼板厚度范围确定为230mm至500mm，而预应力楼板保护层厚度则选定为100mm。荷载工况包含恒荷载、活荷载、预应力荷载以及次弯矩荷载，共计五种。楼盖设计方面，采用双向预应力后张布置方案，预应力筋设置方式为2～5孔，根据实际情况选择一端或两端进行张拉。预应力筋形状按照矢高要求进行布置，同时充分考虑墙柱位置，最终预应力筋布置见图2所示。

图2预应力筋布置

2.2预应力材料及设备

2.2.1预应力材料

本项目所使用的材料明细如下：

①钢绞线：规格为1x7-12.7和1x7-15.2两类，强度等级分别为为1720MPa和1860MPa；②扁管：分为2～5孔五种规格；③钢夹片：作为固定材料使用；④锚板：包括2～5孔的单向及双向类型，用于固定预应力筋；⑤锚垫板：采用扁锚VLM13-2～VLM13-5型号；其中，扁锚体系的具体构造如图3所示。

图3扁锚体系示意

2.2.2预应力设备

本项目所运用的设备清单如下：①千斤顶：YDC240QX/YDQ260B-200；②张拉限位螺母；③油管；④压花机；⑤电动油泵；⑥扁管制管机；⑦注浆机以上设备均为本项目顺利实施所必需，经过严格筛选与配备，以确保项目的高效、安全与稳定进行。

2.3钢绞线、锚具安装

2.3.1扁管放线

楼板模板铺设完毕后，为确保扁管（内部穿过钢绞线）的安装精度，需根据图纸所示位置，采用弹线在模板上进行精确标记，包括x、y两个方向的坐标点。标记过程中，应确保标线位置准确无误，并特别标注出张拉端的位置，以便为侧边模板的开孔作业及预应力管道的位置调整提供明确指引，放线间距需与扁管的实际位置保持一致，以预防在后续施工中，风管、吊顶后置膨胀螺栓安装过程中误伤扁管，导致预应力钢绞线被切断的情况发生。

图4预应力扁管安装图

2.3.2锚具安装

①精确标记并切割张拉孔槽：依据施工图纸中张拉端的精确定位，在边缘板上明确标注出锚具的准确位置，并清晰标明需切割的张拉孔槽以及钻孔的螺栓孔轮廓线。随后，严格按照标记进行切槽与打孔操作，确保精度与准确性。

②规范组装扁锚系统：将锚具卡套稳妥地安置在锚垫板内部，外部紧密包裹厚度为100mm的泡沫苯板，并使用胶带将苯板与锚垫板牢固缠绕，确保无缝隙。随后，利用螺栓将扁锚系统精确固定在预先切割好的张拉孔槽处，确保中心对齐，如图5所示。

③规范加设受力梁：将预应力筋锚具按照规范布置在受力梁中间，如图6所示，以确保预应力筋结构的稳定性与安全性。

④细致安装锚板前的准备工作：在安装锚板前，需对锚垫板的预留孔道进行彻底清理，确保无杂物残留，以保障工作锚板能够平整地装进锚垫板预留孔道中。同时，需严格控制锚具与侧面模板的预留尺寸，确保不小于10cm，上下尺寸各宽出1~2cm为宜，以有效防止漏浆现象，避免钢绞线与混凝土凝结。

图5锚头张拉示意

图6预应力筋末端安装

3.预应力无梁楼盖施工技术的优势与挑战

3.1施工技术优势分析

首先，据相关研究表明，采用预应力无梁楼盖技术的建筑，其承载能力相比传统结构可提升30%以上。例如，在伦敦某超高层建筑的施工中，采用该技术后，楼盖的承载能力得到了显著提升，有效满足了建筑对高承载力的需求。其次，由于预应力筋的引入，楼盖结构在地震作用下能够表现出更好的整体性和稳定性。据实验数据显示，采用该技术的楼盖在模拟地震作用下的位移和应力分布均优于传统结构。例如，在东京某超高层建筑的抗震设计中，预应力无梁楼盖技术发挥了关键作用，有效提高了建筑的抗震性能。此外，预应力无梁楼盖技术还具有施工效率高、成本节约等优势。由于减少了梁的设置，施工过程中的模板搭设、钢筋绑扎等工序得以简化，从而提高了施工效率，由于楼盖结构的简化，也降低了材料消耗和人工成本。

3.2面临的挑战与问题

在超高层预应力无梁楼盖施工技术的实践中，面临着诸多挑战与问题。首先，由于超高层建筑的特殊性，其结构复杂、荷载大，对预应力无梁楼盖的施工精度和稳定性要求极高。例如，在著名的纽约世贸中心重建项目中，预应力无梁楼盖的应用就面临着巨大的挑战。该项目要求楼盖能够承受巨大的地震力和风荷载，同时保证结构的稳定性和安全性，在施工过程中，必须严格控制预应力筋的张拉力和锚固质量，确保楼盖的受力性能达到设计要求。

在施工过程中，需要使用高强度、高耐久性的材料，以确保楼盖的长期稳定性和安全性，这些材料的成本往往较高，给施工带来了一定的经济压力，如何在保证施工质量的前提下，降低材料成本，提高施工效率，是预应力无梁楼盖施工技术面临的重要问题，预应力无梁楼盖施工技术的施工难度也相对较大。由于楼盖结构复杂，施工过程中的模板支撑、预应力筋的张拉和锚固等工序都需要精确控制。一旦施工不当，就可能导致楼盖出现开裂、变形等问题，严重影响结构的稳定性和安全性，施工人员需要具备丰富的经验和专业技能，才能确保施工质量和安全。

结语

预应力无梁楼盖施工技术作为超高层建筑中的关键技术，具有显著的承载能力提升、抗震性能优化、施工效率提高和成本节约等优势，在实际应用中，该技术仍面临着诸多挑战与问题，如施工精度控制、材料要求、施工难度等。此外，通过技术创新和研发，寻求更为经济、高效、安全的预应力无梁楼盖施工技术，也是未来的发展方向。

参考文献

[1]薛萍.预应力无梁楼盖施工技术[J].建材与装饰：上旬.市场营销,2010,000(001):P.130-132.

[2]薛萍.预应力无梁楼盖施工技术[J].建材与装饰旬刊,2010,000(001):130-132.

[3]赵俊芳,吕鹏飞.无黏结预应力混凝土无梁楼盖施工技术[J].山西建筑,2000(1):2.