后张法无粘结预应力混凝土的经济技术分析

摘要:随着我国城市建设的高速发展,各类建筑的兴建规模也日益扩大,建筑体型和功能也趋于多样化,而长期以来建筑设计平面布置开间较小、分割不灵活,远远满足不了人们对办公、居住环境日益增长的需求。作为国家建设部和管理委员会在“九五”期间重点推广的十大建筑技术之一的预应力混凝土就为达到这样的目的提供了非常有效、经济的办法。文章对上海某办公楼后张法无粘结预应力混凝土楼板的应用进行了经济技术分析。

关键词:预应力混凝土;经济技术;可行性;性能优势;施工工艺;施工影响

中图分类号:TU757文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)20-0162-02

一、工程概况

上海某办公楼项目位于浦东新区行政文化中心区内,紧邻浦东区政府、上海市出入境管理局等政府机构。该项目总占地面积为16400m2,建筑面积66215m2,分为A、B两栋地上21层、地下1层的商务写字楼,该项目结构为框架核心筒,标准层高3.6m。工程自2003年7月开工,历时两年的建设,于2005年8月竣工并投入使用。

二、经济分析

(一)项目分析

根据项目性质及市场需求,在前期设计上对其内部建筑空间的要求是“大空间、大净高”。初步设计中,楼板柱网间距为8100mm×8100mm,层高3.7m,按普通混凝土结构计算板厚需300mm,建筑做法为50mm,由此房屋结构净高为3350mm,同时从节能出发在大厦办公区域中配置了VRV分户式变频多联空调,空调室内机安装空间高度需400mm,所以按此方案设计的室内吊顶标高为2950mm。该建筑净空虽满足规范要求,但是对于大空间的办公楼而言,在舒适性上稍落后于时代的要求,也是对项目销售的潜在影响。由于项目限高决定了在设计上不能依靠单纯提高层高来解决建筑净高的问题,在此特定情况下,经市场调研及与设计院的协商,初步拟定采用预应力混凝土楼板来最大限度的提高建筑的舒适度,并针对两种结构形式作了进一步的经济分析。

(二)经济分析

1.直接经济效益分析。在设计院和专业预应力施工单位的配合下,分别对普通混凝土楼板和预应力混凝土楼板进行了结构计算及配筋,在此基础上,对两种方案的直接投资差额进行了分析(详细数据见表1),按当时的市场材料价格计算,每平米预应力混凝土楼板比普通混凝土楼板的工程投资高出9.51元(未考虑因采用预应力减轻自重所导致的其它结构构件配筋量减少),本项目考虑采用预应力混凝土楼板的面积约4万平方米,即采用预应力混凝土楼板的总投资约增加人民币40万元,某办公楼的可销售面积约5.6万平方米,按2002年底该地区办公楼的售价推算本项目均价在每平米8000元左右,则大厦总销售价在4.48亿元,由此可得出采用预应力混凝土楼板所增加的工程投资仅占项目销售额的1/1000,对整个项目的投资经济效益的影响基本可以忽略不计,从直接投资的环节上,预应力混凝土楼板方案是可行的。

2.间接经济效益分析。预应力混凝土楼板与普通混凝土楼板相比,在产生的间接经济效益方面具有以下几个优点:(1)经计算,某办公楼采用预应力混凝土后,楼板厚度可由原设计的200mm减为150mm,从而使房屋建筑净高由2950mm提高到3000mm,由此使项目的舒适度提高,必将非常有利于项目的后期销售。从实际情况看,本项目在竣工验收前半年即销售完毕,由此虽不能计算采用预应力提高净高所带来的间接经济效益的具体数值,也能从中得出其间接经济效益的不可忽略。(2)对于房产项目,建筑质量的好坏也是影响经济效益的一个因数,房屋质量缺陷导致的直接后果是经济赔偿、间接后果是公司品牌的影响。从理论上,采用预应力的楼板基本不会出现收缩、温度裂缝,而普通混凝土特别是高层泵送混凝土容易产生上述裂缝,虽然这种裂缝并不是结构缺陷,但对于大多数业主而言,这是一个让他们很难接受的事实,我们曾遇见过因此类裂缝导致业主索赔的事件。在此方面,采用预应力技术可有效避免此类裂缝及纠纷问题,也是预应力楼板所能带来的间接经济效益,某办公楼从投入使用至今,未曾发现过预应力楼板出现裂缝的事情,从实际上看也的确如此。

三、技术分析

(一)可行性

预应力技术在我国已运用了四十余年,近十年的发展更是突飞猛进,其施工工艺已十分完善、成熟,相关的设计、施工、验收规范也相当齐全,在硬件方面是完全具备可行性的,对于建设方而言,根据项目的规模、特点选择设计、施工能力相匹配的专业预应力施工单位,在施工过程中依据图纸、规范、现场情况对作业过程进行全面控制,把好验收关,应该就能达到选用预应力技术的预期目标。

(二)性能优势

预应力混凝土楼板相比普通混凝土楼板,具有板厚小、增加净高,建筑物结构自重小、利于抗震,楼板不带裂缝工作,预加压应力利于抵抗混凝土自身收缩及温度变化所产生的表面裂缝。

(三)施工工艺

后张法无粘结预应力混凝土楼板的施工工艺已非常成熟,其主要步骤为:下波纹管、穿预应力钢筋、张拉、锚固、封锚、灌浆。在施工中,应注意以下几点:(1)绑扎钢筋时应将预应力波纹管固定牢固,位置符合设计要求;(2)浇筑锚垫板后细石混凝土时应振捣充分,保证粗细骨料均匀,避免张拉时将混凝土拉裂;(3)张拉时要严格按照张拉程序进行,严格控制张拉伸长量和张拉力;(4)孔道灌浆应密实、饱满。

(四)施工影响

1.支模。由于采用预应力后,混凝土楼板厚度减少,即混凝土楼板自重相应降低,如上海某办公楼在采用预应力后楼板厚度及自重均减少了50%,在此情况下,楼板模板支撑体系因其所承受重量较少使得对模板体系的要求大大降低,从而减轻了楼板支模工作量及支撑杆的数量。

2.工期。在设计没有明确要求的情况下,楼板混凝土强度达到75%就可进行预应力钢筋张拉,张拉后即可拆除楼板模板。对于大跨度楼板,普通混凝土需达到100%的强度方可拆模,在此情况下,采用预应力混凝土楼板还可节约拆模时间,从而为后期装修提供更多工期,还可缩短模板的周转周期。若设计要求在混凝土强度必须达到100%时方可张拉,且此时外架为滑动提升模板时,可能会因预应力后张拉影响外架的提升周期,对工期造成不利影响,此时可以采取提高混凝土强度的方式,缩短混凝土达到张拉所需强度的时间来解决工期问题,由此会增加工程投资。

四、结语

通过对上海某办公楼项目后张法无粘结预应力混凝土的经济技术分析,在经济效益方面,虽然在工程直接投资上,预应力会增加费用,但其带来的间接经济效益远大于其投资的增加量,从经济上采用预应力混凝土结构是有利的;在技术上,预应力结构经过多年的实践和发展,已成为一种相当成熟、技术风险小的实用技术,在工程施工中是完全可行并可靠的。在办公、居住需求越来越高的今天,项目开发必须适应时代的要求,提供给人们更舒适、更实用、更安全的产品才是房地产开发企业的生存之道。在这种情况下,对于经济技术均可行的预应力混凝土结构而言,其应用的范围必将越来越广泛,值得大家去关注其未来的发展并加以推广。