一、工程概況
F7、9大廈工程位于北京市西城區(qū)金融街與二環(huán)路地區(qū)F7、F9地塊上，總建筑面積為192436m2，其中地下部分建筑面積103519m2，地上部分建筑面積88917m2。F9 地塊的東部為一棟18層超五星級酒店，地下為三層，地上高度為66.50米，從地上四層開始核心筒外樓板采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，因使用功能的調(diào)整需要對部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，改造內(nèi)容主要是對原預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樓板新增設(shè)備洞口、預(yù)應(yīng)力框架梁切除、預(yù)應(yīng)力框架梁加固等，需要說明是該工程梁板結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋已張拉完畢端頭并處理完畢。
為保證原結(jié)構(gòu)及加固部分結(jié)構(gòu)的安全，在改造加固施工前邀請專家對該工程改造加固中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力改造加固設(shè)計(jì)方案及各項(xiàng)施工方案進(jìn)行可行性論證，通過論證，專家認(rèn)為是可行和安全的，并對改造加固方案提出了合理化建議，保證了預(yù)應(yīng)力混凝土改造的順利進(jìn)行。
二、工藝原理
該工程已經(jīng)施工完的預(yù)應(yīng)力筋如果直接切斷，那已經(jīng)張拉的預(yù)應(yīng)力筋將縮進(jìn)混凝土梁板里，預(yù)應(yīng)力筋將失效，切筋和放張時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大回縮，同時(shí)瞬間產(chǎn)生巨大的松弛力，危險(xiǎn)程度相當(dāng)高。所以必須在保證結(jié)構(gòu)安全（即不影響梁和板中預(yù)應(yīng)力效應(yīng)）和施工安全的前提下對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的改造，必須充分考慮預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)改造相對于普通混凝土結(jié)構(gòu)改造的不同之處和難點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力筋的布置、張拉端固定端位置等。由于預(yù)應(yīng)力筋一般是連續(xù)布置，而改造往往僅僅是在局部位置，所以在施工之前需要制定完善詳細(xì)的施工方案，包括支撐系統(tǒng)的搭設(shè)恢復(fù)、混凝土的剔鑿、預(yù)應(yīng)力筋的切斷、放張及重新張拉等，每一道工序和每一根預(yù)應(yīng)力鋼筋如何處理都必須在施工前應(yīng)充分考慮清楚。
三、工藝流程及施工方法
1.工藝流程
卸荷架搭設(shè) → 確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置 → 人工剔鑿找出預(yù)應(yīng)力鋼筋→ 對預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行臨時(shí)固定并放張卸錨→ 在指定范圍進(jìn)行混凝土切除→ 預(yù)應(yīng)力鋼筋重新張拉、封頭（見圖1）。
2.施工方法
2.1卸荷架搭設(shè)
因該工程預(yù)應(yīng)力筋在板中主要是溫度筋，板中由于預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)間較短，不會(huì)因溫度變化對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大不利影響，而且放張過程中所剔鑿的孔洞也較小，所以板下不需要搭設(shè)支撐。由于梁截面較小，預(yù)應(yīng)力放張?zhí)掼彽目锥措m然也較小，但梁的有效截面會(huì)減小，可能會(huì)對梁的承載力造成較大影響，所以需要在梁下搭設(shè)可靠的支撐。在懸挑梁中預(yù)應(yīng)力筋是為解決裂縫和撓度而設(shè)置的，在放張后可能懸挑梁中會(huì)出現(xiàn)較大的裂縫，所以也需要搭設(shè)支撐。支撐的搭設(shè)需要能夠承受梁體自重和施工荷載的作用，同時(shí)支撐需恢復(fù)到原預(yù)應(yīng)力筋張拉前的支撐情況，確保在預(yù)應(yīng)力卸荷后梁不發(fā)生結(jié)構(gòu)變形和開裂，保證結(jié)構(gòu)的安全。
2.2確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置
在支撐系統(tǒng)搭設(shè)完成后，要參考原有結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工圖紙，并結(jié)合一些探測儀器如雷達(dá)探測儀等，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的準(zhǔn)確位置以及預(yù)應(yīng)力節(jié)點(diǎn)的位置，并做出標(biāo)記，為下一步剔鑿混凝土找出預(yù)應(yīng)力鋼筋做準(zhǔn)備。
2.3人工剔鑿找出預(yù)應(yīng)力鋼筋
2.3.1剔鑿孔洞位置的選擇
在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)改造中，剔鑿孔洞是一個(gè)比較大的工作量，選定合適的位置來剔鑿孔洞會(huì)減少很多的工作，減少改造工期。剔鑿位置的選擇主要遵循以下原則：
2.3.1.1預(yù)應(yīng)力筋離梁板面較近，并對需要保留結(jié)構(gòu)無損壞處。
2.3.1.2剔鑿處箍筋間距較大，以便于人工剔鑿。（一般避開梁板端部箍筋加密區(qū)）
2.3.1.3保證恢復(fù)預(yù)應(yīng)力時(shí)預(yù)應(yīng)力筋有足夠的張拉長度。
2.3.2剔鑿孔洞施工
由于在剔鑿過程中對預(yù)應(yīng)力筋的鋪放位置難以準(zhǔn)確定位，所以首先通過圖紙和儀器等確定需要處理的預(yù)應(yīng)力筋的根數(shù)和位置范圍，然后再按照圖紙所示的距離梁邊或板邊的尺寸開洞口將預(yù)應(yīng)力筋剔鑿出來，板洞口為200mm×200mm的方孔洞，在梁上洞口為梁寬×200mm。必須保證預(yù)應(yīng)力筋不受任何損傷以免預(yù)應(yīng)力筋受損傷后出現(xiàn)筋被拉斷，錨頭飛出傷人等事故。所以剔鑿時(shí)必須先用人工一點(diǎn)一點(diǎn)剔鑿，待露出預(yù)應(yīng)力筋后再用電錘進(jìn)行大面積剔鑿，并嚴(yán)格按施工流程進(jìn)行施工。
2.4對預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行臨時(shí)固定并放張卸錨
找出預(yù)應(yīng)力鋼筋位置并開洞后，就可以使用特種錨具（如開口錨具、C型錨具）臨時(shí)夾持住，根據(jù)不同情況采用不同的開洞和臨時(shí)固定方法。然后可以采用氣割的方法將洞口內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋切斷，將預(yù)加應(yīng)力慢慢釋放掉，燒斷前必須在該預(yù)應(yīng)力筋張拉端作可靠的防護(hù)，以免發(fā)生意外，張拉端預(yù)應(yīng)力筋及錨具飛出傷人，保證施工過程中張拉端后不許站人。然后用特種設(shè)備如雙缸千斤頂將臨時(shí)錨具卸除，完成放張卸錨操作。必須注意若開洞處預(yù)應(yīng)力筋較長，切筋和放張時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大回縮，為避免放張過程中出現(xiàn)安全事故，必須慢慢放張，嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行。
2.5在指定范圍進(jìn)行混凝土切除
預(yù)應(yīng)力筋卸荷完成后，即可以對需要開洞的改造位置的混凝土的進(jìn)行大面積切除，在預(yù)應(yīng)力筋的張拉長度范圍內(nèi)需要保留一定的剔鑿長度，剔鑿過程要注意保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋，以免發(fā)生意外。切斷預(yù)應(yīng)力筋時(shí)要保證其具有足夠的張拉工作長度，也要保證其足夠的錨固長度。
2.6預(yù)應(yīng)力鋼筋重新張拉、封頭
2.6.1洞口處預(yù)應(yīng)力筋切斷放張后，還需重新進(jìn)行張拉，恢復(fù)開洞位置周邊結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，張拉力按照原有結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的張拉力進(jìn)行。必須注意的是由于預(yù)應(yīng)力筋放張和重新張拉時(shí)，張拉端混凝土強(qiáng)度很難滿足施工要求且預(yù)應(yīng)力筋出端面處位置難以保證理想狀態(tài)，因此在張拉之前必須對預(yù)應(yīng)力筋端部進(jìn)行加固處理，以滿足混凝土局部承壓的要求。
2.6.2該工程在梁中的預(yù)應(yīng)力鋼筋為集團(tuán)束布置的，每梁中布有4根預(yù)應(yīng)力筋，在梁端位置，該集團(tuán)束都位于梁的中上端。由于預(yù)應(yīng)力重新張拉需要將預(yù)應(yīng)力鋼筋分散開處理，所以這就需要在混凝土拆除完畢后重新澆注一部分混凝土安放承壓板，并配置一定數(shù)量的附加鋼筋，以承擔(dān)預(yù)應(yīng)力鋼筋局部承壓的作用。此部分混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%以后，就可以對預(yù)應(yīng)力鋼筋再次張拉，張拉控制應(yīng)力按照原結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行。加上錨具尺寸和混凝土保護(hù)層厚度，第一次澆注的混凝土至少需要300mm，其余部分混凝土第二次澆注，如圖2所示。
四、安全注意事項(xiàng)
1.每個(gè)班組設(shè)安全員一名，具體負(fù)責(zé)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工的安全。
2.施工人員進(jìn)場必須戴安全帽，補(bǔ)張拉操作人員必須持證上崗。
3.預(yù)應(yīng)力筋放張前必須對原張拉端作可靠的防護(hù)，以免錨具或預(yù)應(yīng)力筋在放張過程中飛出傷人。
4.補(bǔ)張拉作業(yè)時(shí)，在任何情況下嚴(yán)禁站在預(yù)應(yīng)力筋端部正后方位置。操作人員嚴(yán)禁站在千斤頂后部。在張拉過程中，不得擅自離開崗位。
5.油泵與千斤頂?shù)牟僮髡弑仨毦o密配合，只有在千斤頂就位妥當(dāng)后方可開動(dòng)油泵。油泵操作人員必須精神集中，平穩(wěn)給油回油，應(yīng)密切注視油壓表讀數(shù)，補(bǔ)張拉到位或回缸到底時(shí)應(yīng)避免回油壓力瞬間迅速加大。
6.補(bǔ)張拉過程中，錨具和其它機(jī)具嚴(yán)防高空墜落傷人。油管接頭處和張拉油缸端部嚴(yán)禁手觸站人，應(yīng)站在油缸兩側(cè)。
五、應(yīng)用效果
該工程預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)改造施工過程中，嚴(yán)格按照施工方案、規(guī)程和專家建議組織施工，確保了工程結(jié)構(gòu)安全和施工過程安全，同時(shí)也取得了良好的社會(huì)效益。
