建筑技術論文發表預應力技術的應用

　　預應力筋可以更好的解決建筑物裂縫問題。本文結合實際房建工程，簡述了有粘結預應力施工工藝及注意事項，詳細論述了難點和解決措施，為以后類似工程的施工提供經驗。

　　《建筑設計管理》的宗旨是以建筑勘察設計企業管理為核心，堅持科學與嚴謹的原則，強調理論性與實踐性并重、知識性與可讀性并重，圍繞為勘察設計和建筑企業改革與發展，面向基層，注重實用，全方位、多視角觸及建筑領域，發布權威信息，宣傳和交流建筑企業改革與管理、建筑設計與技術、建筑施工與材料等方面的新成就、新經驗、新知識、新成果、新技術，推介管理經驗與技術成果，探索建筑業建康發展的新理論、新方法，為我國社會主義城鄉建設和發展服務，為廣大建筑業職工和讀者服務。

　　預應力技術按預應力鋼筋的張拉順序可分為先張法和后張法，后張法又可分為有粘結和無粘結。中石化科研及辦公用房工程主要采用后張法有粘結預應力施工。

　　一、主要施工方法及注意事項

　　1、施工工藝流程

　　有粘結預應力梁施工流程預應力筋下料→搭梁板鋼管支架→支梁底模、起拱和校正梁底標高→鋪設非預應力鋼筋骨架→劃預應力筋曲線坐標位置、焊接定位筋→穿入預應力鋼絞線→預應力鋼絞線定位固定→安裝、固定端部張錨墊板→支端模→鋪放其他非預應力筋→預應力筋隱檢、澆注混凝土及混凝土養護→拆梁側模→張拉無粘接預應力筋→端頭封堵→拆除梁底模及支架。

　　2、預應力筋鋪放原則及注意事項:

　　為保證預應力筋的矢高位置，要求先鋪預應力筋，后鋪水、電線道等。

　　從預應力筋開始鋪設直到混凝土澆筑，避免在預應力筋周圍使用電焊，以防預應力筋通電造成強度降低。

　　要求預應力筋必須與承壓板面垂直并伸出承壓板長度(預留張拉長度)≥30cm的直線段。

　　3、混凝土的澆筑及振搗

　　澆筑混凝土時應認真振搗，保證混凝土的密實。尤其是承壓板、錨板周圍的混凝土嚴禁漏振，不得有蜂窩或孔洞，保證密實。振搗時，應避免踏壓碰撞預應力筋、支撐馬凳以及端部預埋部件。

　　4、預應力筋張拉

　　混凝土達到設計要求張拉強度(100%)后方可進行預應力筋的張拉，如有后澆帶則應在后澆帶封帶達到設計要求的張拉強度后才能張拉。預應力筋張拉前嚴禁拆除梁下的支撐，待該預應力筋全部張拉后方可拆除。

　　與承壓板面不垂直的預應力筋，端部必須進行墊片處理，最終做到承壓板面與張拉作用線垂直。

　　張拉中，要隨時檢查張拉結果，理論伸長值與實測伸長值的誤差不得超過施工驗收規范允許范圍。張拉后，應將錨具外露的預應力筋預留不少于30mm長度后將多余部分用機械方法切斷，將張拉端清理干凈，再用細石膨脹混凝土或環氧砂漿封堵，密封后鋼筋不得外露。

　　二、預應力在中石化科研及辦公用房工程中的難點和解決措施

　　由于結構形式的復雜多樣性，本工程的預應力施工存在較多的難點：

　　1、由于框架梁高僅有450mm，只能選用扁波紋管來穿預應力筋，而扁波紋管的寬度比相應圓波紋管要大很多，這就要求梁中要有足夠的空間來安放波紋管。

　　2、由于框架柱基本都是鋼骨柱、梁柱鋼筋都較多，在梁柱交點處，兩個方向梁中的普通鋼筋、有粘結預應力筋、柱中的普通鋼筋交錯在一起，再加上柱中鋼骨的限制，導致梁柱交點處的鋼筋布置特別困難，而張拉端和錨固端也要布置在這些鋼骨柱內，施工非常困難。

　　3、由于幾條較大的后澆帶的存在，導致穿過這些后澆帶的預應力筋無法及時進行張拉灌漿，只能等到后澆帶澆筑完成后才能進行。而預應力筋沒有張拉灌漿，則梁下支撐就無法拆除，這對整個工程的施工無論是成本還是進度等各方面都帶來了很不利的影響。

　　4、II區和III區是連接在一起的，相應的預應力筋也是相連的，但由于其他一些原因，在實際施工中這兩個區的施工工期相差了將近四層，導致從II區延伸至III區的預應力筋甩在外面時間較長，極不利于預應力筋的保護。

　　5、由于扁波紋管高度非常小，而且施工中施工段的劃分較多，再加上后澆帶的影響，導致波紋管容易出現破損，澆筑混凝土時可能會有水泥漿灌入波紋管中，這會對預應力筋的張拉和灌漿造成大的很影響，嚴重時甚至可能會導致相應梁中的預應力筋無法張拉和灌漿。

　　6、針對預應力在本工程中的施工難點，通過的大量的研究分析，采取了以下措施：

　　⑴由于梁高較小，梁柱節點處普通鋼筋較多，彼此之間出現了很多沖突。針對這種情況，提前進行了周密細致的深化設計。詳細的畫出了每層每根預應力梁中波紋管的位置，通過協調、調整、設計變更梁中和柱中的普通鋼筋，為預應力波紋管提供足夠的擺放空間。由于梁高較小，原先設計中采用的在雙向兩層梁筋下布置預應力波紋管已經無法保證設計矢高，通過與設計協商，將每個方向的預應力波紋管都放在與同向普通鋼筋相同的標高處，這樣預應力筋的矢高將增大，更有利于結構的受力。截面較小的柱子，就將預應力筋布置為兩層，保證兩層預應力筋的中心點處的矢高滿足設計的要求。

　　⑵梁柱節點是整個預應力施工最大的難點之一，該區域的普通鋼筋由于柱中鋼骨的限制，本身就存在相互交叉、難以擺放的問題，而雙向布置的預應力波紋管又需要較大的空間，尤其是預應力筋的張拉端和錨固端在很多時候也要布置在柱端，這些都導致了梁柱節點難以施工。錨固端的處理采取向后延伸的辦法，增大預應力筋的錨固長度，以避開柱子節點。

　　根據張拉端具體情況的不同，采取了不同的措施：一是將預應力筋向后延伸到相鄰梁中，張拉端出梁頂設置，但這就要求梁頂普通鋼筋之間能夠調整出足夠的間距，能夠布置下預應力筋的張拉端;二是如果條件允許，也可以將張拉端和錨固端調整位置以適應現場的要求;三是當在最外側柱子上布置張拉端時，有時候由于箱型鋼骨的限制，無法將張拉端完全埋在柱子內，通過與設計的協商，在鋼骨上進行了擴孔，將張拉端埋在了柱子內。

　　⑶結構中幾條大的后澆帶將很多預應力筋分隔成了兩段，當后澆帶沒有澆筑并達到強度時，這些預應力筋是無法張拉灌漿的。通過與設計協商，收縮后澆帶與相鄰結構同時澆筑，但混凝土采用強度提高一個等級的微膨脹混凝土，這樣就可以減少無法及時張拉和灌漿的預應力筋。

　　施工段的劃分和相應混凝土的先后澆筑，導致可能出現預應力筋張拉端處混凝土先澆筑，錨固端處混凝土后澆筑的情況，這在有粘結預應力施工中是不允許的，因為錨固端是在生產車間加工好的，錨具的存在使得現場穿筋時只能從錨固端往張拉端方向穿進波紋管里。在這種情況下，在現場將錨固端切掉，當錨固端處預應力筋穿好以后再將錨固端重新在現場擠壓。

　　⑷II區與III區之間施工進度相差較大，部分跨越兩個區的預應力筋只能甩在兩個區的交界處。預應力筋長時間暴露在空氣中會導致出現比較嚴重的銹蝕，對結構受力不利。對出現較多銹蝕的預應力筋作報廢處理，不再用于結構中。

　　⑸針對波紋管在施工中可能出現破損，有水泥漿灌進波紋管內，影響張拉和灌漿的問題，也采取了相應的措施。首先是在澆筑混凝土之前，嚴格檢查，盡量減少可能出現的問題，同時在梁跨內多布置出氣孔，一旦出現上述情況，也可通過出氣孔來進行灌漿。當波紋管內進入漿體，無法張拉灌漿時，先通過出氣孔初步確定波紋管堵塞的位置，然后將相應位置處的混凝土剔鑿開，露出波紋管，漿波紋管中的漿體清理出來，繼續張拉灌漿。

　　預應力筋張拉完成后就及時灌漿，否則在高應力狀態下，預應力在空氣中腐蝕的特別快，對預應力筋很是不利。

　　7、預應力施工總結

　　通過以上的論述可以看出，鋼骨柱、扁梁、扁波紋管、后澆帶、施工段等都對有粘結預應力筋的施工有較大的影響。

　　扁梁中一般使用扁波紋管以保證預應力筋的設計矢高。扁波紋管穿筋困難，張拉灌漿也較為困難，這就需要在預應力筋鋪設施工中嚴格管理，加強質量控制，將可能出現的問題提前解決，避免在后期的張拉和灌漿階段出現無法張拉或者灌漿的情況。

　　后澆帶和施工段的設置需要考慮到對預應力筋的影響。設置的合理將大大提高預應力施工的效率，也會加快后期的張拉灌漿工序。如果設置的對預應力筋的施工比較不利，不僅會影響預應力筋的鋪設和施工質量，還會影響到后期的張拉和灌漿，當有后澆帶跨過預應力筋，那么在后澆帶澆筑完成并達到強度要求之前，預應力筋是無法張拉和灌漿的。梁中預應力筋沒有張拉，梁下支撐一般是不允許拆除的，這就導致很多的后續工作無法進行，對工程的工期帶來不利的影響。

　　在采用扁波紋管的梁中，容易出現灌漿不密實的情況，所以在扁波紋管鋪設中，應盡量多布置出氣孔，一旦有梁跨出現不易灌漿的情況，可以通過出氣孔來灌漿，保證梁體的密實。

　　三、預應力應用體會

　　在預應力的施工過程中，應重點注意以下問題：

　　1、預應力筋穿束采用人工單根穿束。穿束時，注意不能硬頂，以防波紋管被頂破，而應將鋼絞線往復輕抽、推、轉，同時檢查波紋管是否平順，否則及時將其扶平順;預應力筋穿束過程中及完畢后，應對波紋管破損情況進行檢查，如有破損應立即用防水膠帶包纏。并在固定端波紋管口處，用鋼絲球和回絲封閉，以免漏漿。

　　2、孔道灌漿時，根據施工現場的氣溫情況，將水泥漿自拌制到壓入孔道的延續時間一般控制在30～45min。并保證水泥漿在使用前和壓注過程中連續攪拌以及壓注水泥漿的壓力，以確保連續工作，同時采用活塞式壓漿機壓注水泥漿，最大壓力1.0MPa，從最低點的壓漿孔壓入，由最高點的排氣孔排氣和泌水，壓漿應緩慢、均勻地進行，并應將所有最高點的排氣孔依次放開和關閉，使孔道內排氣通暢。壓漿在達到柱頂部孔道頂端飽滿后出漿，并達到排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關閉出漿口后，還應保持不小于0.5MPa的一個穩壓期，該穩壓期不宜少于2min。

　　3、預應力筋張拉完畢灌漿完成后，待預應力孔道內漿體達到一定強度后采用砂輪切割機切斷端部多余的預應力筋，切割后預應力筋的外露長度不應小于30mm，然后用同等級強度的膨脹細石混凝土封閉端部，實施永久性防護措施，以防止水分及其他有害介質侵人。

　　4、預應力施工完成后禁止在樓板、梁底、梁支座面隨意鉆孔，安裝支吊架要事先預埋鋼板處理，板面必須開洞，應報設計單位同意之后，制定嚴格完善的施工措施方可實施。 張拉錨固區域禁止隨意鑿打混凝土，防止出現混凝土鑿松后造成錨具意外脫飛，造成事故。

　　參考文獻：

　　1、建筑施工手冊(第四版)

　　2、預應力筋用錨具、夾具和連接器應用技術規程 JGJ85-2002

　　3、無粘接預應力混凝土結構技術規程 JGJ92-2004

　　4、預應力混凝土結構抗震設計規程 JGJ140-2004