龔凱

（五礦二十三冶建設(shè)集團(tuán)有限公司，長(zhǎng)沙410000）

1 引言

隨著現(xiàn)代高層及超高層建筑的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，通過(guò)高強(qiáng)混凝土、預(yù)應(yīng)力束的應(yīng)用，可有效提高構(gòu)件受力性能、抗震性能以及耐久性。同時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件自重較輕、截面尺寸小，有利于增加建筑使用空間，具有良好的綜合效益。本文主要圍繞預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)分析。

2 高層建筑預(yù)應(yīng)力技術(shù)分析

隨著我國(guó)現(xiàn)代城市的發(fā)展，大量的建筑工程開(kāi)始朝著高層、大跨、大柱網(wǎng)的方向發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)憑借著優(yōu)良的受力性能實(shí)現(xiàn)了大范圍的推廣應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力混凝土主要是在混凝土受拉區(qū)施加壓應(yīng)力，有效抵消拉應(yīng)力，保證結(jié)構(gòu)安全可靠【1】。

與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)可歸納為如下幾點(diǎn)：

1）可有效提高構(gòu)件受力性能，克服普通混凝土抗拉能力較弱的缺點(diǎn)；

2）有利于減少構(gòu)件截面尺寸，通過(guò)高強(qiáng)度混凝土、鋼筋材料的使用，在保證構(gòu)件性能的同時(shí)，可減小構(gòu)件尺寸、減輕結(jié)構(gòu)自重；

3）可有效提高構(gòu)件（結(jié)構(gòu)）耐久性能，減少混凝土開(kāi)裂，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命；

4）有利于改善建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，可用于大跨、重載、高聳建筑。

綜上，高層建筑預(yù)應(yīng)力技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)顯著，但結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析可知，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工難度相對(duì)較大，本文主要圍繞相關(guān)施工技術(shù)要點(diǎn)展開(kāi)分析。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)在高層及超高層建筑中的應(yīng)用

3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土分類情況

結(jié)合我國(guó)高層及超高層建筑中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用情況分析可知，預(yù)應(yīng)力混凝土有多種，具體分類情況如表1 所示。

表1 預(yù)應(yīng)力混凝土分類

結(jié)合相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析可知，有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土主要采用先張法施工、后張法灌漿施工；無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土一般均采用后張法施工技術(shù)。

3.2 預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)

結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土分類情況，本文圍繞先張法、后張法展開(kāi)分析。

3.2.1 先張法施工技術(shù)

先張法，即：混凝土澆筑前使用承力臺(tái)座/模具張拉預(yù)應(yīng)力，具體工藝流程如圖1 所示。

圖1 先張法工藝流程

此方法主要采用高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線進(jìn)行張拉施工，不設(shè)永久錨具，預(yù)應(yīng)力筋多為直線型，工藝簡(jiǎn)單，相應(yīng)的應(yīng)用范圍也較為有限，以受力情況簡(jiǎn)單的中小跨度構(gòu)件備注。

3.2.2 后張法施工技術(shù)

后張法，在完成構(gòu)件混凝土澆筑后張拉預(yù)應(yīng)力筋。具體工藝流程見(jiàn)圖2。

此種工法更為靈活，可根據(jù)構(gòu)件截面布置預(yù)應(yīng)力筋線型，適用范圍較廣。具體施工技術(shù)要點(diǎn)如下：

1）預(yù)留孔道：根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋線型預(yù)留孔道，包括直線、折線、曲線，孔道準(zhǔn)確定位、固定牢固。

2）預(yù)應(yīng)力筋制作：成品預(yù)應(yīng)力筋整理順直，以1～1.5m 間距綁扎，下料時(shí)及時(shí)替換污染、損傷預(yù)應(yīng)力筋，采用鋼管限位法控制下料誤差。

3）預(yù)應(yīng)力筋穿束：包括先穿束法、后穿束法，后者不占用工期、便于清孔，但施工較復(fù)雜，主要方法有人工穿束、卷?yè)P(yáng)機(jī)穿束、穿束機(jī)穿束，具體根據(jù)項(xiàng)目情況選用。

圖2 后張法工藝流程

4）預(yù)應(yīng)力筋張拉：包括一端張拉、兩端張拉、分批張拉、分階段張拉、補(bǔ)償張拉等方法，在預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施工中合理選擇張拉方法，科學(xué)確定張拉順序，落實(shí)張拉應(yīng)力與伸長(zhǎng)值控制。

5）孔道灌漿：此工序是防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕的重要措施，灌漿前預(yù)留孔道必須沖洗干凈，科學(xué)配制水泥漿，可適當(dāng)添加外加劑或二次灌漿，提高灌漿質(zhì)量【2】。

4 工程案例

4.1 工程概況

本文僅以某綜合大樓為例展開(kāi)分析。該大樓總建筑面積8.57×104m2，地上22 層、地下2 層，采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，建筑空間大，跨度最大達(dá)12.9m，梁截面受限，經(jīng)綜合分析后部分采用有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁，具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

4.2 預(yù)應(yīng)力施工設(shè)備與人員

本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力施工設(shè)備與人員安排如表3 所示。

4.3 后張法有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工技術(shù)要點(diǎn)

本項(xiàng)目縱橫向主次預(yù)應(yīng)力梁系構(gòu)造復(fù)雜，施工專業(yè)性要求高，整個(gè)施工過(guò)程貫徹ISO 9001 質(zhì)量管理體系，合理控制工程質(zhì)量。

表2 有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁設(shè)計(jì)參數(shù)

表3 預(yù)應(yīng)力施工設(shè)備一覽表

4.3.1 支撐與模板工程

本項(xiàng)目采用木模板施工，18mm 厚木芯膠合板+50mm×100mm 厚木枋+φ14mm 加固鋼絞線，混凝土澆筑時(shí)多人看管，防止模板移位、損壞。預(yù)應(yīng)力筋張拉前，拆除樓板底模、支撐，完成張拉后方可拆除預(yù)應(yīng)力梁支撐；所有模板嚴(yán)格根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋穿束位置打孔，穿束完成后封閉梁側(cè)模。

4.3.2 普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)

本項(xiàng)目所有鋼筋驗(yàn)收合格后方可進(jìn)場(chǎng)，普通鋼筋綁扎需避讓預(yù)應(yīng)力筋，先綁扎普通鋼筋、再鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力孔道，嚴(yán)格根據(jù)預(yù)應(yīng)力大樣圖在模板上標(biāo)注每束預(yù)應(yīng)力孔道位置、支架高度，本工程采用φ10mm 鋼筋作為支架，焊接在箍筋上，間距≤1000mm；由車(chē)間統(tǒng)一制作預(yù)應(yīng)力鋼筋，鋪設(shè)金屬波紋管、錨墊板；完成鋪管后，人工穿束，預(yù)應(yīng)力筋采用砂輪切割機(jī)切割；波紋管最高處開(kāi)設(shè)灌漿孔，安裝φ25mm 灌漿管【3】。

4.3.3 混凝土澆筑

預(yù)應(yīng)力筋驗(yàn)收合格后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力梁混凝土澆筑，嚴(yán)禁集中卸料沖擊預(yù)應(yīng)力筋，采用機(jī)械振搗方法，混凝土多留2 組試塊，便于后期確定預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)間?；炷翝仓戤吅螅瑢㈩A(yù)應(yīng)力錨墊板清理干凈，此類工作均穿插在其他工種施工期間，保證工期。

4.3.4 張拉預(yù)應(yīng)力筋

本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力筋張拉施工設(shè)備如表3 所示，張拉前做好設(shè)備檢查、標(biāo)定工作，張拉前由施工單位提供構(gòu)件混凝土強(qiáng)度值，100%達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行張拉，梁端模板拆除、錨板錐行孔、夾片涂抹潤(rùn)滑劑。本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力框架梁的張拉程序如下所示：0→0.2σcon（量初值）→1.03σcon（量終值）→錨固，根據(jù)梁板分布特點(diǎn)決定采用對(duì)稱張拉方法，張拉后預(yù)應(yīng)力鋼束如圖3所示。

圖3 張拉后預(yù)應(yīng)力鋼束示意圖

4.3.5 孔道灌漿及封錨施工

預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，灌注水泥砂漿，水灰比0.42，灌漿前將水泥砂漿攪拌均勻，連續(xù)灌漿、打開(kāi)排氣孔，孔外冒水泥砂漿后封孔；完成灌漿后封錨，填寫(xiě)好施工記錄。

4.4 施工效果

經(jīng)檢測(cè)，本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力偏差≤2.5%、混凝土梁起拱≤1.5cm，滿足設(shè)計(jì)要求。所有預(yù)應(yīng)力框架梁無(wú)張拉裂縫，預(yù)應(yīng)力分項(xiàng)工程被評(píng)為優(yōu)良。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高層及超高層建筑施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的應(yīng)用具有受力性能好、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土施工程序更為復(fù)雜，尤其是預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，需由專業(yè)單位負(fù)責(zé)，施工要求高，必須規(guī)范落實(shí)各道工序，合理控制混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)受力合理，建筑物整體質(zhì)量達(dá)標(biāo)。