龔凱

（五礦二十三冶建設集團有限公司，長沙410000）

1 引言

隨著現(xiàn)代高層及超高層建筑的發(fā)展，預應力混凝土的運用越來越廣泛，通過高強混凝土、預應力束的應用，可有效提高構件受力性能、抗震性能以及耐久性。同時，預應力混凝土構件自重較輕、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。本文主要圍繞預應力技術的應用展開分析。

2 高層建筑預應力技術分析

隨著我國現(xiàn)代城市的發(fā)展，大量的建筑工程開始朝著高層、大跨、大柱網的方向發(fā)展，預應力混凝土結構憑借著優(yōu)良的受力性能實現(xiàn)了大范圍的推廣應用。預應力混凝土主要是在混凝土受拉區(qū)施加壓應力，有效抵消拉應力，保證結構安全可靠【1】。

與普通鋼筋混凝土結構相比，預應力混凝土結構優(yōu)勢可歸納為如下幾點：

1）可有效提高構件受力性能，克服普通混凝土抗拉能力較弱的缺點；

2）有利于減少構件截面尺寸，通過高強度混凝土、鋼筋材料的使用，在保證構件性能的同時，可減小構件尺寸、減輕結構自重；

3）可有效提高構件（結構）耐久性能，減少混凝土開裂，延長結構使用壽命；

4）有利于改善建筑結構抗震性能，可用于大跨、重載、高聳建筑。

綜上，高層建筑預應力技術的運用優(yōu)勢顯著，但結合相關實踐經驗分析可知，預應力混凝土結構設計、施工難度相對較大，本文主要圍繞相關施工技術要點展開分析。

3 預應力技術在高層及超高層建筑中的應用

3.1 預應力混凝土分類情況

結合我國高層及超高層建筑中預應力技術的應用情況分析可知，預應力混凝土有多種，具體分類情況如表1 所示。

表1 預應力混凝土分類

結合相關工程實踐經驗分析可知，有黏結預應力混凝土主要采用先張法施工、后張法灌漿施工；無黏結預應力混凝土一般均采用后張法施工技術。

3.2 預應力混凝土施工技術

結合預應力混凝土分類情況，本文圍繞先張法、后張法展開分析。

3.2.1 先張法施工技術

先張法，即：混凝土澆筑前使用承力臺座/模具張拉預應力，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鋼絲、鋼絞線進行張拉施工，不設永久錨具，預應力筋多為直線型，工藝簡單，相應的應用范圍也較為有限，以受力情況簡單的中小跨度構件備注。

3.2.2 后張法施工技術

后張法，在完成構件混凝土澆筑后張拉預應力筋。具體工藝流程見圖2。

此種工法更為靈活，可根據(jù)構件截面布置預應力筋線型，適用范圍較廣。具體施工技術要點如下：

1）預留孔道：根據(jù)預應力筋線型預留孔道，包括直線、折線、曲線，孔道準確定位、固定牢固。

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

3）預應力筋穿束：包括先穿束法、后穿束法，后者不占用工期、便于清孔，但施工較復雜，主要方法有人工穿束、卷揚機穿束、穿束機穿束，具體根據(jù)項目情況選用。

圖2 后張法工藝流程

4）預應力筋張拉：包括一端張拉、兩端張拉、分批張拉、分階段張拉、補償張拉等方法，在預應力構件施工中合理選擇張拉方法，科學確定張拉順序，落實張拉應力與伸長值控制。

5）孔道灌漿：此工序是防止預應力筋銹蝕的重要措施，灌漿前預留孔道必須沖洗干凈，科學配制水泥漿，可適當添加外加劑或二次灌漿，提高灌漿質量【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-核心筒結構，建筑空間大，跨度最大達12.9m，梁截面受限，經綜合分析后部分采用有黏結預應力混凝土梁，具體設計參數(shù)如表2所示。

4.2 預應力施工設備與人員

本項目預應力施工設備與人員安排如表3 所示。

4.3 后張法有黏結預應力混凝土梁施工技術要點

本項目縱橫向主次預應力梁系構造復雜，施工專業(yè)性要求高，整個施工過程貫徹ISO 9001 質量管理體系，合理控制工程質量。

表2 有黏結預應力混凝土梁設計參數(shù)

表3 預應力施工設備一覽表

4.3.1 支撐與模板工程

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

4.3.2 普通鋼筋、預應力筋鋪設

本項目所有鋼筋驗收合格后方可進場，普通鋼筋綁扎需避讓預應力筋，先綁扎普通鋼筋、再鋪設預應力孔道，嚴格根據(jù)預應力大樣圖在模板上標注每束預應力孔道位置、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；由車間統(tǒng)一制作預應力鋼筋，鋪設金屬波紋管、錨墊板；完成鋪管后，人工穿束，預應力筋采用砂輪切割機切割；波紋管最高處開設灌漿孔，安裝φ25mm 灌漿管【3】。

4.3.3 混凝土澆筑

預應力筋驗收合格后，進行預應力梁混凝土澆筑，嚴禁集中卸料沖擊預應力筋，采用機械振搗方法，混凝土多留2 組試塊，便于后期確定預應力筋張拉時間?；炷翝仓戤吅?，將預應力錨墊板清理干凈，此類工作均穿插在其他工種施工期間，保證工期。

4.3.4 張拉預應力筋

本項目預應力筋張拉施工設備如表3 所示，張拉前做好設備檢查、標定工作，張拉前由施工單位提供構件混凝土強度值，100%達標后方可進行張拉，梁端模板拆除、錨板錐行孔、夾片涂抹潤滑劑。本項目預應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)梁板分布特點決定采用對稱張拉方法，張拉后預應力鋼束如圖3所示。

圖3 張拉后預應力鋼束示意圖

4.3.5 孔道灌漿及封錨施工

預應力筋張拉完成后，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、打開排氣孔，孔外冒水泥砂漿后封孔；完成灌漿后封錨，填寫好施工記錄。

4.4 施工效果

經檢測，本項目預應力筋應力偏差≤2.5%、混凝土梁起拱≤1.5cm，滿足設計要求。所有預應力框架梁無張拉裂縫，預應力分項工程被評為優(yōu)良。

5 結語

綜上所述，在高層及超高層建筑施工中，預應力混凝土構件的應用具有受力性能好、經濟性好等優(yōu)點。與普通混凝土相比，預應力混凝土施工程序更為復雜，尤其是預應力張拉時，需由專業(yè)單位負責，施工要求高，必須規(guī)范落實各道工序，合理控制混凝土澆筑和預應力筋張拉質量，保證結構受力合理，建筑物整體質量達標。