李偉革
(中鐵十一局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司,湖北 武漢 430000)
城市化建設(shè)背景下,房屋建筑工程項(xiàng)目逐漸增多,人們對(duì)于房屋建設(shè)質(zhì)量的要求也在不斷提升,就傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言,其受外力作用明顯,結(jié)構(gòu)本身容易產(chǎn)生變形、裂縫等不良現(xiàn)象,這些問(wèn)題不僅影響了房屋建筑整體的穩(wěn)定性,而且對(duì)居住人員的人身安全造成一定威脅?;诖?,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在房屋建筑工程項(xiàng)目中開(kāi)始推廣和應(yīng)用,有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷,有效地提升了房屋建筑的整體性能。
預(yù)應(yīng)力混凝土是一種新型的建筑施工模式,其在結(jié)構(gòu)件受外力作用前,人為地對(duì)構(gòu)件施加作用力,該作用力能減小或抵消外部荷載作用所引起的拉應(yīng)力,推遲受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂[1]?,F(xiàn)階段,預(yù)應(yīng)力混凝土工藝在房屋建筑工程項(xiàng)目中得到了深入應(yīng)用,從應(yīng)用過(guò)程來(lái)看,其具有以下優(yōu)勢(shì)特征:
其一,預(yù)應(yīng)力混凝土材料的質(zhì)量較輕,運(yùn)輸和搬運(yùn)過(guò)程極為方便,同時(shí)在施工中,該材料用量較少,進(jìn)而使得結(jié)構(gòu)更加輕薄,不僅起到了節(jié)省內(nèi)部空間的作用,而且房屋整體更具美觀性。其二,在施工中,預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)對(duì)鋼筋實(shí)施張拉控制,并在此基礎(chǔ)上對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力,保證了結(jié)構(gòu)件的整體強(qiáng)度。建筑項(xiàng)目施工完成后,房屋整體不僅具有良好的強(qiáng)度,而且抗裂能力較為突出,房屋建筑整體性能優(yōu)良。其三,相比與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在防滲、抗侵蝕方面性能突出,其有效地保證了建筑的整體性、美觀性,同時(shí),受結(jié)構(gòu)中的曲線鋼筋束的作用,梁兩端支座所受的豎向剪力有所減小,這有效地提升了建筑整體穩(wěn)定性,確保了居住用戶的人身安全。
材料應(yīng)用直接關(guān)系著工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量,就預(yù)應(yīng)力混凝土施工而言,其施工材料與傳統(tǒng)的材料混凝土材料存在較大差異,相比而言,預(yù)應(yīng)力混凝土密度大、材料強(qiáng)度突出,這也使得材料的價(jià)格較為昂貴。項(xiàng)目建設(shè)初期,針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的房屋工程,還需要進(jìn)行房屋建設(shè)規(guī)模、材料用量的有效核算,以此來(lái)控制項(xiàng)目建設(shè)成本,避免成本造價(jià)施工導(dǎo)致項(xiàng)目難以進(jìn)行,給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。
與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比,預(yù)應(yīng)力混凝土施工的技術(shù)難度較大。一方面,就工藝技術(shù)本身而言,其材料結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,預(yù)應(yīng)力的施加工序多、難度大,這給工程項(xiàng)目建設(shè)帶來(lái)一定阻礙,當(dāng)材料預(yù)應(yīng)力施加效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),會(huì)導(dǎo)致房屋整體結(jié)構(gòu)缺陷,性能不足。另一方面,預(yù)應(yīng)力混凝土施工需要較為專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo),而在當(dāng)前工程項(xiàng)目施工中,技術(shù)人員少,且部分技術(shù)人員缺乏預(yù)應(yīng)力混凝土施工經(jīng)驗(yàn),這使得其對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土相關(guān)工序的掌控力度不足,影響了工程項(xiàng)目最終施工質(zhì)量。
在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中,梁體預(yù)制過(guò)程中會(huì)設(shè)置一定的曲線鋼筋束,該鋼筋束會(huì)對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力,減少梁兩端支座所受的豎向剪力,而當(dāng)支座受到梁體壓力減少,鉸接支座的使用壽命會(huì)有所延長(zhǎng),這對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)整體使用壽命較為積極的作用,然而在施工過(guò)程中,預(yù)制梁在存放過(guò)程中會(huì)受到內(nèi)部預(yù)應(yīng)力的影響,當(dāng)梁體內(nèi)部預(yù)應(yīng)力作用明顯時(shí),梁體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生上拱等變形危害,這不僅改變了梁體的物理參數(shù),而且其力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生了較大變化,制約了工程項(xiàng)目的順利開(kāi)展[2]。
現(xiàn)階段,預(yù)應(yīng)力混凝土在房屋建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用不斷深入,其在改善結(jié)構(gòu)件性能和補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件加固的基礎(chǔ)上,有效地提升了建筑結(jié)構(gòu)的整體性能,延長(zhǎng)了房屋建筑的使用時(shí)間。在房屋建筑工程施工中,預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用還應(yīng)關(guān)注以下要點(diǎn):
充分全面的落實(shí)前期準(zhǔn)備工作,能為預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)應(yīng)用和房屋建筑施工創(chuàng)在有利條件。在施工準(zhǔn)備階段,首先應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底,同時(shí)結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況,對(duì)參建人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn),確保全體施工人員掌握操作流程和技術(shù)要領(lǐng)。其次應(yīng)進(jìn)行施工材料的有效檢驗(yàn),施工材料檢驗(yàn)是施工準(zhǔn)備階段的重點(diǎn)工作,在材料檢驗(yàn)中,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注鋼筋和混凝土材料的檢驗(yàn)。就鋼筋材料而言,不僅要選擇強(qiáng)度高、塑性好的鋼材,而且需就鋼材的應(yīng)力損失、與混凝土黏結(jié)性能進(jìn)行綜合考慮,繼而選擇滿足項(xiàng)目建設(shè)需要的優(yōu)質(zhì)鋼材。通常,高強(qiáng)度鋼絲、鋼絞線、精軋螺紋鋼筋具有較高的強(qiáng)度、彈性和耐疲勞性,其是預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的理想鋼材。而在混凝土材料選擇中,應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比、水泥用量和摻料用量,同時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),就混凝土強(qiáng)度收縮性能與快速固化性能進(jìn)行全面檢查,確保混凝土材料收縮度小、性能穩(wěn)定。最后,工程準(zhǔn)備階段還應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地三通一平處理,并在材料設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后,依據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)編制施工計(jì)劃,準(zhǔn)備進(jìn)行施工建設(shè)。
對(duì)混凝土構(gòu)件預(yù)加應(yīng)力是整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),現(xiàn)階段,混凝土構(gòu)件應(yīng)力預(yù)加包含了先張法和后張法兩種形態(tài)。
1)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工要點(diǎn)
先張法預(yù)應(yīng)力施加是工程項(xiàng)目建設(shè)中較為常用的一種施工方式,其按照先張拉鋼筋、后澆筑混凝土的順序進(jìn)行項(xiàng)目施工[3]。在先張法預(yù)應(yīng)力混凝土項(xiàng)目建設(shè)中,鋼絞線或高強(qiáng)度鋼絲的應(yīng)用較為常見(jiàn),其不僅能提升結(jié)構(gòu)件整體的穩(wěn)定性,而且能有效控制項(xiàng)目建設(shè)成本。針對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工,其施工控制要點(diǎn)還包括:其一,在張拉施工前,應(yīng)進(jìn)行張拉設(shè)備臺(tái)座剛度和強(qiáng)度的有效設(shè)計(jì),這樣不僅能滿足設(shè)計(jì)過(guò)程中的對(duì)抗傾斜要求,而且能滿足設(shè)備抗滑動(dòng)控制需要,繼而從前期加工階段確保項(xiàng)目施工質(zhì)量。其二,先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工應(yīng)關(guān)注房屋橫梁張拉操作,該過(guò)程中,需在考慮橫梁剛度時(shí)候,確保其撓度值控制合理。需注意的是,在張拉錨固過(guò)程中,應(yīng)確保預(yù)應(yīng)力筋和錨板的受力中心位于同一點(diǎn)位。其三,在先張法支架與模板設(shè)置中,需考慮現(xiàn)場(chǎng)的地基承載力情況,當(dāng)?shù)鼗休d不足時(shí),還應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)加強(qiáng)處理,確保施工過(guò)程的安全性。為便于模板后期調(diào)整,應(yīng)預(yù)留一定的空間,然后按照模板工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行規(guī)范安裝,以此來(lái)為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工創(chuàng)造良好條件。
2)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工要點(diǎn)
后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工中,首先要進(jìn)行混凝土澆筑,待混凝土硬化到一定標(biāo)準(zhǔn)后,再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉。需注意的是,后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工過(guò)程中,需要特定的錨具進(jìn)行輔助作用。從施工過(guò)程來(lái)看,后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)在于:首先,在預(yù)應(yīng)力管道安裝期間,應(yīng)就管道的順通情況進(jìn)行檢查,避免管道發(fā)生堵塞,當(dāng)管道堵塞時(shí),還應(yīng)規(guī)范地進(jìn)行疏通處理;其次,在管道焊接及安裝時(shí),應(yīng)做好管道的有效保護(hù),嚴(yán)禁管道破損;同時(shí)選用優(yōu)質(zhì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行管道穿束,并且在完成穿束后,應(yīng)按照邊轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)應(yīng)力筋邊澆筑的要求進(jìn)行后續(xù)混凝土澆筑作業(yè),確?;炷翝仓木鶆蛐浴W詈筮€應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度進(jìn)行規(guī)范管理,要求曲線預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度大于直線預(yù)應(yīng)力筋,同時(shí)控制孔道磨損施工,確保后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工滿足項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
3)構(gòu)件錨具選擇
預(yù)應(yīng)力混凝土項(xiàng)目施工中,施工人員往往需要準(zhǔn)備一定的錨具和夾具。依據(jù)受力原理的差異,這些錨具可分為依靠摩阻力錨固、依靠承壓錨固和依靠粘結(jié)力錨固三種形態(tài)[4]。具體而言,錐形錨、鐓頭錨、夾片錨具、固定端錨具、連接器等都是工程項(xiàng)目中較為常用的錨具。就錐形錨而言,其具有面積小、使用方便的特點(diǎn),需要注意的是,錐形錨具的應(yīng)力損失較大,在項(xiàng)目建設(shè)中不具備重復(fù)張拉的能力,故而限制性較大。鐓頭錨能有效減少應(yīng)力損失,應(yīng)用效果較好,同時(shí)在項(xiàng)目施工中的操作較為簡(jiǎn)便,所不足之處在于該錨具在大噸位構(gòu)件張拉中的適用性較小,當(dāng)構(gòu)件噸位較大而鋼絲直徑設(shè)計(jì)不合理時(shí),容易導(dǎo)致鋼絲斷裂。夾片錨具強(qiáng)度高、硬度大,其可滿足多種工程項(xiàng)目的建設(shè)需要。工程項(xiàng)目建設(shè)中,應(yīng)在考量工程項(xiàng)目建設(shè)需要的基礎(chǔ)上,合理性的進(jìn)行錨具選擇和應(yīng)用,以此來(lái)提升構(gòu)件可靠性、安全性,促進(jìn)預(yù)應(yīng)力混凝土建設(shè)項(xiàng)目的有序開(kāi)展。
4)混凝土土澆筑要點(diǎn)
要進(jìn)一步提升預(yù)應(yīng)力混凝土項(xiàng)目的施工質(zhì)量,在施工中,還應(yīng)就混凝土施工過(guò)程進(jìn)行全方位管理。在施工初期,應(yīng)對(duì)混凝土材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查,確保水泥、骨料、摻料混合比例合理、參數(shù)準(zhǔn)確。施工過(guò)程中,施工人員應(yīng)在“先底部、頂部,后兩側(cè)”原則的指導(dǎo)下,嚴(yán)格按照二次澆筑的方式開(kāi)展施工,同時(shí)在施工中,嚴(yán)格控制施工材料應(yīng)用,避免材料浪費(fèi)。完成混凝土澆筑施工后,還應(yīng)進(jìn)行澆筑構(gòu)件的有效養(yǎng)護(hù),避免構(gòu)件出現(xiàn)裂縫缺陷,影響整體的強(qiáng)度和承載能力。
預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)對(duì)于房屋建筑工程項(xiàng)目施工質(zhì)量具有較大影響。新時(shí)期,建筑施工人員只有充分認(rèn)識(shí)到預(yù)應(yīng)力混凝土施工的技術(shù)優(yōu)勢(shì),并在掌握分析其施工問(wèn)題的基礎(chǔ)上,進(jìn)行施工過(guò)程技術(shù)要點(diǎn)的全面把控,才能提升預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用水平,保證房屋建筑工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量,進(jìn)而為人們提供一個(gè)良好的生活和工作場(chǎng)所,滿足社會(huì)發(fā)展需要。