李巖

（中鐵建大灣區(qū)建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引言

眾所周知，屋面停機(jī)坪為現(xiàn)代社會(huì)需求提供了很大的方便，樓頂為直升機(jī)停機(jī)坪的建筑物在北京、上海等多數(shù)城市已有先例，本工程也是采用頂層為停機(jī)坪設(shè)計(jì)方案，但是從專業(yè)角度來(lái)看，屋面停機(jī)坪對(duì)屋面的施工造成了極大的挑戰(zhàn)。對(duì)于普通梁施工設(shè)計(jì)時(shí)，若梁的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可以通過(guò)提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和提高鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)來(lái)提高其承載能力。但是，隨著荷載的不斷增大，混凝土將會(huì)出現(xiàn)大于允許值的裂縫和撓度，所以采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，才能更好的滿足混凝土裂縫和結(jié)構(gòu)撓度的要求。本文主要研究的是預(yù)應(yīng)力梁的施工工藝及質(zhì)量控制[1]。

1 工程概況

日照人防辦公大樓是一棟綜合性大樓，該工程為框剪結(jié)構(gòu)，主體共有21 層，樓頂層為停機(jī)坪，該樓中央為大廳，四邊由框架柱支撐樓頂結(jié)構(gòu)采用大跨度預(yù)應(yīng)力梁，最大的一根為1000×3000，其跨度達(dá)到27m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40，梁內(nèi)鋼筋為 φ28、φ32 及 φ36，預(yù)應(yīng)力部分采用50φ5 與60φ5 的高強(qiáng)鋼絲束，強(qiáng)度級(jí)別為1600MPa，預(yù)應(yīng)力張拉控制力為：60φ5 為 Fcon=1360kN，50φ5 為 Fcon=1060kN。

2 預(yù)應(yīng)力梁的采用

屋面停機(jī)坪的出現(xiàn)，對(duì)頂層梁的施工工藝提出了更高的要求，按照普通層的施工方法必然不能承受巨大的沖擊荷載，使普通鋼筋混凝土梁出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題。采用預(yù)應(yīng)力梁的混凝土結(jié)構(gòu)，在施工及使用過(guò)程中可以防止結(jié)構(gòu)過(guò)早出現(xiàn)裂縫，使得高強(qiáng)材料可以得到充分利用，同時(shí)也可以節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

3 預(yù)應(yīng)力梁施工的質(zhì)量控制難點(diǎn)

3.1 預(yù)應(yīng)力管道的留設(shè)

目前，后張法預(yù)應(yīng)力梁施工應(yīng)用比較普遍，施工時(shí)預(yù)留管的留設(shè)是施工難點(diǎn)。預(yù)留管道的穿管工作時(shí)會(huì)對(duì)附近鋼筋造成一定程度的擾動(dòng)，比如鋼筋綁扎工作完成后，這時(shí)需要將預(yù)埋鋼管安裝到事先設(shè)計(jì)位置，由于鋼筋籠的存在會(huì)對(duì)預(yù)埋管的定位造成干擾，這時(shí)工作人員通常會(huì)借助扳手等工具調(diào)整鋼筋，使其產(chǎn)生變形，讓預(yù)埋管到達(dá)設(shè)計(jì)位置。圖1 為人工穿管施工[2]。

圖1 人工穿管施工

3.2 預(yù)應(yīng)力筋的穿束

目前在預(yù)應(yīng)力筋的穿束施工技術(shù)中，存在逐根穿束和整束穿束兩種方法，是預(yù)應(yīng)力梁施工的質(zhì)量控制難點(diǎn)。逐根穿束在施工時(shí)的阻力較小，但也存在著缺點(diǎn)，比如在管道內(nèi)穿束鋼絞線的時(shí)候由于阻力小，容易造成其互相纏繞，在進(jìn)行鋼絞線張拉的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生受力不均甚至導(dǎo)致單根鋼絞線的斷裂；整束穿束，省力省工有利于質(zhì)量控制，但是需要采用卷?yè)P(yáng)機(jī)械進(jìn)行輔助施工，并在卷?yè)P(yáng)機(jī)等大型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)時(shí)，提前預(yù)埋好鐵件。綜上所述，兩種方法各有利弊，需要綜合考慮選擇鋼筋穿束方法，使整個(gè)施工工作安全、有效、順利的進(jìn)行。圖2 為人工穿束施工。

圖2 人工穿束施工

3.3 管道壓漿

管道壓漿是在張拉完成后，對(duì)預(yù)應(yīng)力管道和預(yù)應(yīng)力筋的封堵，目前許多施工單位對(duì)此不夠重視，如果壓漿不夠密實(shí)，壓漿材料強(qiáng)度值和抗彎拉性能不滿足要求，會(huì)造成壓漿材料斷裂，水汽進(jìn)入管道內(nèi)，早預(yù)應(yīng)力筋的嚴(yán)重銹蝕，最終造成斷裂，是構(gòu)件預(yù)應(yīng)力消失，影響整體結(jié)構(gòu)受力，因此管道壓漿的工藝流程、設(shè)備選擇和壓漿材料質(zhì)量控制也是施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

4 預(yù)應(yīng)力梁施工方案及質(zhì)量控制

4.1 施工工藝流程

本工程采用后張法粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的方法，本方法要求構(gòu)件施工的過(guò)程中按設(shè)計(jì)線形預(yù)留孔道，等到混凝土的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的穿束和張拉，然后錨固固定、孔道壓漿、等到漿體凝固硬化，使構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。

施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→底膜清理、上脫模劑→梁板鋼筋制作及安裝→模板安裝→混凝土澆筑及抽拔棒施工→拆模、養(yǎng)生→預(yù)應(yīng)力筋張拉→孔道注漿→封錨。

4.2 后張預(yù)應(yīng)力管道留設(shè)的施工措施

后張預(yù)應(yīng)力施工方法是在圖紙要求的地方設(shè)置預(yù)埋管，然后將鋼絞線穿入預(yù)埋管中進(jìn)行張拉，在施工中預(yù)埋管主要采用塑料波紋管和金屬波紋管兩種方法。本工程為屋面預(yù)應(yīng)力梁的施工，需要一種便于移動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穿孔效率高的施工機(jī)械，而塑料波紋管穿管機(jī)是靠自身的彈塑性以及螺紋等特性，使波紋管和穿管機(jī)之間可以相互工作和固定，可以解決這幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，故本工程采用此方法。

穿管機(jī)的動(dòng)力部分可分為工作部分和傳動(dòng)部分，現(xiàn)有技術(shù)能夠使傳動(dòng)部分的動(dòng)力具有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)等功能；連接節(jié)與萬(wàn)向節(jié)之間通過(guò)銷軸連接起來(lái)，其主要作用為：將動(dòng)力傳遞到所需位置，以適應(yīng)各種孔道的穿插工作。鉆頭部分的投影外輪廓線線型與二次曲線方程基本吻合，當(dāng)鉆頭施加轉(zhuǎn)矩時(shí)，因?yàn)殂@頭旋轉(zhuǎn)而會(huì)使鋼筋網(wǎng)上的鋼筋嵌入鉆頭處設(shè)置好的螺旋凹槽中，隨著越來(lái)越多的鋼筋嵌入凹槽內(nèi)，不但能給鉆頭提供了向前鉆孔的動(dòng)力，還使得鋼筋逐漸變形，最后達(dá)到塑料波紋管所需要的直徑要求；固定器通過(guò)與相符的內(nèi)螺紋配合動(dòng)力連接器與相符的外螺紋旋壓產(chǎn)生徑向壓力，使鉆頭與波紋管可以固定在一起，根據(jù)波紋管為螺旋紋的特點(diǎn)，通過(guò)其與鉆頭一起轉(zhuǎn)動(dòng)從而大大減少了波紋管前進(jìn)的阻力；動(dòng)力連接器的功能主要是將動(dòng)力傳遞給鉆頭并且與波紋管相互協(xié)調(diào)工作來(lái)固定波紋管，通過(guò)動(dòng)力部分控制鉆頭的進(jìn)退與停止，不斷的對(duì)預(yù)埋孔道的位置進(jìn)行比對(duì)校準(zhǔn)。當(dāng)整個(gè)設(shè)備完成相應(yīng)工作之后，便可將傳動(dòng)部分和工作部分進(jìn)行分離，在波紋管內(nèi)將傳動(dòng)部分抽出，留下波紋管在指定位置，以致完成鋼束穿插[3]。

用于后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的塑料波紋管穿管機(jī)方便了塑料波紋管的安裝，解決了現(xiàn)有的依靠人力、工作效率較低以及預(yù)埋管穿插位置的鋼筋網(wǎng)的破壞的預(yù)埋管埋設(shè)的技術(shù)缺陷，能夠有效解決對(duì)附近鋼筋造成的擾動(dòng)破壞，避免施工誤差。

4.3 模板加工及安裝

4.3.1 模板構(gòu)造

首先，最需要確定的是建筑工程模版選擇標(biāo)準(zhǔn)，本工程外模采用6mm 鋼板，模板骨架用80～120mm 的槽鋼，模板必須達(dá)到建筑工程模版規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、兩面均平整光滑、連接牢固、不漏砂漿等，試拼合格后，方可投入施工使用。梁模板加工技術(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮，反拱度設(shè)定時(shí)梁體頂面處的高度也將配合其硬度設(shè)定，所以，在梁體邊模板頂面處將設(shè)定高度為2cm 的反凹，線型與梁體反拱度線型一致。

4.3.2 模板施工

在鋼筋綁孔和孔道成孔施工完成后，模板可以進(jìn)行立模，立模時(shí)首先要將中間模版按次序掛在所要制梁的制作臺(tái)位上，先將中間模版全部拼裝好在拼接兩個(gè)端頭部位。在兩邊合模的時(shí)候，先用對(duì)拉螺栓桿將模板進(jìn)行錨固，再拼兩端吊裝孔及三角墊鐵（拼三角墊鐵必須控制其高度誤差不大于±2mm，可以采用1m 水平尺或水準(zhǔn)儀進(jìn)行抄），最后進(jìn)行端頭模拼裝。在拼裝完畢后，逐步調(diào)節(jié)水平和接縫，在位置調(diào)整準(zhǔn)確后緊固對(duì)拉螺釘。施工時(shí)模板與模板之間的接縫、模板與臺(tái)座間設(shè)置一層防水橡膠皮，以提高模板的密封性，保證其不漏漿。

4.4 混凝土澆筑

4.4.1 混凝土澆筑需要注意的問(wèn)題

混凝土灌注前進(jìn)行檢查工作如下：①檢查預(yù)制臺(tái)座堅(jiān)固無(wú)沉陷，臺(tái)座各支點(diǎn)間距應(yīng)適宜。②檢查模板尺寸與形狀是否正確。③檢查各預(yù)埋構(gòu)件位置及預(yù)應(yīng)力筋定位是否正確。

混凝土的密實(shí)度與混凝土澆筑工藝直接相關(guān)，而密實(shí)度與混凝土強(qiáng)度、耐久性直接相關(guān)，所以澆注質(zhì)量主要從澆筑方法及振搗方法兩方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí)為防止?jié)仓炷習(xí)r振動(dòng)棒破壞抽拔管造成漏漿堵塞孔道，在澆筑混凝土?xí)r振搗棒應(yīng)遠(yuǎn)與拔管保持適當(dāng)距離?；炷翝仓^(guò)程中，須有專人對(duì)于模板螺栓、支座鋼板、端部錨墊板及模板等進(jìn)行檢查校正[4]。

4.4.2 孔道抽拔管抽拔

抽拔時(shí)間通過(guò)試驗(yàn)判定，通常以混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.4MPa~0.8MPa 范圍時(shí)為宜，且在抽拔時(shí)不要損壞混凝土。抽拔過(guò)程注意重點(diǎn)是：在抽拔膠管之前，須先抽拔芯棒，然后再抽拔膠管。抽拔制孔管的順序要從下到上，先曲后直，分層澆筑的混凝土應(yīng)根據(jù)各層凝固情況確定抽拔順序。膠管一般采用機(jī)械抽拔，通過(guò)設(shè)置托架引導(dǎo)，使抽拔方向與孔道軸線重合，達(dá)到平穩(wěn)妥當(dāng)?shù)氖┕?，避免?gòu)件產(chǎn)生裂紋。在拔出后，采用壓水法對(duì)孔道進(jìn)行檢測(cè)，如孔道有阻塞或存在殘余物質(zhì)，或與相鄰的孔洞存在串通，必須立即進(jìn)行治理。

4.5 預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)應(yīng)力的張拉施工需要混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上，一般以試驗(yàn)室7 天抗壓強(qiáng)度為參照，不足時(shí)可適當(dāng)放至10~15d 后再進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉順序應(yīng)按事先設(shè)計(jì)好的順序進(jìn)行操作，為防止預(yù)制梁上拱過(guò)多，存梁期宜控制1~2 個(gè)月。

4.5.1 鋼絞線穿束

本工程采用低松弛高強(qiáng)度預(yù)壓力鋼絞線，鋼絞線符合 ASTMA4167 -97 規(guī)定， 單根鋼絞線直徑φS15.24mm、面積 A=140mm2、標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 Fk=1860MPa、彈性模量Es=1.95×105MPa。鋼絞線及錨夾具有出廠合格證并經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)合格后方可使用，施工時(shí)不得將鋼絞線直接接觸地面以避免生銹，更不能在混凝土地面上生拉硬拽，磨傷鋼絞線。本工程采用人工穿束，為了避免造成的互相纏繞現(xiàn)象，采用梳理順直，兩側(cè)編號(hào)，編匝成束的辦法。

4.5.2 錨具和千斤頂?shù)陌惭b

本 工 程 適 用 OVM15-6、OVM15-7、OVM15-8、OVM15-9 錨具，在安裝錨具時(shí)應(yīng)注重將工作錨環(huán)與錨板對(duì)中，夾片適當(dāng)打緊與外露尺寸保持一致，確保千斤頂部的工具錨孔與端部的工作錨孔位置排列要一致。在錨具和千斤頂安裝前，應(yīng)將波紋管下料多余部分進(jìn)行鑿除并清除管道口內(nèi)雜物（，鑿除長(zhǎng)度以能順利進(jìn)行孔道壓漿為宜。本工程采用兩端同時(shí)張拉工藝，張拉前要認(rèn)真檢查，所標(biāo)定的千斤頂編號(hào)和配套的油泵壓力表編號(hào)與千斤頂標(biāo)定方程的一致性，定位定號(hào)對(duì)應(yīng)使用，嚴(yán)禁混用。

4.5.3 張拉

張拉使用的張拉機(jī)及油泵、錨、夾具按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)備，并配套使用，千斤頂和油壓表需定期校驗(yàn)，以準(zhǔn)確標(biāo)定張拉力與壓力表讀數(shù)間的關(guān)系曲線。本工程采用兩端同時(shí)同步張拉一束鋼絞線的張拉工藝，在兩端同時(shí)張拉時(shí)，要保持兩端千斤頂同時(shí)同步升降壓、測(cè)伸長(zhǎng)值、持續(xù)荷載、錨固到達(dá)一致，并在錨固后檢查梁板起拱度是否滿足設(shè)計(jì)要求。張拉過(guò)程中，如出現(xiàn)任何問(wèn)題，預(yù)應(yīng)力設(shè)備應(yīng)重新進(jìn)行校驗(yàn)標(biāo)定。

4.6 管道壓漿

為了保證壓漿質(zhì)量，本工程采用成品的高性能壓漿料作為壓漿材料，管道壓漿材料的質(zhì)量要求為，漿液水膠比為水膠比0.26～0.28，初始流動(dòng)度為10～17s，泌水率為0。并選擇轉(zhuǎn)速1450r/min 的高速攪拌設(shè)備進(jìn)行漿液的制備，取得了良好的施工效果。

壓漿后還應(yīng)持續(xù)進(jìn)行人工補(bǔ)漿，排除泌水，直到漿面不再下降為止。壓漿的同時(shí)每班留置至少兩組的試塊，試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 用于確定預(yù)應(yīng)力梁落架時(shí)間和后期竣工資料。

4.7 封錨

封錨前要對(duì)鋼絞線和錨具要采取可靠的防銹措施，并將周圍沖洗干凈，對(duì)兩端混凝土進(jìn)行人工鑿毛，然后安裝鋼筋網(wǎng)、重新澆筑封錨混凝土。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以21 層框架結(jié)構(gòu)工程為背景，結(jié)合本項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施施工情況，闡述了預(yù)應(yīng)力梁整體施工方案及質(zhì)量控制，對(duì)于施工中的難點(diǎn)，包含管道定位、鋼絞線穿束、預(yù)應(yīng)力筋張拉、管道壓漿等作了進(jìn)一步論述，有效的解決了施工中的問(wèn)題，取得了優(yōu)良的質(zhì)量控制效果。