顧曉晴

（南京審計大學金審學院，江蘇 南京 210000）

0 引言

高層混凝土結構建筑跨度大，且需要承受重荷載，須嚴格控制施工質量，確保主體結構安全。預應力混凝土構件具有可提高結構的耐久性、抗剪能力、抗疲勞性能等優(yōu)點。預應力混凝土施工技術不僅能夠避免荷載作用所產(chǎn)生的結構裂縫，還能顯著提升建筑整體結構的穩(wěn)定性[1]。本文結合某高層建筑工程項目地下一層大面積復雜混凝土梁施工，對預應力混凝土施工技術的應用進行分析。

1 工程概況

某科研教學樓為L型平面布局，主體結構采用框架-核心筒結構，包括地上18 層和地下3 層，建筑總面積為103560m2，其中地下3層總面積25147m2，地下一層布置大面積預應力混凝土梁（尺寸700mm×1300mm），梁區(qū)面積1023m2，長度16.8m，設計混凝土強度等級C40。采用有粘結預應力鋼筋，布置2個孔道，每個孔道布置鍍鋅波紋管，波紋管內徑70mm，壁厚0.3mm，每孔分布7根預應力鋼絞線（直徑15.2mm），如圖1所示。

圖1 大面積復雜預應力混凝土梁BIM圖

2 施工重點和難點

2.1 荷載大且分布較集中

地下一層預應力混凝土梁主要負責承載地上市政道路和綠化用地，其中預應力混凝土梁到市政地面完成面分布回填土（450mm）和路面（550mm），土體和車輛荷載均比較大。同時，綠化用地形式為下凹式，分布1.5～2.0m左右的覆土，荷載比較集中。

2.2 振搗難且不易振搗密實

預應力混凝土梁尺寸規(guī)格為700mm×1300mm，高寬比達到2.0，上部和下部受力主筋采用32規(guī)格三級鋼，其中上部布置1排共7根，下部布置3排共25根，且在梁體內布設兩排孔道。因非自密實混凝土物理性能中流動性比較差，且需要在鋼筋下部位置布置一整排振搗棒，振搗時混凝土不易密實。此外，振搗棒需要深入到預應力混凝土梁的底部，容易對鍍鋅波紋管以及預應力孔道造成損壞，從而降低混凝土施工預應力張拉總體施工質量。

2.3 模板大且安裝難度增大

案例工程對預應力混凝土梁的要求是內部堅硬、外表美觀，由于混凝土梁布置區(qū)域為超限梁，需要大面積超限模板作為有效支撐，對模板部分施工的要求比較高。因此在進行混凝土梁澆筑時，需要合理控制好澆筑時間，并且對模板安裝進行質量控制，以保證預應力混凝土梁施工安全。

3 預應力混凝土施工技術

3.1 工藝流程

地下一層大面積復雜混凝土梁施工工藝流程如圖2所示。

圖5 振搗引導器布置

3.2 采用BIM技術對鋼筋三維排布加以優(yōu)化

將原CAD圖紙作為依據(jù)，采用revit軟件構建鋼筋空間BIM三維模型，并對預應力混凝土梁柱節(jié)點進行重點控制，將鋼筋深入到支座相應節(jié)點位置，根據(jù)振搗引導器情況，確定鋼筋錨固方法，并對鋼筋搭接方式進行確定，確保波紋管所處位置合理。采用BIM技術對鋼筋三維排布加以優(yōu)化，可明確鋼筋所處位置以及空間關系，同時可直接導出鋼筋明細，方便進行鋼筋精細化預制加工，使鋼筋預制加工與鋼筋空間位置設計實現(xiàn)深度融合，減少誤差[2]。

3.3 底模板、鋼筋定位安裝

由于對預應力混凝土梁需要采用大面積超限梁模板，為減少模板定位與安裝的誤差，同樣利用梁BIM模型，對設計圖紙坐標是否準確進行檢驗，同時校驗高程，獲得更加準確的預應力混凝土梁立體坐標，并對關鍵點位坐標進行精確定位，如梁中心線點位、框架柱點位等。除此之外，完善現(xiàn)場施工測量作業(yè)，加強放線控制，確保底模板定位的精確性，為超限梁模板定位與安裝提供便利條件[3]。

3.4 振搗引導器預制加工

根據(jù)預應力混凝土梁的施工要點，對地下一層混凝土梁的總體特點進行分析，結合施工實際需要，決定采用垂直振搗引導器，以確保振搗棒能夠準確插入到梁構件最底端位置，提高底部混凝土澆筑施工效率與質量。因此，結合梁規(guī)格，采用三維可視化技術，對引導器規(guī)格進行確定，并分析其與振搗棒的匹配關系，最后采用預制方法對振搗引導器進行加工[4]。根據(jù)施工需要，每根引導器由外圍鋼圈和豎向鋼絲組成，外圍鋼圈為直徑100mm鋼絲，豎向鋼絲數(shù)量共計6根，兩者之間的連接通過電焊方式來完成。振搗引導器預制加工清單見表1所示。

3.5 鋼筋定位與安裝

結合鋼筋受力計算結果，調整預應力混凝土梁中間下部3根和上部3根受力主筋距離，根據(jù)設計規(guī)范要求，凈距100mm，確保預制的振搗引導器能夠順利被放入到預應力混凝土梁體內，防止因鋼筋穿插而破壞振搗引導器。引導器中間每隔100mm按照“之”形布置，如圖3所示。

分兩個階段對振搗引導器進行安裝，分別為臨時固定和完全固定，臨時固定是在受力主筋完成固定后開始，根據(jù)三維圖，所有受力主筋固定后，于主筋上臨時固定振搗引導器，臨時固定采用扎絲。完全固定是在箍筋安裝后進行，在將箍筋安裝在受力主筋的過程中，根據(jù)三維模型準確綁扎振搗器，然后安裝側面抗扭轉鋼筋，確保引導器能夠與鋼筋進行交叉作業(yè)[5]。

3.6 波紋管安裝

在安裝波紋管時，結合設計規(guī)范，對其所處位置進行檢查，確保安裝準確。在高度方向上，應與定位架立筋之間進行牢固綁扎。觀察波紋管線性是否流暢，確保其與混凝土梁保持順直。在此基礎上，保證波紋管無損壞或彎折情況，如發(fā)現(xiàn)波紋管損壞，及時更換。在鋼絞線穿入過程中，從錨固段開始，向張拉端進行穿入，同時根據(jù)波紋管位置對鋼絞線進行調整，避免預應力張拉鋼筋出現(xiàn)扭絞[6]。為避免波紋管安裝時出現(xiàn)引導器與箍筋沖突，先準確安裝箍筋，并對引導器進行由上至下順直調整。為波紋管預留排氣與排水孔，確保波紋管與排水排氣孔口導出管的連接位置密實纏繞，且導出管要比預應力混凝土梁頂面高，高出距離控制在300mm，排氣孔與灌漿孔均要采取措施進行臨時保護。

3.7 側模板安裝與支護

在安裝混凝土梁兩側模板前，需結合設計圖紙，對預應力孔道進行檢查，驗收曲線矢高，符合設計要求方可進行側模板安裝。兩側模板的正確安裝不僅能夠保證梁支柱標高的準確，同時能夠使模板位置始終處于正常位置。為此，對支柱標高進行調整后，可進行梁側模板安裝，安裝模板時，為保證梁側模板自身的穩(wěn)定性和平整度，采取張拉進行拉平處理。在此過程中，為保證安裝到位，及時檢查梁柱設計標高，并與施工現(xiàn)場情況進行對比，發(fā)現(xiàn)問題及時予以調整。模板支設質量直接關系到預應力混凝土梁施工質量，組織相關人員監(jiān)督模板支設作業(yè)，支設前及時清理施工現(xiàn)場木屑、廢料，避免對支護作業(yè)產(chǎn)生不良影響[7]。此外，為控制混凝土結構裂縫，完善模板加固處理，且每完成一道工序，進行質量檢查，反復測量兩側模板標高、垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)偏差，及時予以調整。

3.8 預應力混凝土梁澆筑

預應力混凝土梁所在位置為超限梁，應嚴格按照施工規(guī)范，制定超限高大模板專項加固和澆筑方案，完成加固并進行驗收，無質量問題后進行混凝土澆筑。借助BIM 技術，對混凝土澆筑施工順序進行動態(tài)模擬。在澆筑模板前，及時清理表面，適量灑水，保持濕潤，但應注意避免發(fā)生積水現(xiàn)象。承壓板和錨板附近的混凝土，設置專人進行跟蹤檢查，并且加強振搗，防止發(fā)生漏振現(xiàn)象，也預防孔洞、蜂窩等質量通病。對于預應力混凝土梁與框架梁之間的相交位置，要注重分析鋼筋及波紋管分布情況，根據(jù)振搗引導器位置確定澆筑順序，使超限梁均勻受力。對張拉端進行標識，并采取措施進行保護，以免結構遭到破壞。混凝土澆筑時，為保證大面積預應力混凝土梁澆筑的連貫性，防止發(fā)生混凝土離析，對振搗力度進行嚴格控制，使振搗密實性得到強化，并且加強張拉端墊板后混凝土的振搗，以免在預應力張拉時端部發(fā)生開裂[8]。大面積混凝土澆筑作業(yè)后，為確保模板能夠順利拆除，涂抹適量脫模劑，確定混凝土強度符合設計標準（C40）后，于合適時間拆除模板。為避免張拉前混凝土梁結構出現(xiàn)收縮性裂縫，采用薄膜對梁進行養(yǎng)護。

3.9 預應力筋張拉與錨固

在預應力混凝土梁澆筑成型后，對混凝土材料強度進行檢查，符合設計規(guī)范后，將預應力筋插入到通道內部，結合計算值，確定預應力筋張拉力，并合理選擇張拉作業(yè)技術。在進行張拉時，配合使用高壓油泵和千斤頂，并確保輔助設備性能。計算張拉參數(shù)后，嚴格按照施工要求，采用分級方法進行預應力張拉、鎖定與錨固，設計張拉完成7～10d后，根據(jù)梁施工現(xiàn)場情況進行補償張拉后錨固。

4 結束語

本文分析了高層建筑地下一層大面積預應力混凝土梁施工過程，實踐證明，加強預應力混凝土施工技術的應用，可顯著提高復雜混凝土梁施工水平。案例工程施工難度大，為避免混凝土梁底部受到波紋管和鋼筋的影響，通過使用預制加工的振搗引導器解決了梁底材料密集排布問題，為降低高層建筑地下大跨度結構梁裂縫問題提供了技術保障。