王鏡博，祁世鴻，陳剛義，鄭建國(guó)，劉憲偉

（中建城市建設(shè)發(fā)展有限公司，北京100080）

1 引言

預(yù)應(yīng)力技術(shù)屬于現(xiàn)代建筑工程中的典型技術(shù)， 隨著技術(shù)理論的深化和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，預(yù)應(yīng)力技術(shù)不斷進(jìn)步，大大地提高了建筑工程的質(zhì)量。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工具有專業(yè)性、全面性等特點(diǎn)，深入研究預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工技術(shù)具有必要性，可發(fā)揮預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高建筑施工質(zhì)量。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念與主要特點(diǎn)

2.1 基本概念

在混凝土結(jié)構(gòu)尚未受到外力作用時(shí)便施壓， 使結(jié)構(gòu)處于預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，減弱或抵消因外界荷載引起的拉應(yīng)力，此結(jié)構(gòu)則為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)的低抗拉性可通過(guò)自身的高抗壓性得到緩解， 使受拉區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定， 延緩結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。 預(yù)應(yīng)力技術(shù)是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的核心技術(shù)，預(yù)壓應(yīng)力通過(guò)張拉鋼筋的方式產(chǎn)生。

2.2 結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)

1）抗壓性：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受到的外力荷載在許可范圍內(nèi)承受一定強(qiáng)度的荷載時(shí)不易開(kāi)裂， 并且即使處于承受荷載的狀態(tài)，混凝土結(jié)構(gòu)的剛度也未達(dá)到最大承受狀態(tài)，得益于較大剛度的力學(xué)特性， 使預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具備優(yōu)良的抗壓性能[1]。

2）抗裂性：對(duì)于一般混凝土結(jié)構(gòu)，只能通過(guò)抗拉力抵御外力荷載拉應(yīng)力， 可能因抗拉力有限而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受到的拉應(yīng)力較強(qiáng)，缺乏良好的抗裂性能。 而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)在未受到荷載作用時(shí)便產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力， 預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下減弱或抵消外荷載引起的拉應(yīng)力，改善結(jié)構(gòu)的受力條件，避免結(jié)構(gòu)因受力而開(kāi)裂，因此具有抗裂性優(yōu)勢(shì)。

3）防滲、防腐：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的防滲透和防腐蝕性能， 不易由于外部因素的影響而出現(xiàn)異常，且具有較大的跨越度，適用于不同建設(shè)要求的建筑工程。

3 工程概況

某露天體育場(chǎng)工程， 地下為羽毛球館、 活動(dòng)中心等功能區(qū)，地面為籃球場(chǎng)。 工程采用大跨度預(yù)應(yīng)力空心樓蓋結(jié)構(gòu)，板厚900 mm，最大跨度25.2 m×42.0 m，可增加凈空，提高空間利用率。 大跨度空心樓蓋可能出現(xiàn)裂縫、變形等缺陷，影響結(jié)構(gòu)功能，基于此，工程進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，采用緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工大跨度空心樓蓋結(jié)構(gòu)。

4 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土

緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)合有黏結(jié)和無(wú)黏結(jié)兩類預(yù)應(yīng)力技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，其機(jī)理是：在護(hù)套與預(yù)應(yīng)力鋼絞線間填充緩凝材料，此填充物在預(yù)定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生凝結(jié)，類似于防腐油脂，超過(guò)預(yù)定時(shí)間后逐步凝結(jié)，預(yù)應(yīng)力鋼絞線由原本的自由滑動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭顟B(tài)， 使外包護(hù)套與預(yù)應(yīng)力鋼絞線間存在黏結(jié)力； 通過(guò)機(jī)械壓制的方式將外護(hù)套制作成波紋形態(tài)的刻痕，增加護(hù)套與周邊混凝土的咬合程度，兩部分能夠通過(guò)強(qiáng)烈的握裹力穩(wěn)定結(jié)合至一體， 獲得有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力的力學(xué)效果。 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線示意圖如圖1 所示。

圖1 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線示意圖

5 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

5.1 總體方案部署

雙向布置空心樓蓋， 中間設(shè)1 道寬度為220 mm 的肋梁，內(nèi)部設(shè)厚度為660 mm 的輕質(zhì)填充塊，塊體上下部分均為混凝土結(jié)構(gòu)，厚度按120 mm 的要求進(jìn)行控制。 沿長(zhǎng)跨、短跨方向布設(shè)緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線， 布設(shè)數(shù)量為各肋梁6 根 （長(zhǎng)跨方向）、8 根（短跨方向）[2]。

5.2 材料參數(shù)

緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1 860 N/mm2的φ15.2 mm高強(qiáng)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，包含鋼絞線、外包PE和外涂緩黏結(jié)膠粘劑。 單束橫截面積Ap=140 mm2， 彈性模量Ep=1.95×105N/mm2。 張拉階段，膠粘劑可自由滑動(dòng)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步固化，并在1 年內(nèi)完全固化。 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=19.1 N/mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.39N/mm2。此外，還采用部分HRB400 鋼筋作為非預(yù)應(yīng)力鋼筋。

5.3 材料要求

在施工現(xiàn)場(chǎng)分類存放緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，采取防暴曬、防雨淋等防護(hù)措施， 由專員加強(qiáng)日常管理， 避免防護(hù)材料受損、緩黏結(jié)劑流失。

張拉試用期后，緩黏結(jié)劑將逐步固結(jié)，因此，需要抓緊工期進(jìn)行施工， 避免因擱置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致緩黏結(jié)劑在尚未使用時(shí)便固結(jié)。 正常情況下，緩黏結(jié)制作到張拉的時(shí)間不宜超過(guò)3 個(gè)月。

外包護(hù)套是緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的重要防護(hù)材料， 一旦受損，內(nèi)部具有較強(qiáng)流動(dòng)性的黏結(jié)劑向外流出，影響鋼絞線的正常使用。 因此，在運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)存放、穿束、安裝等環(huán)節(jié)均要加強(qiáng)防護(hù)。 若局部輕微受損，可用聚乙烯膠帶修補(bǔ)，局部嚴(yán)重受損時(shí)，內(nèi)部的黏結(jié)劑已經(jīng)大量向外流出，需將此段緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線視為廢料處理， 重新準(zhǔn)備相應(yīng)數(shù)量且達(dá)標(biāo)的緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線[3]。

5.4 安裝要點(diǎn)

1）提前在專業(yè)加工場(chǎng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料，嚴(yán)格根據(jù)尺寸要求加工，檢查各預(yù)應(yīng)力鋼絞線的加工質(zhì)量，確認(rèn)無(wú)誤后編號(hào)，若單端張拉，加工時(shí)組裝錨固端。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度將材料及時(shí)運(yùn)送到場(chǎng)，按照施工圖中的編號(hào)有序鋪放，掛牌標(biāo)識(shí)。

2）為預(yù)應(yīng)力鋼絞線設(shè)定位鋼筋，以維持良好的形態(tài)。 架立筋采用φ10～φ12 mm 螺紋鋼筋，每間隔1～1.5 m 布設(shè)一處，所有架立筋需位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠，方便現(xiàn)場(chǎng)安裝。

3）先預(yù)鋪預(yù)應(yīng)力鋼絞線，再鋪水、電線管道，確保所有材料的位置均準(zhǔn)確無(wú)誤，在空間上不產(chǎn)生沖突。

4）對(duì)張拉端的承壓板采取固定措施，張拉作用線與承壓板呈垂直位置關(guān)系， 確保鋼絞線與錨杯軸線重合且混凝土澆搗過(guò)程中無(wú)承壓板偏位的情況。

5）預(yù)應(yīng)力鋼絞線必須順直，穿束時(shí)進(jìn)行防護(hù)，防止纏繞、受損。若穿束過(guò)程中遇到障礙物，必須先清理、再穿束。節(jié)點(diǎn)組裝件的安裝位置需準(zhǔn)確，不產(chǎn)生空隙，各組件組裝至一體后保持完整與穩(wěn)定。

6）員工規(guī)范施工，從預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋪設(shè)開(kāi)始的各道工序均要嚴(yán)格加強(qiáng)防護(hù)，避免因踩踏或其他原因?qū)е落摻g線受損、變形。 若需焊接，作業(yè)點(diǎn)位應(yīng)與預(yù)應(yīng)力鋼絞線保持安全距離。

5.5 張拉要點(diǎn)

1）預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉方式分兩部分考慮：長(zhǎng)向，兩端同時(shí)張拉；短向，一端錨固，一端張拉。 按照先長(zhǎng)向預(yù)應(yīng)力鋼絞線、再短向預(yù)應(yīng)力鋼絞線的順序依次張拉，張拉方向均為先兩端、再逐步推進(jìn)至中間部位。

2）預(yù)應(yīng)力張拉必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力梁和預(yù)應(yīng)力板底部支撐均不可在張拉前拆除。

3）根據(jù)張拉要求配置千斤頂和壓力表，兩類儀器形成配套關(guān)系，在使用前進(jìn)行檢驗(yàn)。 標(biāo)定有效期最多為半年，實(shí)際使用時(shí)間超出半年需重新標(biāo)定。

4）由于千斤頂行程有限而難以滿足張拉所需伸長(zhǎng)值時(shí)，可先臨時(shí)錨固，倒回千斤頂行程再次張拉。

5）張拉遵循“雙控”原則，將張拉應(yīng)力作為重點(diǎn)控制指標(biāo)，利用鋼絞線伸長(zhǎng)量進(jìn)行檢驗(yàn)，正常狀態(tài)是張拉應(yīng)力達(dá)標(biāo)，同時(shí)鋼絞線伸長(zhǎng)量偏差在±6%以內(nèi)。

6）張拉后，根據(jù)鋼絞線設(shè)計(jì)尺寸要求切除多余的鋼絞線，切除時(shí)加強(qiáng)防護(hù)，不可切除需保留的部分。 鋼絞線外露長(zhǎng)度不少于30 mm，切除端完整。

7）緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力采用穴模式做法，必須嚴(yán)密封閉穴模，所有用于預(yù)應(yīng)力施工的錨具均不可外露。對(duì)于因工序安排或其他原因而無(wú)法封閉張拉端的情況，需隨即采取防腐、防銹措施。

6 輕質(zhì)填充塊施工要點(diǎn)

6.1 材料要求

1）根據(jù)工程圖紙尺寸要求選擇合適尺寸的填充塊，應(yīng)確保尺寸偏差不大于5 mm。 短邊尺寸超過(guò)600 mm 時(shí)，中間應(yīng)開(kāi)設(shè)豎向通孔。

2）根據(jù)GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)填充塊氯化物和堿總量的要求進(jìn)行選材， 優(yōu)先挑選質(zhì)量可靠且輕質(zhì)化的填充塊。 遇到火災(zāi)時(shí)，填充塊在要求的時(shí)間內(nèi)不析出有毒氣體，正常使用時(shí)不產(chǎn)生危害人員身心健康的物質(zhì)。

3）填充塊應(yīng)有良好的表觀質(zhì)量，如表面無(wú)貫通裂縫空洞，各部位具有平整性，整體密封性良好。

4）由指定廠家提供填充塊時(shí)，必須出具合格證及其他可證明填充塊無(wú)質(zhì)量缺陷的資料[4]。

6.2 施工方法

運(yùn)輸和堆放填充塊時(shí)均要輕拿輕放、加強(qiáng)防護(hù)，若填充塊受損，需采取修補(bǔ)措施，必要時(shí)換新。

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制填充塊的位置， 要求形態(tài)上具有順直、整齊的特點(diǎn)，所有填充塊均要保持穩(wěn)定。

預(yù)埋設(shè)施無(wú)法避開(kāi)填充塊時(shí)，可以斷開(kāi)填充塊，或根據(jù)預(yù)埋設(shè)施的尺寸在填充塊上開(kāi)設(shè)孔洞，預(yù)埋設(shè)施布設(shè)到位后，封堵斷開(kāi)部位及孔洞。 局部管線密集分布時(shí)，可以調(diào)整部分填充塊的尺寸，經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)后盡可能避免交錯(cuò)現(xiàn)象。

6.3 填充塊抗浮施工

在肋梁的底模處開(kāi)設(shè)小孔， 從模板下穿出12 號(hào)鉛絲，依次綁扎板上鐵、 板底水平支撐， 布設(shè)空心塊以及綁扎限位筋后，擰緊鐵絲，此時(shí)填充塊可保持穩(wěn)定，達(dá)到抗浮的效果。 加固點(diǎn)的數(shù)量為4 個(gè)/m2，必要時(shí)可增加每平方米的加固點(diǎn)。

6.4 混凝土澆筑

澆筑所用混凝土的和易性、坍落度等均要滿足要求，澆筑時(shí)采取振搗措施，張拉端、錨固端周邊必須得到全面的振搗，消除孔洞、蜂窩等缺陷，填充塊底部需密實(shí)可靠。 施工人員準(zhǔn)確控制振搗棒的作業(yè)位置，不可碰觸預(yù)應(yīng)力鋼絞線、模板等材料。 空心板厚度為900 mm，分為2～3 層有序施工，澆搗時(shí)由專員加強(qiáng)觀察，發(fā)現(xiàn)浮板、漏漿等問(wèn)題時(shí)，隨即處理。 澆搗后的2～3 d，混凝土初凝，可在不影響混凝土形態(tài)的前提下拆除端模，清理穴模。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑行業(yè)快速發(fā)展，建筑功能豐富，對(duì)樓蓋施工工藝提出更高的要求。 經(jīng)過(guò)本文對(duì)某建筑工程的分析后，提出預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋施工技術(shù)，明確施工流程及施工要點(diǎn)，有條不紊地推進(jìn)施工進(jìn)程， 建造的預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)兼具抗剪、抗裂、抗拉等性能特點(diǎn)，同時(shí)滿足造型多樣化、結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化的要求，樓蓋施工效果良好，工程采用的預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋施工技術(shù)對(duì)同仁有參考價(jià)值。