建筑技术论文发表预应力技术的应用

　　预应力筋可以更好的解决建筑物裂缝问题。本文结合实际房建工程，简述了有粘结预应力施工工艺及注意事项，详细论述了难点和解决措施，为以后类似工程的施工提供经验。

　　《建筑设计管理》的宗旨是以建筑勘察设计企业管理为核心，坚持科学与严谨的原则，强调理论性与实践性并重、知识性与可读性并重，围绕为勘察设计和建筑企业改革与发展，面向基层，注重实用，全方位、多视角触及建筑领域，发布权威信息，宣传和交流建筑企业改革与管理、建筑设计与技术、建筑施工与材料等方面的新成就、新经验、新知识、新成果、新技术，推介管理经验与技术成果，探索建筑业建康发展的新理论、新方法，为我国社会主义城乡建设和发展服务，为广大建筑业职工和读者服务。

　　预应力技术按预应力钢筋的张拉顺序可分为先张法和后张法，后张法又可分为有粘结和无粘结。中石化科研及办公用房工程主要采用后张法有粘结预应力施工。

　　一、主要施工方法及注意事项

　　1、施工工艺流程

　　有粘结预应力梁施工流程预应力筋下料→搭梁板钢管支架→支梁底模、起拱和校正梁底标高→铺设非预应力钢筋骨架→划预应力筋曲线坐标位置、焊接定位筋→穿入预应力钢绞线→预应力钢绞线定位固定→安装、固定端部张锚垫板→支端模→铺放其他非预应力筋→预应力筋隐检、浇注混凝土及混凝土养护→拆梁侧模→张拉无粘接预应力筋→端头封堵→拆除梁底模及支架。

　　2、预应力筋铺放原则及注意事项:

　　为保证预应力筋的矢高位置，要求先铺预应力筋，后铺水、电线道等。

　　从预应力筋开始铺设直到混凝土浇筑，避免在预应力筋周围使用电焊，以防预应力筋通电造成强度降低。

　　要求预应力筋必须与承压板面垂直并伸出承压板长度(预留张拉长度)≥30cm的直线段。

　　3、混凝土的浇筑及振捣

　　浇筑混凝土时应认真振捣，保证混凝土的密实。尤其是承压板、锚板周围的混凝土严禁漏振，不得有蜂窝或孔洞，保证密实。振捣时，应避免踏压碰撞预应力筋、支撑马凳以及端部预埋部件。

　　4、预应力筋张拉

　　混凝土达到设计要求张拉强度(100%)后方可进行预应力筋的张拉，如有后浇带则应在后浇带封带达到设计要求的张拉强度后才能张拉。预应力筋张拉前严禁拆除梁下的支撑，待该预应力筋全部张拉后方可拆除。

　　与承压板面不垂直的预应力筋，端部必须进行垫片处理，最终做到承压板面与张拉作用线垂直。

　　张拉中，要随时检查张拉结果，理论伸长值与实测伸长值的误差不得超过施工验收规范允许范围。张拉后，应将锚具外露的预应力筋预留不少于30mm长度后将多余部分用机械方法切断，将张拉端清理干净，再用细石膨胀混凝土或环氧砂浆封堵，密封后钢筋不得外露。

　　二、预应力在中石化科研及办公用房工程中的难点和解决措施

　　由于结构形式的复杂多样性，本工程的预应力施工存在较多的难点：

　　1、由于框架梁高仅有450mm，只能选用扁波纹管来穿预应力筋，而扁波纹管的宽度比相应圆波纹管要大很多，这就要求梁中要有足够的空间来安放波纹管。

　　2、由于框架柱基本都是钢骨柱、梁柱钢筋都较多，在梁柱交点处，两个方向梁中的普通钢筋、有粘结预应力筋、柱中的普通钢筋交错在一起，再加上柱中钢骨的限制，导致梁柱交点处的钢筋布置特别困难，而张拉端和锚固端也要布置在这些钢骨柱内，施工非常困难。

　　3、由于几条较大的后浇带的存在，导致穿过这些后浇带的预应力筋无法及时进行张拉灌浆，只能等到后浇带浇筑完成后才能进行。而预应力筋没有张拉灌浆，则梁下支撑就无法拆除，这对整个工程的施工无论是成本还是进度等各方面都带来了很不利的影响。

　　4、II区和III区是连接在一起的，相应的预应力筋也是相连的，但由于其他一些原因，在实际施工中这两个区的施工工期相差了将近四层，导致从II区延伸至III区的预应力筋甩在外面时间较长，极不利于预应力筋的保护。

　　5、由于扁波纹管高度非常小，而且施工中施工段的划分较多，再加上后浇带的影响，导致波纹管容易出现破损，浇筑混凝土时可能会有水泥浆灌入波纹管中，这会对预应力筋的张拉和灌浆造成大的很影响，严重时甚至可能会导致相应梁中的预应力筋无法张拉和灌浆。

　　6、针对预应力在本工程中的施工难点，通过的大量的研究分析，采取了以下措施：

　　⑴由于梁高较小，梁柱节点处普通钢筋较多，彼此之间出现了很多冲突。针对这种情况，提前进行了周密细致的深化设计。详细的画出了每层每根预应力梁中波纹管的位置，通过协调、调整、设计变更梁中和柱中的普通钢筋，为预应力波纹管提供足够的摆放空间。由于梁高较小，原先设计中采用的在双向两层梁筋下布置预应力波纹管已经无法保证设计矢高，通过与设计协商，将每个方向的预应力波纹管都放在与同向普通钢筋相同的标高处，这样预应力筋的矢高将增大，更有利于结构的受力。截面较小的柱子，就将预应力筋布置为两层，保证两层预应力筋的中心点处的矢高满足设计的要求。

　　⑵梁柱节点是整个预应力施工最大的难点之一，该区域的普通钢筋由于柱中钢骨的限制，本身就存在相互交叉、难以摆放的问题，而双向布置的预应力波纹管又需要较大的空间，尤其是预应力筋的张拉端和锚固端在很多时候也要布置在柱端，这些都导致了梁柱节点难以施工。锚固端的处理采取向后延伸的办法，增大预应力筋的锚固长度，以避开柱子节点。

　　根据张拉端具体情况的不同，采取了不同的措施：一是将预应力筋向后延伸到相邻梁中，张拉端出梁顶设置，但这就要求梁顶普通钢筋之间能够调整出足够的间距，能够布置下预应力筋的张拉端;二是如果条件允许，也可以将张拉端和锚固端调整位置以适应现场的要求;三是当在最外侧柱子上布置张拉端时，有时候由于箱型钢骨的限制，无法将张拉端完全埋在柱子内，通过与设计的协商，在钢骨上进行了扩孔，将张拉端埋在了柱子内。

　　⑶结构中几条大的后浇带将很多预应力筋分隔成了两段，当后浇带没有浇筑并达到强度时，这些预应力筋是无法张拉灌浆的。通过与设计协商，收缩后浇带与相邻结构同时浇筑，但混凝土采用强度提高一个等级的微膨胀混凝土，这样就可以减少无法及时张拉和灌浆的预应力筋。

　　施工段的划分和相应混凝土的先后浇筑，导致可能出现预应力筋张拉端处混凝土先浇筑，锚固端处混凝土后浇筑的情况，这在有粘结预应力施工中是不允许的，因为锚固端是在生产车间加工好的，锚具的存在使得现场穿筋时只能从锚固端往张拉端方向穿进波纹管里。在这种情况下，在现场将锚固端切掉，当锚固端处预应力筋穿好以后再将锚固端重新在现场挤压。

　　⑷II区与III区之间施工进度相差较大，部分跨越两个区的预应力筋只能甩在两个区的交界处。预应力筋长时间暴露在空气中会导致出现比较严重的锈蚀，对结构受力不利。对出现较多锈蚀的预应力筋作报废处理，不再用于结构中。

　　⑸针对波纹管在施工中可能出现破损，有水泥浆灌进波纹管内，影响张拉和灌浆的问题，也采取了相应的措施。首先是在浇筑混凝土之前，严格检查，尽量减少可能出现的问题，同时在梁跨内多布置出气孔，一旦出现上述情况，也可通过出气孔来进行灌浆。当波纹管内进入浆体，无法张拉灌浆时，先通过出气孔初步确定波纹管堵塞的位置，然后将相应位置处的混凝土剔凿开，露出波纹管，浆波纹管中的浆体清理出来，继续张拉灌浆。

　　预应力筋张拉完成后就及时灌浆，否则在高应力状态下，预应力在空气中腐蚀的特别快，对预应力筋很是不利。

　　7、预应力施工总结

　　通过以上的论述可以看出，钢骨柱、扁梁、扁波纹管、后浇带、施工段等都对有粘结预应力筋的施工有较大的影响。

　　扁梁中一般使用扁波纹管以保证预应力筋的设计矢高。扁波纹管穿筋困难，张拉灌浆也较为困难，这就需要在预应力筋铺设施工中严格管理，加强质量控制，将可能出现的问题提前解决，避免在后期的张拉和灌浆阶段出现无法张拉或者灌浆的情况。

　　后浇带和施工段的设置需要考虑到对预应力筋的影响。设置的合理将大大提高预应力施工的效率，也会加快后期的张拉灌浆工序。如果设置的对预应力筋的施工比较不利，不仅会影响预应力筋的铺设和施工质量，还会影响到后期的张拉和灌浆，当有后浇带跨过预应力筋，那么在后浇带浇筑完成并达到强度要求之前，预应力筋是无法张拉和灌浆的。梁中预应力筋没有张拉，梁下支撑一般是不允许拆除的，这就导致很多的后续工作无法进行，对工程的工期带来不利的影响。

　　在采用扁波纹管的梁中，容易出现灌浆不密实的情况，所以在扁波纹管铺设中，应尽量多布置出气孔，一旦有梁跨出现不易灌浆的情况，可以通过出气孔来灌浆，保证梁体的密实。

　　三、预应力应用体会

　　在预应力的施工过程中，应重点注意以下问题：

　　1、预应力筋穿束采用人工单根穿束。穿束时，注意不能硬顶，以防波纹管被顶破，而应将钢绞线往复轻抽、推、转，同时检查波纹管是否平顺，否则及时将其扶平顺;预应力筋穿束过程中及完毕后，应对波纹管破损情况进行检查，如有破损应立即用防水胶带包缠。并在固定端波纹管口处，用钢丝球和回丝封闭，以免漏浆。

　　2、孔道灌浆时，根据施工现场的气温情况，将水泥浆自拌制到压入孔道的延续时间一般控制在30～45min。并保证水泥浆在使用前和压注过程中连续搅拌以及压注水泥浆的压力，以确保连续工作，同时采用活塞式压浆机压注水泥浆，最大压力1.0MPa，从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水，压浆应缓慢、均匀地进行，并应将所有最高点的排气孔依次放开和关闭，使孔道内排气通畅。压浆在达到柱顶部孔道顶端饱满后出浆，并达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，还应保持不小于0.5MPa的一个稳压期，该稳压期不宜少于2min。

　　3、预应力筋张拉完毕灌浆完成后，待预应力孔道内浆体达到一定强度后采用砂轮切割机切断端部多余的预应力筋，切割后预应力筋的外露长度不应小于30mm，然后用同等级强度的膨胀细石混凝土封闭端部，实施永久性防护措施，以防止水分及其他有害介质侵人。

　　4、预应力施工完成后禁止在楼板、梁底、梁支座面随意钻孔，安装支吊架要事先预埋钢板处理，板面必须开洞，应报设计单位同意之后，制定严格完善的施工措施方可实施。 张拉锚固区域禁止随意凿打混凝土，防止出现混凝土凿松后造成锚具意外脱飞，造成事故。

　　参考文献：

　　1、建筑施工手册(第四版)

　　2、预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程 JGJ85-2002

　　3、无粘接预应力混凝土结构技术规程 JGJ92-2004

　　4、预应力混凝土结构抗震设计规程 JGJ140-2004