浅谈预应力技术在水池加固中的应用

刘润明

摘要：对预应力技术的内容和分类作简单的介绍，以预应力技术的一支——无粘结预应力技术理论上所拥有的特点、优势和施工时需注意的方面和问题，对预应力技术在水池加固中的应用作初步的探索。

关键字：预应力；无粘结；水池加固

中图分类号： TU991.34+3 文献标识码：A

随着我国国内生产总值增长，人均收入增长，人们生产和生活的用水量大幅增加的同时，大幅增加还有污水处理量，在客观上要求污水处理过程中水池的容积越来越大。如果按照原有和常规的设计，当水池超过一定容积时，由于水池直径过大，水压力，温度压力等问题会对池壁产生过大的破坏力，从而降低水池的耐久性。如果单纯依靠增加池壁的厚度，实际效果不明显，经济效率也不划算。预应力技术运用于这一领域很有必要。

一、预应力的定义与分类

关于预应力，国际上和我国都没有一个比较明确的定义的，较流行和受欢迎的是这一定义：为了改善结构使用期间的表现，在施工期间预先施加给结构的压应力，使其在结构使用期间可以全部或部分抵消载荷导致的拉应力，从降低、消除可能产生的破坏。常用于混凝土结构，是在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。

通俗点，以木桶为例，在还没往木桶里面装水之前，就通过箍对木桶壁进行捆绑于束紧，使其对木桶壁产生向内的环向的压应力。如果产生的压应力大于或者远远大于水压力引起的拉应力，木桶就不会出现裂缝，也就不会漏水了。给木桶加箍就是将预应力技术应用到了水池加固的例子，只不过这个水池有点小，只是个木桶。

从类别上看，预应力可以分为体外预应力与体内预应力两类。这两类预应力，无论从构造方面，钢材位置、钢材与结构关系、钢材构造及防护措施；从设计与计算方面，截面与钢束选择、钢束布置、预应力摩擦损失、其他预应力损失、抗弯极限承载力、特殊非线性因素、特殊构造设计、其他特殊考虑；还是从施工方面，确定施工方案、具体的施工步骤与方法；从后期管理方面，钢束的维护、钢束的管理。都有着不同程度的差别。

由于本篇论文篇幅与字数的限制，只能以无粘结预应力技术为例。

二、无粘结预应力技术的优势和特点及在我国的应用

无粘结预应力技术是预应力技术的一个分支，随着社会主义市场经济的快速发展，特别是相关技术的不断进步,无粘结预应力技术越来越广泛的应用与加固水池，也相应的发展的较为成熟。它的工艺原理是这样的:在绑扎构筑物池壁或桶身钢筋的同时,将预应力筋按设计要求逐环固定在模板内,然后浇筑混凝土,待混凝土达到设计强度后,利用无粘结预应力筋与混凝土不粘结、可滑动的特点,在两端头进行张拉,再利用锚具将钢绞线固定于端头的锚固板上,用混凝土封闭锚固端,从而达到对圆形构筑物产生预压应力的效果,就像给木水桶加了钢箍一样。

我国无粘结预应力技术在水池加固中的应用，以20世纪90年代为界来划分，可以分为前后两个时期。前期，水池加固中应用的主要是分段张拉无粘结预应力技术。我国采用这种技术，在不同地区、不同城市建立了将近300座污水处理池。后期，特别是21世纪我国加入世界贸易组织后，无粘结预应力技术在水池加固中应用发展的更加完善与完备。

无粘结预应力技术在水池中加固中应用发展的如此繁荣，是因为它具有如下的优势和特点：

(1)采用这项技术,可以不考虑预应力的大小,随着污水处理池直径、高度、容量的增加,水池向外的拉应力会大大增加,这也就使水池向内的环向的压应力要求也相应的大大增大。采用无粘结钢绞线束可以获得较大的预应力,可以达到数十吨甚至上百吨。这个特点很好的解决了拉应力和环应力的矛盾,大容量的污水处理池,采用无粘结预应力技术对其进行加固是首选方案。

(2)这项技术在水池加固中的应用，可以说对水池加固的方方面面都有或多或少的作用。第一，加强了水池的结构完整性及抗破坏性特别是抗震方面的能力；第二，对由于水池温度产生的应力问题和水池漏水渗水的现象均有减少甚至是根除的作用；第三，预应力的施加借助了介质，水池的抗渗透性和耐用性、实用性有了质的提高。不仅仅节约了由于水池裂缝造成的水资源浪费，也节约了由于对水池进行维护和管理所产生的费用。

(3)采用这项技术，在对水池加固进行施工时，极大地简化了施工工序。对于无粘结钢筋钢材,可和普通的钢筋一样放置在模板内,只需要按照标准高度与普通的钢筋绑扎在一起,同时严格控制其水平位置,并且绑扎牢固，但在浇灌混凝土时要特别注意。由于无粘结预应力筋所具有的与混凝土不粘结、可滑动等特点，也同样简化了施工工序，缩短了施工工期。

（4）无粘结预应力技术与有粘结预应力技术相比，由于其摩擦造成的损失相对较小，相应的就提高了预应力的使用价值。特别在节省高强钢束钢材上，其有着不可忽视的价值。同时第二点中提到的施工工序得到简化，施工工期得到缩短，再加上施工费用和相关材料价格的下降，最终工程的造价会降低。

三、无粘结预应力技术在施工时应注意的方面与问题

（1）选择水池结构体系。无粘结预应力技术节省了部分钢材、施工也相对简单,在水池直径较大，高度较深，容积较大，三种情况中任意一种、两张或者三者全部出现时，无粘结预应力体系是首选和可行办法。

（2）选择预应力钢筋和锚具。虽说由于水池直径、高度和容积等对预应力钢筋和锚具的要求水平和具体标准不尽相同，但无粘结预应力筋应尽量选择硬度和强度均比较高、市场上最长见也最常用的预应力钢;锚具的话，必须选择符合具体标准的锚具,其尺寸、长短符合相应工程实际要求。

(3)铺设预应力筋。应该根据预应力筋所在部位的不同、施工方式的不同，选择定位筋的类型如尺寸、长短。特别是张拉端的选择更加应该考虑到张拉是否便利、安装是否节捷。更进一步的发展，可以考虑外观。

四、总结

综上所述，以无粘结预应力技术为代表的预应力技术，仍有需注意的方面，需改进的问题，但其拥有众多的特点和优势，说明其在水池加固应用上有广阔的市场前景。

参考文献：

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[2]杨越,来武清. 无粘结预应力技术在圆形水池中的设计与应用[J]. 重庆建筑,2009,04:18-21.

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