浅谈预应力混凝土结构在施工过程中存在的问题及控制措施

郑绍勇

【摘要】近几年来，随着经济的发展，国家政策的扶持，惠民工程的不断推进与改革，大批的资金投入到公路、桥梁、铁路等公共设施的建设。而在我国建筑行业中，预应力混凝土凭借其自身特点得到了广泛的应用与认可。本文立足于对国内多个应用预应力混凝土结构的建筑项目的调查资料，探讨预应力混凝土结构的优点、弊端，并提出了一定的控制措施。

【关键词】预应力混凝土；施工；问题；控制措施

前言：

近几年来，随着国家政策的扶持，设计理念的更新，研发技术的不断提高，应用材料的优化，建筑行业迎来了飞速发展的春天。在建筑领域，预应力混凝土结构凭借其前沿的研发科技、广泛的应用范围、优于其他材料的强度、大好的发展前景得到了大众的青睐，得以广泛应用到建筑施工项目中，创造了良好的经济效益与社会效益。

一、预应力混凝土的概况与优点

（一）预应力混凝土结构的相关概念

现代预应力混凝土结构是指近几十年来采用的高强预应力钢材配筋的混凝土结构，具备了高强度、高效率、高效益、新理论、新技术、新工艺等“三高”“三新”的特质，成为建筑界的新宠。预应力混凝土结构主要包括以下几个类型：1）现浇无粘结预应力混凝土结构；2）现浇有粘结预应力混凝土结构；3）装配式预应力混凝土结构。預应力混凝土结构在国内许多大型、重点的建筑施工项目中应用，例如：电视塔、核电站安全壳、海洋钻井平台等，为国家建设贡献了不容小觑的力量。

（二）有关预应力混凝土结构的优点归纳

预应力混凝土结构得以广泛应用，其主要原因为预应力混凝土优于其他结构材料的独特属性。先总结如下：

1、有效节约建筑成本，减轻自身重量

因为预应力混凝土结构的研发技术不断提高，越来越多的高强度材料应用于混凝土结构中。高强度材料的合理应用，有效减少了传统混凝土结构中对钢筋材料的数量需求，因而减少了构件的截面尺寸，由此节省了大量的钢筋与混凝土，施工成本降低的同时依然保证了构件质量，还能减少构件自身的重量，降低安全隐患，尤其在大跨度与重荷载的结构上，优势更加明显。

2、绝佳的抗裂属性与刚度。

在进行预应力混凝土结构的施工作业时，会对建筑结构施加一定程度的预应力。此方法能够未雨绸缪，培养混凝土结构的韧性与抗压能力，能够极大的避免或减少建筑裂缝的出现，并最大限度地推迟裂缝出现的时间，使施工项目具有绝佳的抗裂属性，刚度适应荷载的限度，使结构具有非常理想的耐久性。

3、一定程度上保障了构件的耐用属性

对钢筋混凝土施加预应力，是为钢筋混凝土提前打好预防针。真正地投入使用后，钢筋混凝土要承受巨大的荷载以及卸载，不断在高负荷与低负荷之间徘徊。施加了预应力的钢筋混凝土结构早已经适应了这样的“弹性荷载”内容，就一定程度上保障了构件的耐用属性。

4、加强承受压力的构件的稳定性

当构件受到一定程度的压力，就会发生变形、弯曲的情况，失去了构件的稳定性能，严重影响构件的使用寿命。对钢筋混凝土施加一定程度的预应力，纵向的钢筋就会具有拉伸空间，纵向钢筋拉得越紧，预应力混凝土结构就越不容易被压弯，构件的稳定性也就有了一定程度的保障。

5、提高构件的抗剪能力。

经过许多专家与施工单位对预应力混凝土结构的测量与实地考证，结果表明，纵向预应力钢筋具有非常明显的等同于锚栓的定位作用，纵向预应力钢筋所施加的力能够有效降低构件斜裂缝的出现可能。此外，预应力混凝土梁的曲线钢筋束合力的竖向分力也能够显著抵消部分剪力。

二、预应力混凝土结构在施工中的共性问题

（一）施工造成的铸固问题时有发生；

因为在桥梁施工中，有些混凝土构件是呈弯曲或者迂回状态，若在施工中需要一次浇筑完成多个跨数时，预应力钢筋需要通过波纹管贯穿其中。目前国内大量应用波纹管，因为其在施工操作中摩擦阻力较小，且操作方便，施工迅速，价格相对合理。但波纹管自身的弱点同样造成了施工中的一些问题。由于波纹管是大批量生产与使用，就会出现一部分的不合格产品。这些波纹管的厚度不足，质地并不均匀，在施工中大批量使用就埋下了安全隐患。一旦处理不好，就会出现波纹管振漏的问题，或者波纹管爆浆、残损或者变形，出现堵管、漏管现象。而当预应力筋进行穿束时，就会遇到很多阻力，施工效率被拖沓，影响预应力的铸固状态。

（二）预应力钢筋张拉伸长量不能满足构件实际工作量

在施工作业中，还存在的一种较为常见的问题即为预应力钢筋张拉伸长量不能满足构件的实际工作量。经过笔者对多个施工单位的作业人员进行采访调查，总结出导致该问题出现的几个主要原因：

1、在构件的混凝土浇筑时，没有留足充分、合理的钢筋管道空间，或者有的留出了足够的钢筋管道空间，却因为操作世纪不当，导致管道不够平滑、顺直。而当预应力钢筋进入管道后，空间、质量就不合格的管道内壁，与钢筋形成了较大的摩擦。虽然控制张拉的应力没有改变，但较大的摩擦力导致钢筋的平均张拉应力显著降低，难以达到理想状态，拉伸量也因此受到较大的影响；

2、有的施工队伍为了避免上述情况发生，尝试将预应力钢筋先贯穿管道后再加入混凝土的方式。此种方法看似是克服了管道内壁不够平滑顺直的问题，但在实际操作中，许多管道因为质量不均匀导致了混凝土漏浆的现象。这些漏浆仿佛最好用的强力胶将预应力钢筋粘贴固定在管道内。在张拉时，被漏浆禁锢的钢筋难以发挥出其真正的作用，预应力几乎等同于零，伸长量亦为零，导致整体的伸长量不足。

3、第三种情况则是由于施工单位的疏忽或者故意而为，购买的预应力钢筋弹性模量不能够满足在实际施工中所需要的弹性模量，导致张拉力与伸长量均不足，埋下了安全隐患。

（三）预应力混凝土结构在使用中易出现裂缝

易出现裂缝的问题应该是预应力混凝土使用过程中最易出现的问题。通过对多个城市的桥梁与建筑进行考察，几乎都出现了不同程度的裂缝。导致裂缝出现的原因主要分为以下几点：

1、本身问题造成了裂缝

混凝土，并非是天然的某种土壤，而是多种材料、多种物质进行糅合搅拌后形成的非常复杂的、不均匀的混合物质。不同的物质与材料其分子结构不同，对温度、湿度、承压能力都有不同的临界点，故而在使用中易出现裂缝。

2、人为原因造成了裂缝

在施工过程中，施工人员为了使混凝土达到更为理想的使用效果，随意变动混凝土的水灰比，导致混凝土中常常形成水泡。水分迟早会蒸发，但水分之前所占据的地方无法蒸发，最终留下了一个个大大小小的孔洞，增加了水泥内部在荷载作用下应力集中现象的可能性，混凝土在使用过程中，就容易产生裂缝。

三、预应力混凝土结构在施工中的控制措施

预应力混凝土结构被广泛应用于我国的建筑行业，公共设施，关系到人民与国家的生命安全与财产安全。故而，面对以上列举的问题，本文给予一定的防控措施。

（一）严把质量关，加强施工过程中的监测与检验

对于预应力混凝土结构在施工中出现的各项问题，各企业与各部门首先不能回避的即为施工过程中的监管力度不够。在建筑素材的选择方面、在施工过程中的检测方面、在施工人员后期的验收与修复方面，都存在一定的问题。“千里之堤，溃于蚁穴”，一个国家要想强大起来，首先就是要去除掉这些真正的蛀虫。要想建设出合格、安全、耐用的建筑，国家、社会、企业都需要将眼光落到细节处，要把质量、细节落实。政府相关部门、企业的相关部门，都应当建立自己的监督小组，在施工过程中能时时跟进、随时检测、及时上报，把每一个细节都做到细致，让每一个施工环节可追溯。唯有把握住施工过程中，各步骤的质量，才能建成一个高质量的建筑。

（二）培训上岗，提升整体团队的专业技能与知识

通过对多个施工项目中许多施工队伍的调查，可发现许多施工队伍中，多为农闲时节进城务工赚钱的农民工。大部分建筑工人不具备合格的上岗资质，许多人持假证上岗，对施工项目的每个环节都不清楚，只会听从组长的安排调度，自己所做的工作是否符合项目的要求也并非十分了解。甚至有的工人是初入建筑行业，几天前还在家种地喂养家畜。

可以理解施工企业为节约成本雇佣农民工，农民工进城打工赚些钱贴补家用也是国家提倡的，但毫无经验的农民工与专业的建筑工人相比，其工作效率与工作质量都会大打折扣。如果在人力成本上盲目节约，可能会埋下未来建筑质量的大风险。

为响应国家的富农政策，也为了企业节约人力成本，更为了培养更多的合格建筑工人，建议企业可以聘请专业的建筑专家或者技术人员为建筑工人进行相关的上岗培训。要树立其建筑工人就是安全施工一线的大局意识，提升建筑工人的专业技能，培养工人们能够在施工过程中发现问题，解决问题的能力。同时，此举也是为企业发现人才、储备人才提供了良好契机。

（三）有关预应力混凝土结构在施工中出现的问题的相关解决办法

本文列举并讨论了有关预应力钢筋的铸固问题，张拉伸长量不足的问题，预应力混凝土结构易出现裂缝的问题。在此，针对共性问题给予一些相关的施工建议，期望在实际操作中具有一定的意义。

1、施工中针对轻度铸固的处理方法是在对预应力筋进行张拉之前，不安装工作锚夹片，而是采用从两端对预应力进行交替张拉千斤顶的方式，直到预应力筋可以在孔道内自由活动为止。针对严重铸固的情况，通常是采用开凿的方式对其进行清理并修复，在开凿清理及修复工作完成后，再对预应力筋进行张拉施工。

2、为避免出现预应力钢筋张拉伸长量不足的情况发生，如果是预埋钢筋管道，就一定要做好测量与记录工作，进行精准定位；如果是钢筋先入管道，则一定要注意浇筑混凝土和振捣时要细致，尽量保护管道不出现破裂漏浆的现象。同时每隔一段时间要对钢筋进行推拉，检测是否有漏浆凝固现象。且无论哪种方式，振捣器或振捣棒都要尽量避免碰撞管道。

3、混凝土出现裂缝后，要及时进行修补与养护。如果出现的裂缝对整个构件的承载力没有影响，即裂缝较小，影响较弱时，要用沥青、水泥等进行裂缝的补救工作，不要让裂缝继续暴露在空气中，减少大气对裂缝的继续腐蚀。如果出现了对构件整体的承载力有影响的裂缝，就需要对结构进行有必要的加固工作，加设钢筋箍与钢板，来提升构件的荷载能力。

四、结论

建筑安全关系到社会稳定，国家发展，人民生活的长治久安，耐用、安全的建筑是当今行业不断追求的目标。本文所探讨的目前被广泛应用的预应力混凝土结构，在国内各种大小建筑项目中均占据较为重要的位置。故而，不断发现其弊端，不断发展提升预应力混凝土的各项施工技术，就是保证建筑安全的有效途径。本文列举了有关预应力混凝土的铸固问题、张拉伸长量不足、混凝土本身易出现裂缝等问题，并给出了有关行政、监督、培训方面的建议，同时给出了在施工过程中的一些控制措施。文中所列仅为个人观点，受知识储备与实践尚浅的影响，或存有不足之处，望有识之士加以指正，为我国建筑行业发展贡献自己的力量。

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