房屋建筑预应力混凝土结构施工技术应用

2019-07-24郭军英

中华建设 2019年3期

郭军英

一、前言

随着我国经济水平的不断提升，我国建筑行业取得了较大的发展。近些年由于房地产市场的火热，各个地区房屋建筑工程的数量也在不断增加，规模也变得越来越大，如何保证房屋建筑工程施工质量成为了社会重点关注的问题之一。作为房屋建筑施工技术中的重点技术，通过对预应力混凝土结构施工技术的应用，不仅能够对建筑结构的性能、使用功能以及工程施工过程进行改善，并且能够提升工程的投资效益。本文首先对预应力混凝土进行了简单阐述，之后对预应力混凝土结构施工技术进行了分析，分别对房屋建筑预应力施工技术中，先张法及后张法的应用情况进行了研究。

二、预应力混凝土概述

在全部使用荷载下，受拉边缘禁止出现拉应力的预应力混凝土就是全预应力混凝土，而允许出现一定程度的裂缝或者拉应力的混凝土指的是部分预应力混凝土。在有混凝土不开裂要求的结构中，应当使用全预应力混凝土，而部分预应力混凝土具有较好的综合性能，有着较大的适用范围，并且投入的费用也比较低，因此使用较为广泛。根据不同的预加应力方法和预应力筋凝结状态，可以将混凝土分为多种类型，按照预加应力方法可以分为先张法和后张法预应力混凝土，按照预应力筋粘结状态可以分为有粘结、无粘结预应力混凝土。预应力结构形式混凝土的性能明显优于传统钢筋混凝土，不仅减少结构变形，同时能够使结构刚度得到提升，使裂缝减小和消除，使用寿命得到了明显的提升，特点包括耐腐蚀、抗疲劳、耐高压等，所以应用较为广泛。下面将分别对先张法和后张法进行分析。

三、先张法

先张法指的是在对混凝土构件进行浇筑之前，需要对预应力筋进行张拉，同时在钢模及台座上锚固预应力筋，之后再进行混凝土的浇筑，等待混凝土强度达到标准强度的75%以上。确保预应力钢筋和混凝土之间的粘结力能够满足相关要求，之后将预应力筋放松。在预应力筋回缩的过程中，可以通过对粘结力的利用，让混凝土有预压应力产生。在一些中小型预应力构件的生产中，先张法有着较为广泛的应用，比如小梁、楼板以及屋面板等构件的生产。

1.混凝土浇筑

在先张法中，混凝土的浇筑可以选择在预应力筋张拉完成之后进行。在台座上进行混凝土的浇灌时，应当按照顺序从台座一端向另一端进行浇灌。根据模板的构造形式以及浇筑速度来决定一次同时浇筑的生产线，要求一次连续完成对每条生产线上构件的浇灌。

在混凝土浇灌的过程中，要对水灰比进行严格控制，要求振捣充分，为了提高振捣的密实性，可以适当延长振捣的时间。由于预应力构件节点以及端部的钢筋布置比较紧密，所以在对预应力筋进行放松的过程中，在端部还会有应力集中情况产生，因此，针对这些位置的混凝土，在振捣过程中要给予一定的重视。混凝土构件在刚浇捣后，要避免外露的预应力筋被踩踏损害，防止混凝土和预应力筋之间的粘结力被破坏掉。

进行叠成生产构件时，要求下层构件混凝土强度超过5.0N/mm2时才可以进行上层构件混凝土的浇捣，通常情况下，如果当地平均气温在20℃以上时，每叠浇一层需要经过2天。在每次叠浇的过程中，要将隔离剂涂刷到下层构件的表面，避免构件隔层之间发生粘结。

2.混凝土的养护

如果预应力混凝土构件是采用台座法制作的，通常采用自然养护的方法进行养护。此外，也可以通过加早强剂以及蒸汽养护的方式进行养护，加速台座周转率，使生产量得到增加，混凝土的养护时间得到缩减。

采用槽式台座生产构件并采用蒸汽养护时，受到台座和受拉钢筋温差的影响，会损失预应力，这是因为浇捣混凝土之后，混凝土温度迅速上升，虽然混凝土和钢筋线膨胀系数相近，但是由于混凝土和钢筋还没有形成整体，并且钢筋是被锚固在台座上的，台座上升的温度要小于钢筋，所以钢筋在受热以后无法伸长，仅仅会发生膨胀，导致钢筋张拉应力变小，钢筋变松。为了避免这种情况的发生，减少损失，通常会进行二次升温，要求第一次升温温差在20℃以下，等到混凝土强度超过10N/mm2，再根据相关规定实施升温养护。由于钢筋和混凝土已经成为一个整体了，两者之间粘结力比较强，所以再次升温不会导致钢筋应力的下降，温度不会对伸缩产生影响。

如果预应力混凝土构件是采用钢模制作而成，可以在钢模上直接锚固钢筋，当增加温度时，钢筋与模板会发生同样变形，也不会损失应力，所以可以使用普通的加热养护方法。

3.预应力筋的放松

作为预应力建立的重要过程，预应力筋的放松顺序以及放松方法的正确性，对构建的质量会有着直接的影响，所以，在进行预应力筋放松之前，要确保放松方法的可靠性以及放松顺序的正确性，采用科学的施工技术使工程质量得到有效保障。

只有在混凝土的强度达到设计强度之后，才可以进行预应力筋的放松，如果设计强度没有做具体要求，那么应该将混凝土立方体抗压强度标准值的75%，作为预应力筋放松的最低强度限制标准。

针对中小型钢筋混凝土构件，通常配筋较少，可以采用剪切、熔断及锯割方式进行钢丝放松。对于长线台座上的钢丝，可以从生产线中间的构件来作为剪筋起点，可以减少回弹。当对第一构件实施剪筋后，和构件与底模之间的摩擦阻力相比，预应力筋的收缩力明显更高，所以构件与底模会发生分离，有利于构件的脱模。针对预应力构件，为了防止扭转过度导致构件端部产生开裂的情况，需要从外往内进行对称摆放。如果构件内的配筋较多，需要采用千斤顶或者沙箱同时放松所有钢丝，不然最后放松的钢丝会因为应力过大而发生断裂。如果钢筋数量比较少，则可以采用加热单根熔断的方式进行放松。

在粗钢筋的放松过程中，可以采用氧气乙炔焰来进行放松，同时需要对每根钢筋实施轮换加热，让其温度共同上升。等到钢筋伸长并且有缩颈出现时，就可以将钢筋切断，在这一过程中要注意不要将构件烧伤。

四、后张法

后张法中首先需要生产构件，之后还需要进行预应力的施加，具体包括制作预应力筋、张拉预应力筋以及孔道灌浆等。

后张法是在浇筑结构混凝土或者构件制作中预留孔道，等到混凝土强度满足要求之后再将预应力筋穿入到预留孔中，再根据设计规定实施张拉，在构件端部锚固预应力筋，之后实施灌浆。后张法中，预应力筋是直接在构件上进行张拉，受到预压力的影响混凝土会产生弹性压缩，不会对预应力筋的有效预应力值造成影响。在屋架等大型构件的施工现场制作中后张法较为适用，能够避免运输过程导致的不必要投入。可以先将拼装式大跨度屋架等大型构件进行分开预制，先制作出小型块体，将这些小型块体运输到施工现场之后，再进行拼装使其成为一个整体。或者通过预加应力的方式，待各个构件安装完成后，再进行拼装使其成为一个整体预应力结构。在后张法中，主要是通过两端的锚具来传递预应力，作为预应力筋的重要组成部分，锚具需要在构件中永久留置，耗用的钢材比较多，成本投入大，又因为锚具加工有着较高的要求限制，还要进行孔道预留、穿筋、钢筋张拉等工序，所以具有十分复杂的施工工艺。