大型综合体工程中混凝土预应力技术研究

蔡佳琦

上海建工二建集团有限公司，上海 200080

21世纪以来，伴随着我国整体社会经济高速发展，建筑行业发展也旗鼓相当，在建工程数量不断增加，施工技术更加的成熟。此时此刻，人类对建筑的适用、功能等要求更多，要想满足此需求，就需要应用更加先进的技术。空间上预应力施工技术具有缩小截面、改善受力等优点，是符合当代房建施工需求的，探索预应力的应用有着十分重要的意义。

1 预应力技术的优势

莘庄地铁上盖综合开发项目，总建筑面积46万m2，34层，总高144m，地下三层，基础埋深14.25m。首层裙房因开发需要将裙房首层整层空间（10080m2）设置成公交车站；为满足公交车正常通行，对净空及跨度都提出了严格要求。相比之下，预应力技术则成为首选。

预应力结构设计中添加预应力，能够更好抵抗荷载所造成的压力，从而避免破坏结构，通常在混凝土结构上使用。预应力混凝土梁是在自身提前产生能够承载荷载的能力的前提下先行释加压力，让混凝土结构受到压力时构件内出现抵抗力，用来减少外部荷载所产生的应力，从而减少混凝土在日常使用过程中尽量不出现开裂现象［1］。

鉴于预应力作业简便、工程造价相对较低的优点，预应力施工得到广大建设人员的广泛使用，主要有以下几点原因：首先，可以合理的使用现有空间的利用率，优化设计方向。其次，避免建设单位大面积的施工地下基础结构，节约成本。生活品质的全面提升，使用者会要求设计人员根据自身需求对建筑的使用功能进行调整，同时商场的商铺需要根据营业需求，对建筑布局进行整改。预应力混凝土的大范围使用更好的承载了结构受力体系，减少各类材料的使用量，节约了项目成不。且增大施工工程的安全性能，避免出现了常规混凝土的裂缝［2］。

2 预应力施工技术应用于房建中的意义

框架大跨度梁，结构基本形式:预应力结构框架大跨度主梁，预应力结构悬挑梁，次梁为普通混凝土梁及普通钢筋混凝土楼板。其作用和效果为:扩大跨距，增加大空间展示，增加建筑使用面积，增加结构空间，形成独特的建筑效果。施工前需由专业单位对结构图纸进行细致详尽的深化，对所有节点均要涉及，并得到原设计单位认可［3］。

3 建筑施工中后张法有粘结预应力施工

3.1 预应力钢筋下料

预应力钢筋施工前，原材料控制是重中之重，也是最关键的施工工序的把握，钢筋的下料翻样需要严格根据设计图纸的要求，针对规格、长度、截面积等要一一复核。材料进场前需同监理单位进行现场材料外观尺寸的检查（不得出现表面裂纹、残缺等现象），同时进行材料的现场抽检复试，待材料复核合格通过后才能使用。钢筋翻样下料时，需要根据规范要求进行长度计算，计划需考虑预应力钢筋的曲线、外部预留长度、施工工艺、设备张拉条件等综合因数。预应力筋的切割不得采用电弧切割，需采用切断机切割［4］。

3.2 有粘结预应力钢束及端部节点处理

预应力孔道应选用镀锌金属波纹管，才能保证孔道质量。预应力钢筋的施工需要在现场普通模板钢筋施工完成后，预留梁两侧侧模；施工前根据图纸预应力钢筋矢高要求进行支架的设置，支架的间距为1.2m。这里值得注意的是，支架建议用直径Φ10以上的规格钢筋制作。关于施工中的预应力波纹管需要固定在指定的定位支架上，在预应力梁的端部应设置灌浆孔。以便后期张拉排气使用。

这里提到一点是，关于安装张拉端部。锚具波纹管的位置固定且钢束施工完成后，即可安装垫板和螺旋筋。张拉端的钢筋相对较密，安装过程中比较困难，施工需要严格控制质量，另外需要保证钢筋与垫板成90°直角，以保证预应力筋的受力。

预应力钢束施工完成混凝土浇筑前，需要将预应力筋外露部分进行有效的保护，且为后期张拉而预留的排气孔及灌浆孔需要采用棉丝等材料将孔道进行填塞，以确保混凝土浇筑过程中避免各类孔道的堵塞。

3.3 浇筑混凝土

混凝土浇筑前需要汇同监理针对原先避免孔道堵塞的有效封堵措施进行验收，确保浇筑前工作的有效性。预应力梁混凝土浇筑过程中需要安排专人进行预应力管道等的看护，发现问题及时处理，避免出现管道封堵的情况。混凝土浇筑的原材料应该严格控制，严禁出现含氯离子混凝土及砂浆腐蚀预应力钢筋，浇筑过程中需要振捣密实，特别的梁柱节点范围，此处钢筋相对密实，振捣要快进慢出。混凝土强度达到设计的要求以后，安排专人进行拆除预应力梁两侧的侧模，清理干净张拉端，并安装好锚具，为张拉施工作好准备［5］。

3.4 关于预应力梁的张拉

预应力张拉之前，需要在张拉过程中使用的设备需要通过第三方检测单位进行定期检定，持有效证书才能进行现场施工。现场张拉前，根据设计及图纸要求针对主次梁进行张拉顺序的排序，然后根据预应力筋的数量合理选用设备，并安排锚固、千斤顶等张拉设备。张拉过程中我们按照控制张拉力为主，预应力筋伸长值为辅进行双向控制，严格按照规范要求进行质量控制。预应力的张拉分为三个步骤，第一步按照设计值的10%进行张拉，并记录预应力筋的伸长值，第二步持续加力至设计值的20%的进行张拉，再次记录预应力筋的伸长值，最后张拉值设计数据，最终记录应力筋的伸长值。根据最终的伸长值复核图纸要求，并拆卸张拉设备。如施工过程中出现张拉力与伸长值不相符的情况下，及时与设计沟通，确保现场的施工质量。

3.5 预应力孔道的灌浆

3.5.1 关于材料的要求

3.5.2 关于灌浆工艺要求

预应力张拉完成宜48h内灌浆。预应力钢绞线外露长度应控制在3～5cm，张拉完成后安排专人进行灌浆。灌浆之前需要对原先预留的排气孔、灌浆孔进行检查，确保各孔道都畅通之后才能安排灌浆，灌浆需从灌浆孔一侧从低到高或从一侧向另一侧继续灌注，待水泥浆从另一侧冒出浆液时（排气孔冒浆），停止灌入，即可封堵，灌浆时如遇设备故障导致无法正常灌浆或停留时间超过30min，需及时安装水管冲洗灌入的水泥浆，且疏通灌浆孔和预留孔，等第二次重新灌浆。

锚具的长度应控制在3～5cm，然后使用水泥浆密封所有的张拉端，以防止浆体外溢，并且将排气孔位置的波纹管逐个打通，以便下一步施工做准备。灌浆之前，仔细检查孔道的通畅情况，确保清洁及没有渗漏。为避免相互串孔冒浆，孔道灌浆顺序必须先下后上，并集中一处的孔道一次灌浆完成，以免孔道漏浆堵塞临近孔道。灌浆时如遇设备故障导致无法正常灌浆或停留时间超过30min，需及时安装水管冲洗灌入的水泥浆，且疏通灌浆孔和预留孔，等第二次重新灌浆。如果排气管不通畅，必须通知项目工程师和监理，采用电锤重新钻孔，钻至打通波纹管。

3.6 封端保护施工

有粘结筋的锚固区域，须有严格的密封保护措施，严防止水汽进入，从而锈蚀预应力筋。所以有粘结预应力钢筋张拉完毕后，必须立即对有粘结预应力钢筋进行封端保护。外露的预应力筋采用切割机切断，但是需确外露长度不得低于3cm，张拉端的封堵采用高一强度的细石混凝土进行封堵。

4 总结

通过莘庄上盖综合开发项目的实例研究分析表明，针对于预应力施工技术的发展在接下去的建筑环境中必不可缺少；不断总结过去探索未来，长足发展，预应力施工工艺越来越完善，越来越成熟，大跨度预应力的大面积使用只会越来越普遍。住户和用户对建筑的适用、功能等要求在将来只会越提越高，要想满足此需求，就需要应用更加先进的预应力施工技术，去实现预应力技术的最大化体现，使得预应力技术生命力和竞争力在不远的将来蓬勃的发展，预应力的施工将会是未来国家重点推广的技术。