浅谈建筑预应力施工技术与质量控制要点

黄荣洲

（福建宇宏工程项目管理有限公司，福建 厦门 361000）

0 引言

建筑行业是我国经济发展的重要支撑，为我国城市化进程的推进和人们居住条件的改善做出了巨大的贡献。经过几十年的大规模建设，一代又一代建筑人的摸索和实践，总结出了许多先进的施工理念和施工技术，推动了我国建筑施工技术的不断创新，部分施工技术已走在世界前列，预应力施工技术便是其中之一[1]。科学合理地应用预应力施工技术能够提升建筑结构的稳定性，节省材料，促进更多大空间大跨度建构造物的建成。但预应力施工技术具有较大的施工难度，需要施工人员不断总结施工经验，熟练掌握施工工艺和技术要点，以推动预应力施工技术的广泛应用[2]。

1 工程概况

厦门首创奥特莱斯项目位于厦门市翔安区滨海东大道与新城中路交叉口西南侧，由厦门钜大奥莱商业管理有限公司开发建设，中国建筑第五工程局有限公司施工。项目占地面积约55656.801m2，总建筑面积124866.16m2。其中地上建筑面积83480m2，人防地下室5890m2，非人防地下室35496.16m2。

地面建筑由6幢3～4层商业用房通过室外连廊连接成一个整体，以商业用房为主，配套有部分设备用房、商业管理用房。工程室外连廊跨度大，采用有粘结预应力（混合配筋）梁，后张法施工，预应力梁混凝土强度为C40,预应力钢绞线直径15.2mm，抗拉强度1860MPa，低松弛型。

根据设计文件要求，预应力张拉作业采用单端张拉，张拉端采用夹片式锚具，固定端采用挤压式锚具，其锚具性能应符合国家标准《预应力锚具、夹具和连接器》（GB/T14370-2015）的要求。

工程区域较大，主体结构采用划分区域进行流水施工，在施工时总包单位考虑预应力梁的整体结构性能，将每一处预应力梁部位整体划到一片区域内一次浇筑成型，保证后期预应力梁的施工张拉效果。

2 预应力施工准备工作的要点

该工程预应力施工主要包括平台搭设、波纹管铺设、预应力筋穿束与定位、张拉、注浆、封端等施工流程。由于现场涉及的工序较多，所以施工单位在人员方面做了精心安排，保障施工现场各项工作的正常进行，选择了专业的分包队伍，进行材料、机械和技术方案的前期准备。施工前组织全体人员熟悉该工程的设计图纸，明确施工任务及施工计划，根据设计院提供的各项预应力参数结合工程的实际情况对预应力梁施工时的重点难点进行专门讲解。

物料准备及进场检查：首先，作为预应力施工的基础物料之一，相关材料必须检查其质量并做好进场复查，这个非常关键。新进场的材料（如：波纹管、钢绞线、锚夹具、水泥等材料）均应及时进行进场的质量证明文件审核，外观检查并抽验复查相关材料的材质及性能指标。因该工程采用后张法预应力施工工艺，波纹管的径向刚度、抗渗漏性能的复查尤其重要，这个是确保混凝土浇筑时孔道不出现由于波纹管材质原因堵塞的关键。对于危险系数高且特别重要的工程所用锚具夹片静载锚固性能尚需有专业资质的第三方进行检验试验，不能只以检验报告替代，需抽取6套锚具组成3个预应力筋锚具组装件做试验。

3 预应力施工技术与质量控制要点

3.1 钢绞线下料

该工程采用有粘结预应力（混合配筋）梁。张拉端采用夹片式锚具，固定端采用P型挤压锚。钢绞线下料的位置需要严格挑选并进行处理，尽可能选择地形相对简单、平坦的位置施工，下料尺寸根据预应力施工需求，精准计算其曲线率和预留长度后再进行下料施工。完成下料工作后，要在设施的张拉端用铁丝绑扎固定，避免出现松动问题，而后使用专业设备完成一端挤压。作为固定端，将钢绞线及单孔锚具的一端放在挤压锚器内，开启张拉泵，施加控制压力约30MPa时，挤压锚具从挤压器中挤出，即单根挤压完毕。

钢绞线下料质量控制要点：钢铰线宜使用砂轮锯或切断机切断，不得使用电弧切割。

3.2 定位筋安设

该工程预应力束形由多段反向抛物线组成，梁钢筋骨架绑扎后，再穿波纹管，预应力筋一般设计在结构受力大的位置。为保证波纹管位置符合设计要求，定位筋位置处使用的钢筋需控制其规格，直径不得小于8mm，设计安装时还需预留空间，间隔距离控制在0.6～1m，再使用点焊技术将其焊接在主梁箍筋上。该工程按0.8m间距设置定位钢筋托架，确保波纹管钢铰线的位置准确。波纹管采用金属材质，根据定位筋的走向进行位置穿设。在穿置过程中波纹管弯度不要过大，防止将波纹管折断或者挤瘪；单根波纹管长度为固定尺寸，预应力梁过长，波纹管采用对接，在接头的位置用大一号波纹管做套接，并用宽胶带反复进行粘贴，防止混凝土浆体进入到波纹管孔道中，影响后序张拉施工。波纹管的选用一般内径为钢绞线直径的2倍。壁厚达到要求很关键，特殊部位设计无要求时不得小于2mm。

定位筋安设质量控制要点：锚具的张拉端应垂直于孔道中心线并根据设计文件中要求的型号进行配置，锚垫板放置应遵循“同心”的原则，即孔道与锚垫板在同一中心线上，锚垫板要密贴于端模上，并采取固定处理，锚垫板与波纹管的接头处用发泡剂等进行填充处理，注浆口应用软薄膜或发泡剂进行封堵，防止浆体堵塞注浆口。

3.3 预应力钢绞线穿束

先穿置预埋钢板，再由固定端向张拉端进行穿束，穿束完毕后，要对固定端、张拉端的钢绞线采用发泡剂进行填充处理，防止浆体进入管道。钢绞线穿束之前应检查钢绞线有无腐蚀、磨损和裂缝等缺陷，钢绞线应该按施工图要求根数固定为一束。该工程采用人工方式进行穿束，将钢绞线逐根地穿入孔道内，穿入后来回拉动几次使其顺畅，防止钢绞线互相缠绕。注意在穿束前应将固定端的承压钢板穿置，防止造成返工。完成钢绞线穿束工艺后，需要控制混凝土浇筑前各工序的规范性，并指派专职人员对已成型的线性预应力束予以检查，并逐根逐束完成认真核对，确保无误。

预应力钢绞线穿束质量控制要点：

（1）预应力的抛物线型应完好，定位筋要稳固，确保不跑位，防止浆体进入；

（2）张拉端与固定端的封堵措施要到位；

图书馆现有空间无法满足开展大型系列活动的开幕式和文艺展演的要求。作为大型活动的开幕式一般对于场地、参与人数、设备要求较高，一般的报告厅、会议厅场地较小，而在公共空间如图书馆大厅举行此类开幕式或表演又会对周边需要安静的学习空间产生噪音影响，妨碍学生的正常阅览和学习。

（3）波纹管的接头及整条波纹管不应破损。

3.4 安装锚具夹片

当混凝土的强度达到设计强度的100%时，方可进行张拉，张拉前，对张拉端的锚垫板及波纹管进行处理。将锚垫板及锚垫板注浆口内填充的发泡剂等封堵物清理干净，将多余的波纹管进行剪切，剪切完毕后根据预应力钢绞线数量安装对应的锚具及夹片。夹片在入场前检查是否用弹簧或橡皮圈套在一起，不能混乱。塞夹片时要将夹片一起送进，工作锚夹片用D25钢管套在钢绞线上用力敲紧，注意使其结合严密。

安装锚具夹片质量控制要点：锚具安装应对中，夹片打紧后应外露一致。夹片打紧后锚具应嵌入在锚垫板的止口内。

3.5 预应力张拉

张拉前对混凝土的质量进行检查，如有异常裂缝情况，要分析裂缝形成的原因以及是否对张拉力存在影响等，异常裂缝处理后方能开展后序工作。张拉前梁应拆除侧模，但不得拆除底模。千斤顶等设备必须校验，按规定配套使用，做好编号记录，免得混用。保证千斤顶、孔道同心是重要的控制要点。

该工程为商业用房，层高较高，有的部位张拉时遇楼板，在楼板下张拉，故采用楼板预留张拉洞，搭设平台作业的方式。所搭平台一定要稳定牢固，高压油泵及注浆泵放置在平台上，并加设防护栏板，作业场地两端外侧设防护栏杆和警示标志，张拉作业时设专人巡视警戒，张拉时严禁无关人员接近，张拉时两端延长线方向严禁站人。高压油泵操作应平缓、均匀，操作人员戴防护镜，防止高压油意外喷出。

预应力张拉应当加以规范操作、管控，并由专职人员予以全面监控，所以张拉前需要仔细核对所在部位结构稳定性，并收集获取该部位混凝土抗压强度和龄期等参数，后续再检查张拉设备的情况，仔细核对其工艺参数值。张拉施工过程中，还需要对预应力张拉数值、实测伸长度数值和持续持荷时间等数据进行记录、整理、研判，若发现数据异常，要立即停止并查明原因，消除异常情况后再开展工作。

张拉前做到“两控”即强度、龄期的控制。该项目设计要求预应力梁强度等级达到设计强度的100%时，方可开始张拉。

张拉时，每束线要做到张拉设备，锚夹具及穿束管道的同心，并注意张拉控制应力、应变（钢绞线伸长量变化）、张拉时间的控制（张拉持荷时间控制），张拉时同束钢绞线必须做到有效应变（理论伸长量与实际计算的伸长量相差不大于±6%，尤其应注意，伸长值应从初应力开始量测）、时间在控制应力下持荷2min（以油表读数为主）。

张拉方式采用单端张拉：0→0.1张拉σk→1.03张拉σk→持荷2min→锚固。按设计要求超张拉3%，张拉时应注意构件穿束孔道的轴线，使其保持与锚具轴线、张拉设备千斤顶轴线处于三轴同心状态，同时确保其各个钢绞线的松紧度保持一致，确保受力的均匀，不会出现异常情况。另外，需要继续观察钢绞线的状态，确保其没有滑丝、断丝等问题。若不符合的必须采取退锚处理，对该束予以调整，采取在千斤顶和锚板间安装特制的处理设备，重新开展张拉处理，确保张拉质量。在持荷2min状态下，如发现油压下降，立即补至规定油压。张拉过程均符合且完毕后，应及时对锚固区进行保护，该工程采用先涂专用防腐油脂的护帽保护，然后由总包单位用C40微膨胀细石混凝土或密封砂浆封埋。

预应力张拉质量控制要点：实际伸长值和理论伸长值之差应控制在±6%。张拉后每片梁同一束内断丝不得超过1丝。

3.6 切除预留钢绞线

张拉完毕后，工作人员需要在相隔24h后予以复查，确保其无滑丝、断丝等问题，再切除多余的钢绞线头，且割丝后的保留长度需要大于30mm。钢绞线的切割需要使用角磨机。张拉过程中若出现上述问题或其他异常情况，不应继续张拉施工，要采取处理措施，需将千斤顶与限位板退除张拉，并选用特制的处理设备处理，重新开展张拉。

3.7 孔道注浆和封端

在灌浆之前应做好浆体配合比试验，保证浆体强度满足要求。该项目水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45，注浆应缓慢匀速进行，从一端开始，每孔应一次压满不得中断，灌浆压力0.5～0.7MPa，出浆口排出的浆体应流入专用灰桶收集，当浆体稳定排出与注浆孔稠度一致的水泥浆后，保持压力持荷2min，然后立即堵塞注浆孔和出浆孔，完成一个孔道的注浆。注浆及完成注浆工艺后的48h之内，需控制张拉结构混凝土温度高于5°，一旦低于该数值就需要采取保温处理。

孔道注浆和封端质量控制要点：调整水泥浆拌和时的水灰比参数，可适当加些减水剂和膨胀剂。保压时注意压力的稳定性。

4 结束语

总之，预应力混凝土具有抗裂性好、刚度大，材料省、自重轻，耐疲劳性能强等优点，已逐渐成为现代建筑工程中广泛采用的施工技术。该技术能够有效预防混凝土构件裂缝产生与扩展，提升混凝土施工质量，并且能够减小构件的截面和高度，使结构跨度更大。而确保其优点优势实现的关键是钢绞线下料、定位筋安设、预应力钢绞线穿束、安装锚具夹片、预应力张拉、切除预留钢绞线、孔道注浆和封端等七个方面的施工技术与质量控制，这应引起广大建筑从业者的重视。