缓黏结预应力技术在重要建筑中的综合应用

李聪聪，张乐乐，李翔，杨高勇，孙辉龙，袁龙彬

（1.中国建筑第二工程局有限公司华南分公司，广东 珠海 519000；2.珠海建工控股集团有限公司，广东 珠海 519000）

1 引言

近年来，我国大力发展基础设施建设，机场、交通枢纽、桥梁、水坝等一个又一个大型基础设施拔地而起，这些大型工程的圆满完成离不开如今日益成熟的预应力技术。传统的预应力技术分为有黏结预应力与无黏结预应力，而缓黏结预应力技术既吸收了无黏结预应力结构施工简便易行的优点，又保留了有黏结预应力混凝土结构良好的力学性能。本文通过对缓黏结预应力技术的核心——缓黏结预应力筋在大跨度框架梁内的施工情况以及在缓黏结预应力灌注桩中的实际应用，对其施工步骤、工艺和注意事项进行了总结。

2 缓黏结预应力技术的应用概况

2.1 主体结构

2.1.1 珠海机场综合交通枢纽项目一期工程（一标段）

珠海机场综合交通枢纽项目一期工程 （一标段）（以下简称为机场枢纽项目）位于广东省珠海市金湾区珠海机场北侧。项目地上2 层，地下2 层，局部地下3 层，结构为框架结构体系，在地下1 层、首层梁板内采用了缓黏结预应力技术，其分布主要在项目东西两侧人防区，如图1 所示。

图1 缓黏结预应力筋应用区域

地下室部分梁板采用缓黏结预应力，预应力构件施工采用后张法施工技术，梁内缓黏结预应力筋呈直线或弧线布设，考虑到本工程人防区板厚为250~300 mm，施工时温度应力较大，本工程锚具张拉端采用圆套筒式夹片锚具，固定端锚具缓黏结预应力采用挤压锚具。

因本工程存在较多大跨度梁，人防区板厚较大，预应力钢筋采用直径较大的φS17.8 mm 高强度耐磨预应力钢绞线，其抗拉强度标准值fptk=1 860 MPa，设计张拉控制应力限值为0.75fptk，单束预应力筋张拉控制力Ncon＝195.3 kN，缓黏结钢绞线质量1.87 kg/m。

2.1.2 珠海机场改扩建工程（一标段）航站楼土建工程项目

珠海机场改扩建工程（一标段）航站楼土建工程项目（以下简称为机场航站楼） 位于广东省珠海市金湾区三灶镇珠海机场东北侧，机场枢纽项目南侧。项目由东、南、西3 个指廊和主楼组成，地下2 层，地上3 层，主航站楼地下2 层地上4 层，主楼最高点高度40.25 m。主楼地下1 层~屋面、首层~屋面大跨度框架梁采用缓黏结预应力技术，如图2 所示。

图2 缓黏结预应力筋应用区域

跨度大于12 m 的框架梁、次梁采用缓黏结预应力，预应力钢筋采用φS15.2 mm 高强度、低松弛预应力钢绞线，其抗拉强度标准值fptk=1 860 MPa，设计张拉控制应力限值为0.75fptk，单束预应力筋张拉控制力Ncon＝195.3 kN，无黏结钢绞线质量为1.22 kg/m，缓黏结钢绞线质量为1.35 kg/m[1]。

2.1.3 横琴口岸及综合交通枢纽项目开发工程

横琴口岸及综合交通枢纽开发工程 （以下简称为横琴口岸）建设场地位于广东省珠海市横琴新区琴海东路西侧、环岛东路东侧。C 区主体建筑及南北侧交通平台位于用地中部，主体东段12 m 标高层、20 m 标高层、26 m 标高层梁内采用缓黏结预应力技术，如图3 所示。

缓黏结预应力筋钢绞线均采用为直径15.2 mm 的高强低松弛钢绞线，其设计参数与机场航站楼项目相同。

2.2 桩基础

在机场枢纽项目建设中，在临近北侧城轨项目的桩基础施工中，大面积地使用到缓黏结预应力灌注桩。

缓黏结预应力灌注桩利用缓黏结预应力技术，使灌注桩先受压，在具有良好力学性能的同时，大大减小了纵筋配筋率，在简化施工工艺，降低施工难度的同时，大幅度节约了施工成本，如图4、图5 所示。缓黏结预应力筋还有另一大优点，其预应力张拉适用期及标准固化时间是可控的，即可根据不同的施工需求选择不同的缓凝黏合剂。考虑到机场枢纽项目土方开挖量大，基坑支护阶段施工周期长，因此，选用标准张拉试用期为300 d 的缓凝黏合剂，保证在所有基础结构混凝土达到设计强度100%后，缓黏结预应力筋再开始张拉，充分发挥其力学性能。

图4 缓黏结预应力灌注桩桩身大样图

图5 桩身纵筋截面图

3 缓黏结预应力技术施工工艺及技术要点

3.1 缓黏结预应力梁板

3.1.1 施工工艺

预应力筋下料及固定端制作→支设模板→绑扎梁板普通钢筋→布设梁中缓黏结预应力筋→安装张拉端螺旋筋、 承压垫板及穴模→板端模板封闭→混凝土浇筑→预应力筋张拉→切割外露钢绞线→张拉端封锚[2]。

3.1.2 施工技术要点

1）预应力筋下料及固定端制作

下料时需考虑预应力筋的长度、 张拉设备及不同形式的组装要求；固定端制作时，对一端锚固，一端张拉的预应力筋要逐根进行固定端挤压锚的组装。固定端锚具系统安装时，固定端应按深化图纸要求进行绑扎固定，内埋式固定端承压板不得重叠，锚具与承压板应紧靠。

2）预应力筋的布设

布设缓黏结预应力筋，预应力筋应保持走向顺直，两端穿筋位置应相互对应。端部的预埋锚垫板应垂直于预应力筋，内埋式固定端垫板不应重叠，锚具与垫板应贴紧。

其他各专业在施工时要注意避免改变预应力筋位置，施工中当普通钢筋及水电管线与预应力筋发生位置矛盾时，应优先保证预应力筋的位置。若缓黏结预应力筋的护套出现破损，需采用防水胶带缠绕紧密。

3）混凝土浇筑

考虑到缓黏结预应力筋所应用的梁板多为大跨度结构，配筋率高，布设缓黏结预应力筋后振捣空间小，在浇筑过程中建议派专人旁站，振捣，保证混凝土振捣密实[3]。

4）预应力筋张拉

张拉前需对混凝土强度进行检测，保证达到设计要求的张拉强度。

预应力筋不大于30 m 时可一端张拉，大于30 m 时宜采用两端张拉。直线缓黏结预应力钢绞线长度超过60 m，宜应采取分段张拉和锚固。

3.2 缓黏结预应力灌注桩

3.2.1 施工工艺

测放桩位→场地平整→埋设护筒→桩基旋挖成孔→泥浆护壁→钢筋笼及预应力筋制作→钢筋笼吊放及预应力筋安装→清孔→水下混凝土浇筑→土方开挖及桩头破除→张拉端预埋→预应力筋张拉→封锚。

3.2.2 施工技术要点

1）预应力筋下料

缓黏结预应力灌注桩钢筋笼制作时采用逐段制作及安装的程序，通长布置预应力筋。钢绞线下料长度通过预应力筋在构件内的投影长度以及张拉时操作长度综合确定。

2）缓黏结预应力筋安装

钢筋笼吊放入孔时，采用钢管横跨在桩基口上，进行预应力筋穿入钢筋笼内侧绑扎，绑扎间距不宜大于1 000 mm，待绑扎完成后提升钢筋笼固定锚固端，然后下放钢筋笼绑扎钢筋笼主筋外侧钢绞线，安装固定端后，锚固端涂刷防腐油脂，布置示意图如图6 所示[4]。

图6 钢绞线布置示意图（单位：mm）

3）预应力筋张拉

预应力筋的张拉控制，以控制张拉力为主，同时用张拉伸长值作为校核依据，当实测伸长值与设计计算理论伸长值相对偏差超过±6%时，应暂停张拉，查明原因并采取措施调整后，方可进行张拉。

4 结语

缓黏结预应力技术其通过在预应力钢绞线外侧、 护套内侧包裹一层缓黏结材料，使其拥有了独特的力学性能，其在施工初期相当于无黏结预应力筋的防腐油脂，使预应力筋既具有流动性，又能与外部混凝土附着良好，且其施工截面小，对混凝土构件的截面削弱小，且施工简便。待混凝土浇筑后，随着时间的推移，缓黏结材料慢慢固化，随之与外部护套及内部钢绞线黏结咬合，达到有效黏结的效果，其黏结后的力学性能与有黏结预应力筋不相上下。在主体结构中，缓黏结预应力技术拥有在大跨度结构中承受高荷载的能力；在桩基础中，给灌注桩施加预压力使其具有承受高抗拔力的能力。

本文详细介绍了缓黏结预应力技术在重点建筑设施中的应用情况、具体做法及施工工艺，并结合施工过程中需注意的问题及技术要点进行了系统总结，为今后缓黏结预应力技术的施工做法提供了一定的参考。