吳升宇

（中鐵十七局集團(tuán)建筑工程有限公司，太原030000）

1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念

預(yù)應(yīng)力是指預(yù)先施加的壓力。為了防止工程施工中出現(xiàn)混凝土裂縫，必須使用高性能的混凝土和高強(qiáng)度的鋼，在建筑物受到外力作用之前，施加于建筑物，減少混凝土結(jié)構(gòu)的拉力，從而提高結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和抗裂性能。與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土具有強(qiáng)度高、剛度大、抗裂性能好的特點(diǎn)，同時(shí)降低了混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，提高了混凝土構(gòu)件應(yīng)用的穩(wěn)定性，尤其是在人重、人跨工程中，應(yīng)用更為廣泛，不但材料用量減少，而且工程造價(jià)降低。因此，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在工民建施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，根據(jù)建筑工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和體系發(fā)展?fàn)顩r，將預(yù)應(yīng)力混凝土的主要支撐點(diǎn)設(shè)在框架的頂部。針對(duì)建筑物頂面偏心的特點(diǎn)，采用預(yù)應(yīng)力混凝土施工可有效地消除這種結(jié)構(gòu)偏差，而混凝土施工則能有效地提高建筑物承重梁柱的穩(wěn)定性。在建筑工程中采用預(yù)應(yīng)力混凝土，一方面能使建筑工程的功能達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的要求，另一方面能有效地提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)概述

2.1 全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土

全預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)是為了防止構(gòu)件的拉邊在荷載作用下產(chǎn)生拉力。在全應(yīng)力先張法施工中，相關(guān)構(gòu)件無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象。部分預(yù)張法施工時(shí)，混凝土構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)裂縫，對(duì)裂縫的大小有嚴(yán)格的規(guī)定，故為了保證施工安全，裂縫不能超過(guò)規(guī)定范圍。全預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝所需的材料成本遠(yuǎn)高于部分預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝，其原因在于，為了保證預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度滿足要求，需要在混凝土中加入大量的預(yù)應(yīng)力鋼筋，而部分預(yù)應(yīng)力混凝土施工工藝對(duì)預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度的要求較低。為保證施工質(zhì)量，控制施工裂縫，可在部分預(yù)應(yīng)力混凝土的預(yù)應(yīng)力筋配置中加入一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋。

2.2 黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土

黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的粘結(jié)作用會(huì)大大降低預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉應(yīng)力，同時(shí)降低混凝土壓應(yīng)力，為確保施工安全，應(yīng)盡量減少粘結(jié)面積。粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的生產(chǎn)設(shè)備比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)方法也比較簡(jiǎn)便，無(wú)需張拉式支架，適用于制造人造混凝土結(jié)構(gòu)。無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的施工方法與普通混凝土相似，鋼筋放置在預(yù)先設(shè)計(jì)的位置，然后澆筑。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工難點(diǎn)

雖然預(yù)應(yīng)力混凝土施工在建筑上取得了很好的效果，但在我國(guó)特別是基層建筑工程中應(yīng)用較少，在許多建筑工程中，預(yù)應(yīng)力混凝土施工仍然存在著一定的難題。

3.1 材料配置困難

工作人員在配置配料工藝時(shí)，需嚴(yán)格控制配料比例，在承載力和布局上滿足建筑整體要求。與此同時(shí)，為了有效地避免對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響，還需嚴(yán)格控制減水劑和細(xì)集料的用量。與此同時(shí)，若要進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，則需要相關(guān)施工人員制訂施工質(zhì)量控制計(jì)劃。尤其在此過(guò)程中，施工單位還必須以混料結(jié)構(gòu)為參照點(diǎn)，有效發(fā)揮混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)。

但是，隨著越來(lái)越多的新型混合材料進(jìn)入建筑市場(chǎng)，且絕大多數(shù)混合材料在結(jié)構(gòu)中的成分和材料差異較大，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，加上傳統(tǒng)材料難以與之混合在一起，容易給整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制帶來(lái)很大的影響。

3.2 底板施工難以達(dá)到要求

預(yù)應(yīng)力混凝土支座安裝及底板施工是施工管理的難點(diǎn)。在施工中，經(jīng)常要依靠底板鋼筋支撐以滿足承載力要求，一般單位面積的板材間采用25～30 根預(yù)應(yīng)力鋼筋，承載板需保證有120 cm 厚，故很多預(yù)應(yīng)力混凝土底板的施工都難以達(dá)到要求。

3.3 預(yù)應(yīng)力安裝質(zhì)量難以控制

在預(yù)應(yīng)力安裝過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力支撐點(diǎn)的控制與選擇，需要借助建筑設(shè)計(jì)和梁柱支撐點(diǎn)確定，其配置內(nèi)容較為復(fù)雜，若支撐點(diǎn)位置不合理或存在相關(guān)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力位置誤差，將嚴(yán)重影響預(yù)應(yīng)力混凝土的施工效果，甚至影響整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。與此同時(shí)，在建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力控制中，核心梁板柱的承載力配置多采用型鋼，容易造成預(yù)應(yīng)力支承波紋管和鋼筋等材料在施工過(guò)程中互相干擾，而在預(yù)應(yīng)力張拉頂端采用外錨形式的預(yù)應(yīng)力支承柱，也是其施工難點(diǎn)之一。

3.4 預(yù)應(yīng)力混凝土養(yǎng)護(hù)困難

預(yù)應(yīng)力混凝土的養(yǎng)護(hù)一般為蒸汽法，但是在養(yǎng)護(hù)預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r，養(yǎng)護(hù)效果受溫度的影響較大，一旦溫度升高，混凝土中的鋼筋就會(huì)受到影響，在高溫下發(fā)生熱膨脹，但基座不受溫度的影響，因此會(huì)產(chǎn)生溫差，從而影響預(yù)應(yīng)力。為最大限度地減少這一現(xiàn)象，必須在混凝土中間強(qiáng)度未達(dá)到預(yù)定要求的情況下，控制好溫度差。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在工民建施工中的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 預(yù)應(yīng)力曲線放線

工程上嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置預(yù)應(yīng)力梁內(nèi)波紋管，曲線形狀由反彎點(diǎn)和最低點(diǎn)控制。施工過(guò)程中，在箍筋上畫出預(yù)應(yīng)力鋼筋圖，并按1.0 m～1.5 m 的間距標(biāo)準(zhǔn)布置控制點(diǎn)。

4.2 焊接固定架

每一個(gè)控制點(diǎn)預(yù)應(yīng)力鋼筋由固定框架支撐。一般鋼筋綁扎成型后，根據(jù)波紋管底標(biāo)高及設(shè)計(jì)要求的預(yù)應(yīng)力曲線標(biāo)高，在控制點(diǎn)標(biāo)注箍筋，在梁箍筋上焊接支架，間距1000 mm。為了避免混凝土澆筑時(shí)發(fā)生位移，固定框架必須有足夠的支撐，支撐直徑不小于10 mm。為了確保固定架位置準(zhǔn)確，焊工和放線員需焊接固定架。

4.3 安裝波紋管

在預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，一般采用鋼筋綁扎，支架焊后進(jìn)行鋪管作業(yè)。鋪設(shè)管道時(shí)，應(yīng)先安裝固定端錨固板，將波紋管從拉端插入。波紋管的連接，按要求使用同尺寸的管子，長(zhǎng)度為400 mm，每邊擰入150 mm。對(duì)接完成后，用膠帶密封。波紋管與固定端鋼絞線同時(shí)用棉線和膠帶密封，橫梁中的波紋管必須保持筆直，無(wú)明顯彎曲。

4.4 預(yù)應(yīng)力筋穿束

施工時(shí)，普通鋼筋綁扎固定架焊接完畢后，先進(jìn)行波紋管鋪設(shè)施工，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋穿孔施工。完成全部鋪裝作業(yè)后，將風(fēng)箱綁在固定架上安排預(yù)應(yīng)力束穿線，人工單束穿線。穿線端處用膠帶或其他材料包裹，以防止穿線損壞波紋管。運(yùn)行后，檢查防塵罩狀況，查看是否有損壞。如果有損壞，就用防水膠帶固定。

4.5 設(shè)置排氣泌水孔

對(duì)于預(yù)應(yīng)力筋，采用固定架控制其垂直位置，使其保持水平位置順直。放置并固定好后，選擇波紋管的最高點(diǎn)和兩端的位置，放置一個(gè)分泌孔。作業(yè)時(shí)，選擇波紋管上方位置，設(shè)置直徑大小為20 mm 的圓孔，利用帶嘴塑料壓板與海綿進(jìn)行覆蓋，同時(shí)使用鐵絲進(jìn)行固定，做好接頭位置的控制。使用的塑料壓板嘴上的塑料管要向外延伸至梁面，并且兼作泌水孔。

4.6 放置螺旋筋與錨墊板安裝

施工中，選擇預(yù)應(yīng)力張拉端位置，螺旋筋按設(shè)計(jì)要求布置，承受局部壓力。固定板的安裝應(yīng)該從波紋管的末端插入并固定到柱子上。與此同時(shí)，固定端的錨固應(yīng)該深入構(gòu)件厚度的50%。作業(yè)要求受拉端部和固定端部底板垂直于預(yù)應(yīng)力筋。

4.7 混凝土澆筑

在預(yù)應(yīng)力束架設(shè)完成后，應(yīng)對(duì)管道的位置和數(shù)量進(jìn)行全面檢查和調(diào)整。對(duì)損壞的波紋管進(jìn)行檢修，并進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收。在達(dá)到施工要求后，組織混凝土澆筑作業(yè)。澆筑時(shí)，應(yīng)注意避免振搗器碰到波紋管。對(duì)受拉端和梁柱節(jié)點(diǎn)采用小直徑振動(dòng)器，防止由蜂窩引起的受拉事故。澆注時(shí)預(yù)留養(yǎng)護(hù)條件相同的混凝土試件，強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果作為后張施工的依據(jù)。

4.8 預(yù)應(yīng)力筋張拉

使用預(yù)應(yīng)力筋張拉技術(shù)前，施工人員需要清潔錨桿內(nèi)部的垃圾，并去除鋼筋表面的灰漬，然后進(jìn)行錨桿的有效連接。錨桿連接完成后，施工人員可以在錨桿成孔內(nèi)部刷一層黃油，保證錨桿不會(huì)出現(xiàn)被銹蝕的問(wèn)題。同時(shí)，采用千斤頂定位的方式做好錨桿洞內(nèi)夾片的敷設(shè)。千斤頂以及高壓油泵的選擇需要結(jié)合施工的實(shí)際需求，從而保證完成相應(yīng)的工作。此外，結(jié)合施工設(shè)計(jì)方案的要求合理調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，保證預(yù)應(yīng)力張拉施工穩(wěn)定進(jìn)行。

4.9 孔道灌漿

預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉施工結(jié)束后，施工人員需要根據(jù)實(shí)際情況做好孔道內(nèi)的灌漿施工。為了避免錨固設(shè)備以及鋼筋被銹蝕，施工人員需要做好錨固設(shè)備以及鋼筋的保護(hù)工作，嚴(yán)格控制抽絲現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。全面檢查所有的壓漿設(shè)備，保證壓漿施工能夠安全進(jìn)行?？椎拦酀{施工前，技術(shù)人員需要調(diào)節(jié)泥漿中各組分原材料的比例，嚴(yán)格控制水灰比。必要時(shí)，可以使用適量的縮水劑。泥漿灌注必須保持連續(xù)性，避免出現(xiàn)混凝土凝固的問(wèn)題，影響灌注的質(zhì)量。泥漿灌注完成后，應(yīng)及時(shí)排出泥漿內(nèi)部的氣體，全面提高孔道灌注的整體質(zhì)量。

5 土建施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

5.1 在建筑工程加固施工中的應(yīng)用

隨著我國(guó)建筑工程規(guī)模的擴(kuò)大，人們對(duì)建筑的整體穩(wěn)定性要求越來(lái)越高。為了提高我國(guó)土地資源的利用率，必須采用合理的方式提高對(duì)年久失修建筑的加固改造技術(shù)水平。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)既能夠保證建筑的整體支撐能力，又能加固建筑。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的加固；第二，局部加固，提高建筑局部的強(qiáng)度。

5.2 在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

房屋建筑工程施工建設(shè)的過(guò)程中，受多種不同因素的影響，建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及強(qiáng)度會(huì)受到影響，因此，可以通過(guò)受彎構(gòu)件的方式有效提高建筑的穩(wěn)定性，確保建筑能夠承載一定的壓力。在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行處理時(shí)，采用碳纖維施工技術(shù)會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的承載力下降，從而影響建筑使用的安全性。將預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)與碳纖維施工技術(shù)進(jìn)行有效融合，能夠有效地提高建筑構(gòu)件的承載能力，保證受彎構(gòu)件加固建筑結(jié)構(gòu)。

5.3 在混凝土框架中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國(guó)城市中建筑工程數(shù)量越來(lái)越多，并且房屋建筑的可用面積在逐步縮小。為了提高我國(guó)土地資源的利用率，建筑高度則逐漸增加，這就要求建筑結(jié)構(gòu)的整體承載能力必須符合國(guó)家的相關(guān)要求。高層建筑施工的過(guò)程中會(huì)使用大量的框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接影響建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，施工單位必須加強(qiáng)對(duì)混凝土框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重視?，F(xiàn)階段，施工單位通過(guò)不斷摸索與探究，將預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用到混凝土框架的施工中，顯著提高了混凝土框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。技術(shù)人員通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周密的勘察與分析，全面了解混凝土框架的整體情況，并結(jié)合實(shí)際情況制定科學(xué)合理的施工方案。例如，根據(jù)混凝土澆筑中出現(xiàn)的混凝土滲漏等問(wèn)題，可以加強(qiáng)對(duì)波紋管的防護(hù)，從而保證波紋管的使用安全性。

5.4 在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化建筑的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，高層建筑越來(lái)越多，很多建筑都是綜合性的建筑，在樓層受力方面的要求不同，需要使用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，將兩種不同的結(jié)構(gòu)體系融合在一起，而預(yù)應(yīng)力技術(shù)在其中起著十分重要的作用。土建工程應(yīng)發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在高層建筑轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在轉(zhuǎn)換層中使用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，滿足大空間應(yīng)力的需求，節(jié)省空間和材料，以達(dá)到較好的應(yīng)用效果。

5.5 在多跨連續(xù)梁中的應(yīng)用

土建工程施工的過(guò)程中會(huì)涉及多跨連續(xù)梁的施工，多跨連續(xù)梁的施工難度比較大，施工人員需要加強(qiáng)對(duì)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用，從而有效提高多跨連續(xù)梁的整體剛度。同時(shí)，將預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用到多跨連續(xù)梁施工中還可以加固整體結(jié)構(gòu)，保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有所提高，避免出現(xiàn)多跨連續(xù)梁變形的問(wèn)題。

6 結(jié)論

總之，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)這項(xiàng)施工新技術(shù)可改善土木工程施工的結(jié)構(gòu)性能、使用性能和工藝性能，從而有效地提高經(jīng)濟(jì)效益，因此分析預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用意義重大。