預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁施工質(zhì)量控制措施

摘要：本文結(jié)合筆者多年建筑工程施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從施工方案的審查、預(yù)應(yīng)力原材料的質(zhì)量控制、模板預(yù)埋件的安裝、混凝土澆筑及預(yù)應(yīng)力張拉等方面詳細(xì)闡述了建筑工程預(yù)應(yīng)力框架梁施工過程中的質(zhì)量控制措施，供同行參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土：框架梁：質(zhì)量控制：張拉

中圖分類號：TU756.4⁺3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-0422(2009)05-0218-02

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，采用高強(qiáng)鋼絲、鋼絞線的高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用越來越廣泛。由于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的特點(diǎn)，在許多工業(yè)建筑中可減輕自重、實(shí)現(xiàn)大跨度，既滿足了建筑物的內(nèi)柱少、工藝布置靈活等要求，又有效地控制了使用條件下梁截面過高、配筋過多的缺點(diǎn)，以及滿足結(jié)構(gòu)裂縫和撓度等結(jié)構(gòu)性能要求。由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程施工工藝復(fù)雜，專業(yè)性較強(qiáng)，質(zhì)量要求較高。因此，在施工質(zhì)量控制過程中更要引起高度重視和采取切實(shí)可行的質(zhì)量控制措施。筆者僅從以下幾方面著重進(jìn)行探討。

2 施工前認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)圖紙，審查施工方案

預(yù)應(yīng)力施工是一項(xiàng)專業(yè)性強(qiáng)、技術(shù)含量高、操作要求嚴(yán)的作業(yè)，必須由具有預(yù)應(yīng)力專業(yè)施工資質(zhì)的施工單位承擔(dān)。而往往一般設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)的圖紙深度不具備施工條件或者說設(shè)計(jì)構(gòu)造要求考慮的不是太周密，不能正確指導(dǎo)施工。因此，專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)場后應(yīng)認(rèn)真熟悉施工圖，編制詳細(xì)的施工方案，發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢。施工方案不僅要考慮科學(xué)合理的施工方法、施工程序，同時(shí)對設(shè)計(jì)圖紙又要進(jìn)一步的完善和補(bǔ)充，尤其是錨固區(qū)的構(gòu)造措施和施工工藝。例如：預(yù)應(yīng)力筋孔道直徑宜比鋼絲束或鋼絞線的外徑大5～10mm，且孔道面積不應(yīng)小于預(yù)應(yīng)力鋼材凈面積的2倍；預(yù)應(yīng)力筋孔道的最小凈距應(yīng)大干粗骨料最大直徑的4/3，對曲線筋孔道，豎直方向凈距應(yīng)大于粗骨料最大直徑的4/3，對曲線筋孔道，豎直方向凈距不應(yīng)小于孔徑D，對使用插入式振動器穿過孔道搗實(shí)時(shí)，水平方向凈距≥1.5D；預(yù)應(yīng)力筋保護(hù)層的最小厚度(從孔壁算起)，對梁底取50mm，對梁側(cè)取40mm。

大家都知道，錨固區(qū)的受力比較復(fù)雜，端頭局部高應(yīng)力在垂直于預(yù)應(yīng)力筋方向產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，該區(qū)的截面尺寸和承載力都取決于：錨具與墊板尺寸、錨具間距和錨具至邊緣距離、鋼筋網(wǎng)片、螺旋筋等，同時(shí)還需要處理好與非預(yù)應(yīng)力筋的位置關(guān)系。比如，某中學(xué)教學(xué)樓階梯教室預(yù)應(yīng)力梁施工時(shí)，發(fā)現(xiàn)梁柱結(jié)點(diǎn)處設(shè)計(jì)構(gòu)造不合理，波紋管、喇叭管無法預(yù)埋，不能滿足施工要求，與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行協(xié)調(diào)，將原設(shè)計(jì)中鋼筋一排布置，為了施工的方便，改為兩排布置，在施工方案中予以調(diào)整和完善，使施工得以順利進(jìn)行。

3 預(yù)應(yīng)力原材料的質(zhì)量控制措施

原材料質(zhì)量是工程質(zhì)量的根本，張拉設(shè)備正常工作是工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)的保證，預(yù)應(yīng)力筋是預(yù)應(yīng)力工程中最重要的原材料，進(jìn)場時(shí)應(yīng)根據(jù)進(jìn)場批次和產(chǎn)品的抽樣檢驗(yàn)同時(shí)要求廠家提供產(chǎn)品合格證和出廠檢驗(yàn)報(bào)告。預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)場后可能由于保管不當(dāng)引起銹蝕、污染等，使用前應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，并根據(jù)檢查結(jié)果確定是否能應(yīng)用于工程。對于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，若出現(xiàn)護(hù)套破損，不僅影響密封性，而且也會增加預(yù)應(yīng)力磨擦損失，故應(yīng)根據(jù)不同情況進(jìn)行處理。目前國內(nèi)錨具生產(chǎn)廠家較多，各自形成配套產(chǎn)品，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸及構(gòu)造也不盡相同，因此，為確保實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，要求錨具、夾具和連接器按設(shè)計(jì)規(guī)定采用，其性能符合現(xiàn)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》(GB/T14370)，應(yīng)用應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(JGJ85)的規(guī)定。必要時(shí)對錨具作靜載錨固性能試驗(yàn)。當(dāng)錨具、夾具和連接器入庫時(shí)間較長時(shí)，可能造成銹蝕、污染等，影響其使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢查結(jié)果確定是否能應(yīng)用于工程或采取相應(yīng)的處理措施。

后張預(yù)應(yīng)力工程中多采用金屬螺旋管預(yù)留孔道，其剛度和抗?jié)B性能是很重要的質(zhì)量指標(biāo)，試驗(yàn)也較為復(fù)雜，規(guī)范上對試驗(yàn)要求未作強(qiáng)制性規(guī)定。因此其使用前的尺寸和外觀質(zhì)量檢查尤其重要。金屬螺旋管直徑大小必須根據(jù)預(yù)應(yīng)力體系的要求選用，螺旋管的內(nèi)外表面應(yīng)清潔、無銹蝕，不應(yīng)有油污、孔洞和不規(guī)則褶皺，咬口不應(yīng)有開裂或脫扣。波紋管的接長可采用大一號同型波紋管作為接頭管。接頭管的長度：管徑φ40～65mm時(shí)取200mm，φ70～85mm時(shí)取250mm，φ90～100mm時(shí)取300mm。管兩端用密封膠帶或塑料熱縮管封裹，以防接縫處漏漿。

對于進(jìn)場后的預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)具設(shè)備及儀表應(yīng)配套標(biāo)定，并要求配套使用，當(dāng)在使用過程中出現(xiàn)反?，F(xiàn)象或千斤頂檢修后，應(yīng)重新標(biāo)定。張拉設(shè)備的標(biāo)定期限不宜超過半年，更不能超過一年。張拉設(shè)備標(biāo)定時(shí)，千斤頂活塞的運(yùn)行方向與實(shí)際張拉工作狀態(tài)一致。壓力表的精度和標(biāo)定張拉設(shè)備用的試驗(yàn)機(jī)械或測力計(jì)精度必須符合規(guī)范要求：壓力表精度不低于1.5級，標(biāo)定張拉設(shè)備用的試驗(yàn)機(jī)或測力計(jì)應(yīng)為經(jīng)校準(zhǔn)的計(jì)量設(shè)備，其精度不應(yīng)低于±2％。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑過程中的質(zhì)量控制措施

4.1 模板的安裝與拆除

預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁由于梁的高度大、自重大、層高也較大，因此，支模時(shí)，支架的承載力應(yīng)能承受施工過程中可能出現(xiàn)的最大施工荷載，而且穩(wěn)定性好，特別是框架梁底層梁模板支撐的地基必須穩(wěn)定可靠，要做好地基處理，防止不均勻沉陷。

支撐方式有扣件式鋼管排架、門式腳手架和可調(diào)獨(dú)立支撐等3種支撐方案，施工時(shí)可結(jié)合施工順序、荷載的大小和支撐供應(yīng)條件等進(jìn)行選用。

預(yù)應(yīng)力框架梁模板的起拱值，考慮到梁張拉后產(chǎn)生的反拱可以抵銷部分自重產(chǎn)生的撓度。因此，預(yù)應(yīng)力框架梁模板的起拱值比普通鋼筋混凝土框架要小，其起拱高度宜為全跨長度的0.5‰～1‰。

預(yù)應(yīng)力框架梁側(cè)模板的安裝宜采用與下道工序交叉進(jìn)行的方法，即在支架上安裝好梁底模板后，選安裝梁一側(cè)模板，并在其上按曲線坐標(biāo)彈出波紋管的位置線，然后綁扎梁的鋼筋骨架并安裝波紋管，經(jīng)檢查無誤后再安裝另一側(cè)模板。預(yù)應(yīng)力框架梁的側(cè)模板和現(xiàn)澆樓板的底模板，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉前全部拆除，以避免施工預(yù)應(yīng)力時(shí)模板束縛梁的混凝土自由變形，影響混凝土預(yù)應(yīng)力的建立?？蚣芰旱啄＜爸螒?yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉結(jié)束、孔道灌漿強(qiáng)度達(dá)到15MPa后方可拆除。

4.2 波紋管的安裝及預(yù)應(yīng)力筋穿束的質(zhì)量控制

波紋管安裝時(shí)應(yīng)事先按設(shè)計(jì)圖中預(yù)應(yīng)力筋的曲線坐標(biāo)在側(cè)模板上彈線，以波紋管底為準(zhǔn)，定出波紋管曲線位置，或以梁底模板為基準(zhǔn)，按預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)，直接量出相應(yīng)點(diǎn)的高度，標(biāo)在箍筋上，定出波紋管曲線位置。

波紋管的固定，可采用鋼筋托架、間距為600mm。鋼筋托架應(yīng)焊在箍筋上，箍筋下面用墊塊墊實(shí)，墊塊必須保證強(qiáng)度和厚度，并且固定牢靠。波紋管安裝就位后，必須用鐵絲將波紋管與鋼筋托架綁在一起或在波紋管頂部綁一根鋼筋，以防止?jié)仓炷習(xí)r波紋管上浮而引起嚴(yán)重的質(zhì)量事故。波紋管安裝就位過程中應(yīng)盡量避免反復(fù)彎曲，以防管壁開裂。同時(shí)，還應(yīng)防止電焊火花燒傷管壁。波紋管安裝后應(yīng)檢查波紋管的位置、曲線形狀是否符合設(shè)計(jì)要求，波紋管的固定是否牢靠，接頭是否完好，管壁有無破損等。如有破損，應(yīng)及時(shí)用粘膠帶修補(bǔ)。波紋管控制點(diǎn)的安裝偏差：垂直方向和水平方向都必須符合設(shè)計(jì)和驗(yàn)收規(guī)范要求，其豎向位置偏差合格率須達(dá)到90％以上，不得越過允許偏差的1.5倍。

預(yù)應(yīng)力穿束可分先穿束和后穿束兩種。一般工程項(xiàng)目上先穿束應(yīng)用較多，主要是利用已穿束的預(yù)應(yīng)力筋束來回抽動以保證孔道不被堵塞。穿束過程中要防止預(yù)應(yīng)力筋損傷波紋管和由于預(yù)應(yīng)力筋的重量引起波紋管及支架的變形。因此，預(yù)應(yīng)力筋穿束后必須復(fù)查波紋管曲線位置和波紋管壁有無損傷，杜絕質(zhì)量隱患。穿束后的預(yù)應(yīng)力筋在張拉前必須做好防銹、防污染措施。

4.3 預(yù)應(yīng)力梁的混凝土澆筑

預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)部分的混凝土強(qiáng)度等級宜為C40以上。預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁的高度較大，混凝土應(yīng)分層澆筑，并用插入式振動器振實(shí)，混凝土振搗過程中，應(yīng)特別注意振動器不得觸及波紋管，以防止損壞波紋管而引起漏漿，堵塞孔道。同時(shí)，在框架梁端部、梁柱節(jié)點(diǎn)處等關(guān)鍵部位，因鋼筋密集，澆搗困難，宜用小直徑(φ30)的振動棒或振動片，仔細(xì)振搗密實(shí)，切勿漏振，以免張拉時(shí)因梁端混凝土不密實(shí)使預(yù)埋件凹陷，造成質(zhì)量安全事故。澆筑過程中應(yīng)利用牽引通孔器或已穿束的預(yù)應(yīng)力筋來回抽動，保證孔道暢通。

當(dāng)大面積框架與樓面混凝土澆筑采用泵送混凝土?xí)r，應(yīng)采取減少混凝土收縮的措施。

梁柱混凝土應(yīng)分開澆筑，特別是梁柱混凝土強(qiáng)度不一致時(shí)，施工縫應(yīng)留在20～50cm處和梁上200～400cm處，后者應(yīng)考慮到梁端預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)局部承壓需要，預(yù)應(yīng)力框架粱一般不允許留設(shè)施工縫。

4.3.1 預(yù)應(yīng)力筋張拉及灌漿

4.3.1.1 選擇科學(xué)合理的張拉方式和張劃順序。

預(yù)應(yīng)力筋的張拉方式很多，常用的張拉方式有一端張拉、兩端張拉、對稱張拉、超張拉等。施工方案應(yīng)根據(jù)工程具體情況，選擇科學(xué)合理的張拉方法?？茖W(xué)合理的張拉方法可以達(dá)到事半功倍的效果。例如：在某中學(xué)新校區(qū)教學(xué)樓和圖書辦公樓都有16m和23.5m的單跨曲線后張預(yù)應(yīng)力梁，根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用兩端張拉工藝，但根據(jù)一些科研單位的研究成果表明：對于12～24m單跨曲線預(yù)應(yīng)力梁，采用一端張拉代替兩端張拉對框架梁的抗裂度影響甚微，梁中部應(yīng)力損失也很少。因此，在施工方案中提出采用一端張拉工藝，并征得設(shè)計(jì)部門的認(rèn)可。在實(shí)際施工中采用應(yīng)力控制、伸長值校核，結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力筋的伸長值和內(nèi)縮值都滿足施工驗(yàn)收規(guī)范要求，采用一端張拉工藝代替兩端張拉既減少張拉次數(shù)，節(jié)約預(yù)應(yīng)力筋，減少成本，又保證了工程質(zhì)量。

4.3.1.2 預(yù)應(yīng)力梁張拉順序

在單向預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)中，其張拉順序一般宜對稱于整個(gè)樓層進(jìn)行。當(dāng)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)梁的斷面尺寸較大，樓面整體性好時(shí)，框架梁的張拉順序也可按軸線順序從一邊向另一邊推進(jìn)，使張拉設(shè)備移動線路最短。

對于每榀框架梁中預(yù)應(yīng)力梁的張拉順序，可自上而下或自下而上進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)受力特點(diǎn)和安全施工因素確定。對于樓面整體剛度較小的框架梁，預(yù)應(yīng)力筋張拉前，必須在施工方案中經(jīng)過科學(xué)驗(yàn)算張拉應(yīng)力控制和張拉順序，報(bào)設(shè)計(jì)人員審核，防止預(yù)應(yīng)力梁張拉時(shí)應(yīng)力不對稱，梁側(cè)面出現(xiàn)裂縫或其他質(zhì)量問題。對于樓面整體剛度較大、梁斷面尺寸較大、混凝土預(yù)應(yīng)力較小、張拉端又在框架柱上時(shí)，為便于施工，可采取不對稱一次張拉。

當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的主次梁均采用預(yù)應(yīng)力時(shí)，雙向預(yù)應(yīng)力框架梁的張拉順序應(yīng)先張拉次梁，后張拉主梁。如果張拉順序相反，先張拉主梁時(shí)，往往會由于主梁反拱較大，使位于主梁跨中的次數(shù)被抬起，造成次梁與模板支撐脫開，這時(shí)次梁尚未張拉，很可能產(chǎn)生裂縫。

曲線孔道灌漿主要控制好水泥原材料、泌水率和灌漿工藝。

在預(yù)應(yīng)力混凝土驗(yàn)收規(guī)范中并未對原材料強(qiáng)度提出具體要求，也未對配合比提出試驗(yàn)要求。因此，現(xiàn)場施工企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量控制。首先水泥宜用強(qiáng)度等級不低于32.5級普通硅酸鹽水泥，水泥漿的水灰比為0.4～0.45。攪拌后3h的泌水率家控制在2％，最大不得超過3‰灌漿孔的位置，其間距一般≤15m，對于波紋管孔道可放寬至24m。曲線孔道的高差>50cm時(shí)，應(yīng)在孔道的每個(gè)峰頂處設(shè)置泌水管，也可兼作灌漿孔。

灌漿口宜選在低處，灌漿時(shí)可使孔道內(nèi)的空氣或水從泌水管順利排出后在泌水管內(nèi)也充滿了水泥漿，有利于保證曲線孔道灌漿質(zhì)量。但是，灌漿口設(shè)在曲線孔道低點(diǎn)處，往往會由于預(yù)應(yīng)力筋張拉后向上貼近灌漿口，使水泥漿較難灌入。這時(shí)，可將灌漿口設(shè)置在偏離孔道的正上方，避開張拉后的預(yù)應(yīng)力筋阻塞灌漿口，使灌漿工作順序進(jìn)行。對多跨曲線預(yù)應(yīng)力筋孔道，還應(yīng)考慮到灌漿時(shí)水泥漿向兩邊流動的距離大致相等，灌漿口宜設(shè)置在中支座處孔道的頂部。此外，灌漿口也可設(shè)置在錨具處，從一端灌漿。

冬季灌漿時(shí)，孔道灌漿后水泥漿內(nèi)的游離水在低溫下結(jié)冰，會將混凝土脹裂。因此，在冬天灌漿前，孔道周邊的溫度應(yīng)在5℃以上，灌漿時(shí)水泥漿的溫度宜為10℃～25℃。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工工藝較復(fù)雜，質(zhì)量要求較高，隨著大跨度、大懸挑構(gòu)件的不斷出現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件會越來越多。因此，從設(shè)計(jì)到施工的所有技術(shù)人員都應(yīng)精心設(shè)計(jì)、精心施工，編制科學(xué)合理的施工方案，嚴(yán)格按照施工驗(yàn)收規(guī)范、操作規(guī)程作業(yè)。同時(shí)，應(yīng)不斷應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，確保工程施工質(zhì)量。

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