房屋建筑無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)研究

【摘要】本文以房屋建筑無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)為研究主體，詳細(xì)闡述了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋制作和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝方面問題。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑； 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力； 施工技術(shù)

工程質(zhì)量的好壞關(guān)乎著廣大的居民的切身利益。保證工程質(zhì)量施工技術(shù)是關(guān)鍵，為提高城市土的利用率，緩解人口壓力，建筑物不斷向高層方向發(fā)展。受設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、材料、監(jiān)督等因素的影響，高層建筑在后期使用的過程中常出現(xiàn)裂縫、脫落甚至倒塌事故等，影響著建筑物的功能及使用壽命，嚴(yán)重的可危及公民的人身財(cái)產(chǎn)安全。下面對房屋建筑無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)作以簡要闡述。

1 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點(diǎn)

體內(nèi)或體外無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是指預(yù)應(yīng)力筋僅通過錨具及轉(zhuǎn)向塊對結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力的一種后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。當(dāng)有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁受荷時(shí)，最大彎矩截面上預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)變的變化等于周圍混凝土應(yīng)變的變化。因此，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力的增長，取決于梁最大彎矩截面的局部變形。在無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁中，由于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋和混凝土之間能發(fā)生縱向的相對滑動，如果忽略摩擦的影響，則可以認(rèn)為無粘結(jié)筋中的應(yīng)力沿全長是均勻分布的，其應(yīng)變的改變量等于沿?zé)o粘結(jié)筋全長周圍混凝土應(yīng)變變化的平均值。因此， 當(dāng)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁加載至破壞時(shí)，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋最大彎矩截面處的應(yīng)力小于有粘結(jié) 預(yù)應(yīng)力梁對應(yīng)截面處預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力增量，并小于其無粘結(jié)筋的極限強(qiáng)度。

無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是繼有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)后又一種新的結(jié)構(gòu)形式。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)自重輕。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)澆筑混凝土?xí)r可以不預(yù)留孔道，因此能夠減小構(gòu)件尺寸并減輕自重，同時(shí)減小下部支撐結(jié)構(gòu)的 荷載以及降低造價(jià)。②施工速度快。施工時(shí)同非預(yù)應(yīng)力鋼筋一樣，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋按 照設(shè)計(jì)要求放置在模板內(nèi)，然后澆筑混凝土，等到混凝土到達(dá)一定強(qiáng)度后再進(jìn)行張拉、錨固 并封堵端部。施工過程中不需要預(yù)埋管道、穿筋和灌漿等復(fù)雜工序，大大簡化了施工工藝，加快了施工速度。同時(shí)，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可預(yù)制也可現(xiàn)澆，對于構(gòu)造比較復(fù)雜的曲 線布筋構(gòu)件和運(yùn)輸不便、施工場地受限的建筑均可適用。③抗腐蝕能力強(qiáng)。無粘結(jié)預(yù) 應(yīng)力筋放在涂有防腐油脂的塑料套管內(nèi)，具有雙重的防腐能力。后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件因壓 漿不密實(shí)而可能導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕或斷絲，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件則可以避免出現(xiàn)這樣的危險(xiǎn)。④使用性能好。裂縫和撓度在使用荷載作用下容易得到控制。通過同時(shí)配置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋 和非預(yù)應(yīng)力筋，可以在滿足極限承載力的同時(shí)，避免較大集中裂縫的出現(xiàn)，具有與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相似的力學(xué)性能。⑤防火性能好。后張現(xiàn)澆平板結(jié)構(gòu)的火災(zāi)試驗(yàn)表明，只要具有一定的保護(hù)層厚度和板的厚度，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的防火性能是可靠的。一些國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中規(guī)定了無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土板的厚度限值和保護(hù)層厚度限值。⑥抗震性能好。研究表明，在地震荷載的作用下，當(dāng)產(chǎn)生大幅度反復(fù)位移時(shí)，與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力 筋可能由受拉變?yōu)槭軌翰煌?，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋能始終處于受拉狀態(tài)。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力變 化幅度小，可將局部變形均勻分布到預(yù)應(yīng)力筋全長上，因而能使無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力始終 保持在彈性階段。同時(shí)，無粘結(jié)部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中配置的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，可以使結(jié)構(gòu) 具有較好的能量耗散能力。⑦應(yīng)用范圍廣。多層以及高層建筑中的單向板、密肋板、雙向連續(xù)板以及框架梁、井字梁、扁梁和懸臂梁等結(jié)構(gòu)或構(gòu)件均可采用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

2 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)分析

2.1 梁預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)及質(zhì)量控制

①預(yù)應(yīng)力筋穿放。在梁底模上定出預(yù)應(yīng)力筋的軸線位置，并做好標(biāo)志，按圖紙要求在軸線 上每隔1m 劃一橫線寫上該點(diǎn)標(biāo)高尺寸。檢查非預(yù)應(yīng)力筋的直徑、規(guī)格、位置等是否正確。按 圖紙進(jìn)行鋼筋綁扎，要求嚴(yán)格控制鋼筋的間距及位置。②承壓板、控制點(diǎn)的定位、 固定。定位時(shí)應(yīng)調(diào)整柱子主筋及梁錨固端鋼筋的位置，以保證預(yù)應(yīng)力筋順利通過，固定時(shí)，承壓板用電焊焊牢，并保證承壓板各方向和垂直度，控制點(diǎn)定位筋用直徑不小于8 的金剛筋 同箍筋焊牢。③控制預(yù)應(yīng)力筋的曲線形狀。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)中常采用拋物線、斜直線、平直線等幾種線形，或它們的組合。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)先鋪設(shè)下支預(yù)應(yīng)力筋，再鋪設(shè)上層筋，每層筋鋪設(shè)時(shí)，先鋪設(shè)中間束鋼筋，依次鋪設(shè)邊束鋼筋。每束預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)理順，每隔1000mm～ 2000mm 綁扎，并與定位筋綁扎牢固。

2.2 預(yù)應(yīng)力筋的張拉預(yù)應(yīng)力

筋在張拉之前需要準(zhǔn)備的工作：①清理錨墊板喇叭管里面的混凝土；②清理鋼絞線上泥漿；③套上錨板，在錐子孔內(nèi)涂黃油并安裝工作夾片；④完成千斤頂?shù)陌惭b；⑤套上限位板； ⑥確保使用的千斤頂和油壓表配套，裝上張拉千斤頂；⑦裝上錨板并在錐孔內(nèi)安裝錨夾片。達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行張拉，按照相關(guān)要求采用的是一端張拉方式，張拉前加固腳手架和張拉平臺并進(jìn)行張拉前的準(zhǔn)備工作，確保相關(guān)工作人員安全、順利的進(jìn)行張拉。

2.3 預(yù)應(yīng)力孔道灌漿預(yù)應(yīng)力

筋張拉結(jié)束后，必須在24 小時(shí)內(nèi)進(jìn)行灌漿，如果不能在24 小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)灌漿，就要采取一定措施以保證錨固設(shè)施和鋼絞線不銹蝕。在有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的施工中，孔道灌漿的質(zhì)量是非常重要的，因此，在壓漿前應(yīng)仔細(xì)檢查壓漿機(jī)，并且要向管道內(nèi)注壓清水，沖洗管道，直到全部管道沖洗結(jié)束后，才能開始壓漿步驟?？椎拦酀{時(shí)，選用灰漿泵進(jìn)行操作。

3 預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展展望

近年來國家大力倡導(dǎo)綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展，預(yù)應(yīng)力作為結(jié)構(gòu)高效、節(jié)材、耐久的技術(shù)必將得到更廣泛的應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力工藝技術(shù)結(jié)合施工工藝產(chǎn)生的綠色無支架施工工法也將是未來大型復(fù)雜工程的重要選擇。結(jié)合國家政策導(dǎo)向和工程建設(shè)需求，未來預(yù)應(yīng)力技術(shù)將會有更快的進(jìn)步和更為廣泛的應(yīng)用。

3.1 新材料技術(shù)開發(fā)應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力材料技術(shù)的發(fā) 展是預(yù)應(yīng)力技術(shù)革命的先驅(qū)。預(yù)應(yīng)力筋除了目前使用的高強(qiáng)度鋼材外，未來還應(yīng)有耐久性好、強(qiáng)度高、自重輕的碳纖維和聚酯纖維類預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)加大相關(guān)應(yīng)用技術(shù)研究，進(jìn)一步研究其 張拉錨固技術(shù)和結(jié)構(gòu)應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，積極推廣使用該技術(shù)。此外，現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力鋼筋的耐久性能、防火性能也是未來應(yīng)繼續(xù)改進(jìn)研究的方向。

3.2 預(yù)應(yīng)力工藝技術(shù)的發(fā)展

工藝技術(shù)是保證預(yù)應(yīng)力短期、長期效應(yīng)和耐久性的關(guān)鍵手段，應(yīng)積極發(fā)展預(yù)應(yīng)力筋智能化張拉技術(shù)，減少人為因素對施工質(zhì)量的影響；應(yīng)改進(jìn)灌漿技術(shù)和設(shè)備，提高灌漿質(zhì)量，完善侵蝕性環(huán)境下無粘結(jié)束密封技術(shù)，尤其是錨固端封閉技術(shù)。發(fā)展預(yù)應(yīng)力技術(shù)與施工方法結(jié)合形成的預(yù)應(yīng)力施工工法或?qū)＠?，擴(kuò)大特殊預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在懸臂分段施工、固定胎架連續(xù)頂推施工、移動模架逐孔施工、塊體節(jié)段拼裝、大節(jié)段預(yù)制吊裝等領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模，擴(kuò)展預(yù)應(yīng)力技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)

我國當(dāng)前的預(yù)應(yīng)力混凝土房屋建筑設(shè)計(jì)水平相對還比較低，急待完善與提高，主要表現(xiàn)在：結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土特點(diǎn)對結(jié)構(gòu)的整體布局，概念設(shè)計(jì)，方案對比，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的分析研究薄弱，設(shè)計(jì)理論上過分強(qiáng)調(diào)了裂縫對耐久性的危害，對某些預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗裂要求過嚴(yán)，造成用鋼量明顯增加。因此，要積極改進(jìn)規(guī)范條文，精心設(shè)計(jì)，突出預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和綜合優(yōu)勢，充分體現(xiàn)預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為綠色結(jié)構(gòu)技術(shù)的特點(diǎn)，積極普及推廣。

4 結(jié)束語

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用大大降低了混凝土和鋼筋的使用，而且工期短、結(jié)構(gòu)簡單，便于施工作業(yè)，因此也具有更加廣闊的發(fā)展空間。