預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與質(zhì)量管理

張萌

摘要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)在混凝土施工過程中技術(shù)已經(jīng)逐漸趨于成熟，然而在實(shí)際施工過程中還存在很多問題。在本次研究中我們主要針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工過程進(jìn)行闡述，并且分析了影響預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工的一些因素。針對(duì)如何有效控制預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提出有效的解決措施，進(jìn)一步提高建筑工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；施工；技術(shù)；質(zhì)量管理

一、預(yù)應(yīng)力混凝土

在工程建筑過程中混凝土是重要的建筑材料之一，然而由于其具備較低的抗拉能力。目前主要用于受拉區(qū)構(gòu)件，當(dāng)用作受拉或者受彎構(gòu)件時(shí)說，受拉區(qū)域的混凝土在一定應(yīng)力作用下很容易出現(xiàn)開裂的問題，導(dǎo)致構(gòu)件裂縫超出合理的構(gòu)建剛度要求。為能夠改善混凝土的受力性能，控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)一步防止構(gòu)件出現(xiàn)較大程度的變形，很多建筑工作者長(zhǎng)期通過實(shí)驗(yàn)探索出預(yù)加應(yīng)力的有效方法，且預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)承受一定荷載的情況下，人為對(duì)其荷載作用的受拉區(qū)施加預(yù)應(yīng)力能夠從一定程度或者全部抵消使用荷載，利用這種方法主要是能夠通過較高的混凝土抗壓能力，彌補(bǔ)其抗拉能力的缺失，即預(yù)應(yīng)力混凝土。 近年來(lái)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，并且廣泛應(yīng)用于建筑工程的多個(gè)方面，比如橋梁，壓力管道，建筑等，尤其對(duì)于一些高層建筑抗震結(jié)構(gòu)來(lái)說也取得了較大成果。目前，預(yù)應(yīng)力混凝土已經(jīng)廣泛適用于土建工程，作為重要的結(jié)構(gòu)材料大多用于公共建筑，高層，大跨度的橋梁等一些現(xiàn)代工程中。相比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土來(lái)說具有較多優(yōu)勢(shì)，能夠顯著提升構(gòu)件的抗?jié)B透性能以及抗裂性能，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的受力性能，進(jìn)一步提高構(gòu)件強(qiáng)度，有效防止構(gòu)件出現(xiàn)變形減少混凝土梁的主拉應(yīng)力和剪力，提高耐損力度和安全穩(wěn)定性，并且能夠節(jié)約生產(chǎn)材料，據(jù)統(tǒng)計(jì)能夠節(jié)約30%的混凝土和40%的鋼材料。但在實(shí)際使用時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土還存在一些問題，比如需要較為繁瑣的施工工序，而且施工技術(shù)要求較高，需要借鑒專業(yè)設(shè)備，而且很難控制預(yù)應(yīng)力反拱，隨著混凝土徐變程度增加也會(huì)從一定程度上影響結(jié)構(gòu)使用效果，施工周期通常較長(zhǎng)，相應(yīng)的施工成本也較大。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土的施工工藝分析

預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)際上是通過張拉構(gòu)件進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的張拉構(gòu)件，之后會(huì)產(chǎn)生一定的回彈力，回彈力是通過混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)力，進(jìn)一步將這種作用力傳遞給混凝土，進(jìn)而使混凝土受到壓力之后產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力混凝土需要按照其施加力的時(shí)間將其分為兩種，分別是先張法和后張法。具體來(lái)看，在先張法施工時(shí)將臺(tái)座上張拉預(yù)應(yīng)力筋達(dá)到一定長(zhǎng)度后，在臺(tái)座傳力架上，固定預(yù)應(yīng)力筋將張拉好的預(yù)應(yīng)力筋周圍進(jìn)行混凝土的澆筑，等到其達(dá)到一定強(qiáng)度后切斷預(yù)應(yīng)力筋，由于預(yù)應(yīng)力筋本身具有彈性回縮的性能，可以使混凝土受到預(yù)壓。而先張法主要是通過混凝土與預(yù)應(yīng)力筋的粘接力進(jìn)一步傳到預(yù)期強(qiáng)度，這種預(yù)應(yīng)力在后張法施工中，首先需要進(jìn)行混凝土構(gòu)件的澆筑。在預(yù)應(yīng)力筋的位置留出孔道，等到混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后將預(yù)應(yīng)力筋穿入孔道中，利用構(gòu)件將其作為受力臺(tái)座，完成張拉之后利用錨具將預(yù)應(yīng)力筋錨固在構(gòu)件上使混凝土能夠獲得壓應(yīng)力，最終在預(yù)留孔道中完成水泥砂漿，以確保鋼筋不會(huì)受到腐蝕作用，同時(shí)還可以將混凝土的筋束與混凝土連成整體。在后張法中鋼筋回彈力需要利用構(gòu)件端部的錨具才能夠使其產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。

三、影響混凝土施工質(zhì)量的因素

結(jié)構(gòu)參數(shù)。在具體施工過程中，結(jié)構(gòu)參數(shù)是施工控制的重要資料，結(jié)果參數(shù)的準(zhǔn)確性將進(jìn)一步影響結(jié)果準(zhǔn)確性。具體來(lái)看，結(jié)構(gòu)參數(shù)包括構(gòu)件的尺寸，彈性模量以及重量，施工荷載等因素。施工監(jiān)測(cè)是貫穿于整個(gè)施工過程的，能夠提高施工質(zhì)量。在建筑過程中，通常會(huì)采用一些具體的檢測(cè)工具來(lái)完成實(shí)時(shí)檢測(cè)。因此，在實(shí)際施工時(shí)需要考慮施工條件，監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝測(cè)量等的誤差對(duì)實(shí)際工程的影響。溫度變化是影響結(jié)構(gòu)變形的因素，如果溫差較大時(shí)，會(huì)使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大程度的變形，進(jìn)一步產(chǎn)生裂縫，不利于工程施工。在先張法中構(gòu)件中臺(tái)座和預(yù)應(yīng)力間的溫差還會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失。因此，在實(shí)際生活中盡量避免較大的溫差產(chǎn)生，混凝土的材料出現(xiàn)收縮或者徐變作用。徐變是指在一定荷載下隨時(shí)間延長(zhǎng)作用力方向的構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)一定程度的變形，徐變會(huì)使其內(nèi)力重分布，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大程度的變形，進(jìn)一步會(huì)使預(yù)應(yīng)力損失，而混凝土收縮是指在空氣中混凝土結(jié)硬進(jìn)而使其收縮，會(huì)使混凝土產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形或者產(chǎn)生裂縫，從一定程度上將影響混凝土構(gòu)件的耐久性和強(qiáng)度。對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說由于出現(xiàn)了混凝土的徐變和收縮，會(huì)損失產(chǎn)生的應(yīng)力。因此在實(shí)際施工時(shí)需要有效控制好混凝土材料收縮和徐變作用，減少其帶來(lái)的誤差。

四、有效控制預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量

做好工作人員的控制。在具體施工中，需要對(duì)施工單位的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格審查，并且從其設(shè)備，技術(shù)以及人員資質(zhì)上進(jìn)行檢查。在施工前需要閱讀設(shè)計(jì)圖紙，并且了解設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖，仔細(xì)閱讀設(shè)備說明書，并且能夠掌握關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)和一些注意事項(xiàng)。做好錨固體系的質(zhì)量控制工作。由于錨具體系是整個(gè)混凝土施工過程中的重要內(nèi)容，有效的錨固體系包括錨具，連接器等，并且需要注意的是預(yù)應(yīng)力的錨固體系，需要符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。錨具是確保預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠的關(guān)鍵技術(shù)，需要對(duì)錨具進(jìn)行外觀檢查，不能出現(xiàn)尺寸，腐蝕裂紋等問題，尤其還需要檢查錨具的強(qiáng)度，錨固能力，必要時(shí)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)一些重要的錨具來(lái)說還需要進(jìn)行破壞性檢測(cè)。

混凝土質(zhì)量控制。預(yù)應(yīng)力混凝土中通常是以水泥作為膠結(jié)料，這種混凝土具有高強(qiáng)度以及收縮和徐變小等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)質(zhì)量較輕，具備較高性能也是其主要指標(biāo)。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度的混凝土，能夠充分使用一些強(qiáng)鋼材，減少自重以及截面積，進(jìn)一步能夠減小結(jié)構(gòu)上所承受的荷載，是一些大跨徑的施工要求。而在高強(qiáng)度的混凝土具有較小徐變，收縮變形和較高的彈性模量，能夠避免出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失的問題。除此之外，高強(qiáng)度的混凝土還有良好的抗拉強(qiáng)度，粘結(jié)性和承壓強(qiáng)度，能夠避免在施工過程中出現(xiàn)裂縫，有利于完成和預(yù)應(yīng)力筋的錨固過程。在施工要求上對(duì)于混凝土需要盡早進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加，提高施工進(jìn)度。通常預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土強(qiáng)度需要高于c30，可以采用光面鋼絲，熱處理后的鋼筋作為預(yù)應(yīng)力筋，其強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)高于c40，同時(shí)在具體施工中針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中不能添加對(duì)鋼筋有腐蝕性作用的物質(zhì)，包括氯化鈉等。

預(yù)應(yīng)力鋼筋的控制。有效控制預(yù)應(yīng)力鋼筋的大小，主要是受到張拉控制應(yīng)力影響的。由于在具體使用中會(huì)出現(xiàn)不同程度的預(yù)應(yīng)力損失，因此需要采用較強(qiáng)的鋼筋強(qiáng)度。此外，還需要混凝土和鋼筋有良好的粘結(jié)性能。鋼筋需要具備良好加工性能和塑性。

合理控制混凝土澆筑。在進(jìn)行混凝土澆筑之前，由于部分工程為了能夠提高混凝土早期強(qiáng)度，通常采用添加早強(qiáng)劑的方式，在澆筑第三天便開始張拉預(yù)應(yīng)力，然而這種方法在實(shí)際施工中是不可取的。由于混凝土的強(qiáng)度以及相應(yīng)的彈性模量是不同步增長(zhǎng)的，過早進(jìn)行張拉則會(huì)損失預(yù)應(yīng)力，導(dǎo)致構(gòu)件承載力不夠，可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問題。

預(yù)應(yīng)力孔道灌漿。在灌漿過程中對(duì)漿料的強(qiáng)度，粘結(jié)力具有一定要求，還需要其具有較小的密水性和較強(qiáng)的流動(dòng)性，可以采用普通水泥和硅酸鹽水泥，水灰比為0.4到0.45之間。后張法預(yù)應(yīng)力施工是孔道灌漿的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)在張拉預(yù)應(yīng)力一天之內(nèi)完成灌漿，如無(wú)法及時(shí)灌漿則需要采取著措施以免預(yù)應(yīng)力筋受到腐蝕。

小結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的要求越來(lái)越高，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在工程建筑中被廣泛應(yīng)用，相比普通鋼筋混凝土來(lái)說工藝較為復(fù)雜，而且技術(shù)水平高。在具體施工中需要落實(shí)好每一道工序，分析影響其質(zhì)量的關(guān)鍵因素，并采取有效的質(zhì)量控制措施，進(jìn)一步提高工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：山東瑞源混凝土有限公司）