房屋建筑預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用

郭軍英

一、前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國建筑行業(yè)取得了較大的發(fā)展。近些年由于房地產(chǎn)市場的火熱，各個地區(qū)房屋建筑工程的數(shù)量也在不斷增加，規(guī)模也變得越來越大，如何保證房屋建筑工程施工質(zhì)量成為了社會重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。作為房屋建筑施工技術(shù)中的重點(diǎn)技術(shù)，通過對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的性能、使用功能以及工程施工過程進(jìn)行改善，并且能夠提升工程的投資效益。本文首先對預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行了簡單闡述，之后對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了分析，分別對房屋建筑預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)中，先張法及后張法的應(yīng)用情況進(jìn)行了研究。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土概述

在全部使用荷載下，受拉邊緣禁止出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土就是全預(yù)應(yīng)力混凝土，而允許出現(xiàn)一定程度的裂縫或者拉應(yīng)力的混凝土指的是部分預(yù)應(yīng)力混凝土。在有混凝土不開裂要求的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)當(dāng)使用全預(yù)應(yīng)力混凝土，而部分預(yù)應(yīng)力混凝土具有較好的綜合性能，有著較大的適用范圍，并且投入的費(fèi)用也比較低，因此使用較為廣泛。根據(jù)不同的預(yù)加應(yīng)力方法和預(yù)應(yīng)力筋凝結(jié)狀態(tài)，可以將混凝土分為多種類型，按照預(yù)加應(yīng)力方法可以分為先張法和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土，按照預(yù)應(yīng)力筋粘結(jié)狀態(tài)可以分為有粘結(jié)、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)形式混凝土的性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土，不僅減少結(jié)構(gòu)變形，同時能夠使結(jié)構(gòu)剛度得到提升，使裂縫減小和消除，使用壽命得到了明顯的提升，特點(diǎn)包括耐腐蝕、抗疲勞、耐高壓等，所以應(yīng)用較為廣泛。下面將分別對先張法和后張法進(jìn)行分析。

三、先張法

先張法指的是在對混凝土構(gòu)件進(jìn)行澆筑之前，需要對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，同時在鋼模及臺座上錨固預(yù)應(yīng)力筋，之后再進(jìn)行混凝土的澆筑，等待混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的75%以上。確保預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力能夠滿足相關(guān)要求，之后將預(yù)應(yīng)力筋放松。在預(yù)應(yīng)力筋回縮的過程中，可以通過對粘結(jié)力的利用，讓混凝土有預(yù)壓應(yīng)力產(chǎn)生。在一些中小型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的生產(chǎn)中，先張法有著較為廣泛的應(yīng)用，比如小梁、樓板以及屋面板等構(gòu)件的生產(chǎn)。

1.混凝土澆筑

在先張法中，混凝土的澆筑可以選擇在預(yù)應(yīng)力筋張拉完成之后進(jìn)行。在臺座上進(jìn)行混凝土的澆灌時，應(yīng)當(dāng)按照順序從臺座一端向另一端進(jìn)行澆灌。根據(jù)模板的構(gòu)造形式以及澆筑速度來決定一次同時澆筑的生產(chǎn)線，要求一次連續(xù)完成對每條生產(chǎn)線上構(gòu)件的澆灌。

在混凝土澆灌的過程中，要對水灰比進(jìn)行嚴(yán)格控制，要求振搗充分，為了提高振搗的密實(shí)性，可以適當(dāng)延長振搗的時間。由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件節(jié)點(diǎn)以及端部的鋼筋布置比較緊密，所以在對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行放松的過程中，在端部還會有應(yīng)力集中情況產(chǎn)生，因此，針對這些位置的混凝土，在振搗過程中要給予一定的重視?；炷翗?gòu)件在剛澆搗后，要避免外露的預(yù)應(yīng)力筋被踩踏損害，防止混凝土和預(yù)應(yīng)力筋之間的粘結(jié)力被破壞掉。

進(jìn)行疊成生產(chǎn)構(gòu)件時，要求下層構(gòu)件混凝土強(qiáng)度超過5.0N/mm2時才可以進(jìn)行上層構(gòu)件混凝土的澆搗，通常情況下，如果當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁卦?0℃以上時，每疊澆一層需要經(jīng)過2天。在每次疊澆的過程中，要將隔離劑涂刷到下層構(gòu)件的表面，避免構(gòu)件隔層之間發(fā)生粘結(jié)。

2.混凝土的養(yǎng)護(hù)

如果預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是采用臺座法制作的，通常采用自然養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。此外，也可以通過加早強(qiáng)劑以及蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，加速臺座周轉(zhuǎn)率，使生產(chǎn)量得到增加，混凝土的養(yǎng)護(hù)時間得到縮減。

采用槽式臺座生產(chǎn)構(gòu)件并采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時，受到臺座和受拉鋼筋溫差的影響，會損失預(yù)應(yīng)力，這是因?yàn)闈矒v混凝土之后，混凝土溫度迅速上升，雖然混凝土和鋼筋線膨脹系數(shù)相近，但是由于混凝土和鋼筋還沒有形成整體，并且鋼筋是被錨固在臺座上的，臺座上升的溫度要小于鋼筋，所以鋼筋在受熱以后無法伸長，僅僅會發(fā)生膨脹，導(dǎo)致鋼筋張拉應(yīng)力變小，鋼筋變松。為了避免這種情況的發(fā)生，減少損失，通常會進(jìn)行二次升溫，要求第一次升溫溫差在20℃以下，等到混凝土強(qiáng)度超過10N/mm2，再根據(jù)相關(guān)規(guī)定實(shí)施升溫養(yǎng)護(hù)。由于鋼筋和混凝土已經(jīng)成為一個整體了，兩者之間粘結(jié)力比較強(qiáng)，所以再次升溫不會導(dǎo)致鋼筋應(yīng)力的下降，溫度不會對伸縮產(chǎn)生影響。

如果預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是采用鋼模制作而成，可以在鋼模上直接錨固鋼筋，當(dāng)增加溫度時，鋼筋與模板會發(fā)生同樣變形，也不會損失應(yīng)力，所以可以使用普通的加熱養(yǎng)護(hù)方法。

3.預(yù)應(yīng)力筋的放松

作為預(yù)應(yīng)力建立的重要過程，預(yù)應(yīng)力筋的放松順序以及放松方法的正確性，對構(gòu)建的質(zhì)量會有著直接的影響，所以，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋放松之前，要確保放松方法的可靠性以及放松順序的正確性，采用科學(xué)的施工技術(shù)使工程質(zhì)量得到有效保障。

只有在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度之后，才可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的放松，如果設(shè)計強(qiáng)度沒有做具體要求，那么應(yīng)該將混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%，作為預(yù)應(yīng)力筋放松的最低強(qiáng)度限制標(biāo)準(zhǔn)。

針對中小型鋼筋混凝土構(gòu)件，通常配筋較少，可以采用剪切、熔斷及鋸割方式進(jìn)行鋼絲放松。對于長線臺座上的鋼絲，可以從生產(chǎn)線中間的構(gòu)件來作為剪筋起點(diǎn)，可以減少回彈。當(dāng)對第一構(gòu)件實(shí)施剪筋后，和構(gòu)件與底模之間的摩擦阻力相比，預(yù)應(yīng)力筋的收縮力明顯更高，所以構(gòu)件與底模會發(fā)生分離，有利于構(gòu)件的脫模。針對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，為了防止扭轉(zhuǎn)過度導(dǎo)致構(gòu)件端部產(chǎn)生開裂的情況，需要從外往內(nèi)進(jìn)行對稱擺放。如果構(gòu)件內(nèi)的配筋較多，需要采用千斤頂或者沙箱同時放松所有鋼絲，不然最后放松的鋼絲會因?yàn)閼?yīng)力過大而發(fā)生斷裂。如果鋼筋數(shù)量比較少，則可以采用加熱單根熔斷的方式進(jìn)行放松。

在粗鋼筋的放松過程中，可以采用氧氣乙炔焰來進(jìn)行放松，同時需要對每根鋼筋實(shí)施輪換加熱，讓其溫度共同上升。等到鋼筋伸長并且有縮頸出現(xiàn)時，就可以將鋼筋切斷，在這一過程中要注意不要將構(gòu)件燒傷。

四、后張法

后張法中首先需要生產(chǎn)構(gòu)件，之后還需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加，具體包括制作預(yù)應(yīng)力筋、張拉預(yù)應(yīng)力筋以及孔道灌漿等。

后張法是在澆筑結(jié)構(gòu)混凝土或者構(gòu)件制作中預(yù)留孔道，等到混凝土強(qiáng)度滿足要求之后再將預(yù)應(yīng)力筋穿入到預(yù)留孔中，再根據(jù)設(shè)計規(guī)定實(shí)施張拉，在構(gòu)件端部錨固預(yù)應(yīng)力筋，之后實(shí)施灌漿。后張法中，預(yù)應(yīng)力筋是直接在構(gòu)件上進(jìn)行張拉，受到預(yù)壓力的影響混凝土?xí)a(chǎn)生彈性壓縮，不會對預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力值造成影響。在屋架等大型構(gòu)件的施工現(xiàn)場制作中后張法較為適用，能夠避免運(yùn)輸過程導(dǎo)致的不必要投入?？梢韵葘⑵囱b式大跨度屋架等大型構(gòu)件進(jìn)行分開預(yù)制，先制作出小型塊體，將這些小型塊體運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場之后，再進(jìn)行拼裝使其成為一個整體?；蛘咄ㄟ^預(yù)加應(yīng)力的方式，待各個構(gòu)件安裝完成后，再進(jìn)行拼裝使其成為一個整體預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。在后張法中，主要是通過兩端的錨具來傳遞預(yù)應(yīng)力，作為預(yù)應(yīng)力筋的重要組成部分，錨具需要在構(gòu)件中永久留置，耗用的鋼材比較多，成本投入大，又因?yàn)殄^具加工有著較高的要求限制，還要進(jìn)行孔道預(yù)留、穿筋、鋼筋張拉等工序，所以具有十分復(fù)雜的施工工藝。

五、結(jié)語

和傳統(tǒng)鋼筋混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土能夠降低混凝土、鋼筋以及模板的使用量，能夠使工程造價得到有效控制。另外，預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，張拉和灌漿工藝不會占用主工期，不會延長施工工期，因此，具有較高的應(yīng)用價值。