房屋建筑預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用研究

杜樹堂

摘 要：預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是目前建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的新型施工技術(shù)，在房屋建筑中的應(yīng)用尤為廣泛。文章采用理論結(jié)合實(shí)踐的方法，簡單介紹了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的基本原理，分析了此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用過程，并提出具體應(yīng)用要點(diǎn)。分析結(jié)果表明，科學(xué)合理地應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可以解決房屋建筑施工中遇到的裂縫問題，保證施工質(zhì)量和耐久性，值得大范圍推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;預(yù)應(yīng)力施工技術(shù);原材料;張拉

中圖分類號：TU75 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）12-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.030

在房屋建筑施工中，科學(xué)合理地應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，可以減輕施工階段的支撐，控制施工裂縫和撓度，減少建筑工程結(jié)構(gòu)部分截面尺寸，提升房屋建筑施的抗震性，更好地保護(hù)居民生命和財(cái)產(chǎn)安全。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具有良好的發(fā)展前景，開展房屋建筑預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用研究的重要性日益凸顯。

1 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)概述

1.1 預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用意義

房屋建筑工程施工建設(shè)的過程中，通過科學(xué)規(guī)范使用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)，能夠提高工業(yè)民用建筑的施工建設(shè)水平。目前，我國房屋建筑、道路、橋梁等規(guī)模在逐漸擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度更高，各種工程項(xiàng)目施工建設(shè)使用的施工技術(shù)的相似度比較高。房屋建筑工程施工過程中，如果預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致土建施工的質(zhì)量無法得到保障，尤其是在施工建設(shè)前期。

1.2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)基本原理

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是目前建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的新型施工技術(shù)，主要原理是根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求和形式要求，按照房屋建筑結(jié)構(gòu)形式和使用特點(diǎn)，做好預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)工作，先給混凝土施加外部荷載，達(dá)到要求之后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉，在房屋建筑中形成張拉和拉力，更好地平衡外部荷載，避免混凝土結(jié)構(gòu)因?yàn)槌惺軕?yīng)力過大而形成崩裂和損壞，保證房屋建筑工程的總體質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用

2.1 控制原材料的質(zhì)量

應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)需要用到很多原材料，如預(yù)應(yīng)力筋、各種固定錨具、混凝土等，每種原材料都有其獨(dú)特的作用。在具體施工中，原材料的質(zhì)量直接決定了房屋建筑的總體質(zhì)量，各種原材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場前，要由廠家提供材料的質(zhì)量合格證書，以及能夠反映材料質(zhì)量和性能的檢驗(yàn)報(bào)告，要在監(jiān)理單位的組織下進(jìn)行抽檢，確認(rèn)達(dá)標(biāo)后才能使用，否則需要返廠處理。

2.2 預(yù)應(yīng)力筋下料和制作固定錨具

預(yù)應(yīng)力筋的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑工程的總體質(zhì)量，為保證施工質(zhì)量，在預(yù)應(yīng)力筋下料之前，要將預(yù)應(yīng)力筋切斷成設(shè)計(jì)所需的長度，要盡量采用砂輪機(jī)切割，控制預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力變形量。預(yù)應(yīng)力筋下料完成后，及時(shí)跟進(jìn)固定端錨具制作，按照設(shè)計(jì)要求制作錨具。

預(yù)應(yīng)力筋和錨具制作完成后，要及時(shí)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在鋼絞線下料時(shí)，要嚴(yán)格控制鋼絞線的下料長度，保證大于實(shí)際設(shè)計(jì)長度，以滿足溫度張拉的需求。

預(yù)應(yīng)力筋下料完成后要做好校直工作，避免存在任何磨損和死彎問題，否則會影響后期張拉效果。進(jìn)入預(yù)應(yīng)力施工現(xiàn)場的鋼絞線要按照長度的不同分類堆放，并做好鋼絞線規(guī)格、尺寸、外觀質(zhì)量、數(shù)量、型號的檢驗(yàn)工作。

2.3 預(yù)應(yīng)力張拉

張拉需要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格把控張拉力，具體的張拉程序?yàn)椋?張拉力，緩慢增大到初應(yīng)力σ0，然后再增加到20%σcon、70%σcon、σcon，張拉到σcon之后不能立即撤去張拉力，而是需要繼續(xù)持荷2 min以上后再進(jìn)行錨固[1]。

為提升預(yù)應(yīng)力筋施工的張拉效果，保證房屋建筑的總體質(zhì)量，在具體張拉過程中，要采取“雙控”方法，以控制張拉應(yīng)力為主，控制鋼絞線伸長量為輔，二者相互校核?？刂茝埨瓡r(shí)的實(shí)際伸長量和理論伸長量的誤差控制在±6%以內(nèi)，且張拉力必須滿足設(shè)計(jì)要求。如果超過設(shè)計(jì)允許范圍，必須立即停止張拉，查找問題根源并處理后再繼續(xù)張拉。張拉力達(dá)到控制所需的應(yīng)力后，要持荷至少2 min再錨固，并填寫張拉記錄。

預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)的注意事項(xiàng)包括三個(gè)方面。第一，把錨墊板中的各種雜物清理干凈，如果鋼絞線上存在污泥、銹蝕要清理干凈。第二，精確安裝錨板，在錨板穿鋼絞線的孔洞上涂抹一層黃油，再將工作夾片安裝到錐孔中。隨后，將千斤頂也安裝在指定位置，將限位板套在預(yù)應(yīng)力張拉所需的位置后安裝千斤頂和工具錨板。第三，等混凝土強(qiáng)度達(dá)到張拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，采用精度比較高的智能化張拉設(shè)備進(jìn)行張拉操作。

2.4 預(yù)應(yīng)力孔道灌漿

當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉完成后，必須在24 h內(nèi)完成孔道灌漿操作，如果遇到停電、大雨、大風(fēng)等特殊情況，要做好保護(hù)措施，避免錨固裝置、鋼絞線等發(fā)生銹蝕問題，防止發(fā)生滑絲現(xiàn)象?？椎拦酀{是預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的核心工序，灌漿效果對房屋建筑工程質(zhì)量具有較大影響。為保證孔道灌漿質(zhì)量，在開始壓漿前，要對壓漿機(jī)進(jìn)行全面系統(tǒng)的檢查和標(biāo)定，確認(rèn)各項(xiàng)精度都達(dá)到施工要求后再進(jìn)行關(guān)鍵操作。通過灌漿機(jī)向管道內(nèi)部注壓清水，以便全面沖洗管道，潤濕管道，待管道被充分潤濕后再進(jìn)行壓漿操作，提升漿液和管道之間粘結(jié)的緊密性[2]。

灌漿漿液可選擇由普通硅酸鹽水泥配制而成的純水泥漿液，水灰比控制在0.4～0.5。為控制水化熱，要加入約5%的減水劑。灌漿漿液的技術(shù)指標(biāo)為：最大泌水率不超過3%，3 h泌水率不超過2%，泌水在24 h內(nèi)能夠被漿液全部吸回;漿液的自由膨脹率不能超過10%;稠度控制在14 S～18 S;28 d抗壓強(qiáng)度不小于68.9 MPa。

3 房屋建筑預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 在板柱結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在房屋建筑板柱結(jié)構(gòu)中應(yīng)用時(shí)，施工順序?yàn)椋合冗M(jìn)行杯形基礎(chǔ)杯底施工，以精確控制安裝標(biāo)高;再進(jìn)行板柱安裝，做好校正和固定工作后，進(jìn)行支撐樓板的臨時(shí)托架施工;然后進(jìn)行樓板和邊梁施工;最后灌注板柱之間的砂漿并進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)。具體的應(yīng)用機(jī)理為：從柱網(wǎng)縱橫區(qū)域穿入預(yù)應(yīng)力筋，通過預(yù)應(yīng)力張拉方法，提升板柱之間結(jié)合力度，保證所有結(jié)構(gòu)都能形成主體，提升房屋建筑工程的總體穩(wěn)定性和抗震性[3]。

在板柱結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)時(shí)，關(guān)鍵是合理配置預(yù)應(yīng)力筋，在現(xiàn)場施工條件允許，在保證施工和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量選擇碳素鋼絲，也可以選擇鋼絞線束。預(yù)應(yīng)力錨具要選擇鋼質(zhì)錐形錨具，輔以YC-18型穿心式千斤頂進(jìn)行高空張拉[4]。

在整個(gè)張拉過程中，板柱軸線的長度不足，要先對其進(jìn)行固定，然后再進(jìn)行上層樓板吊裝，進(jìn)行板柱之間的混凝土灌注，等混凝土灌注完成之后，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，繼續(xù)開展下層預(yù)應(yīng)力筋張拉。此種預(yù)應(yīng)力施工張拉方法，能夠控制柱頂?shù)奈灰屏?。如果在張拉時(shí)遇到軸線長度較長的情況，為避免發(fā)生砂漿壓縮變形過大的問題，要采取一系列行之有效的方法和措施，消除或者是減小柱的彎矩，保證張拉效果。

3.2 在加固施工中的應(yīng)用

隨著我國建筑工程規(guī)模的擴(kuò)大，人們對建筑的整體穩(wěn)定性要求越來越高。為提高我國土地資源的利用率，必須采用合理的方式提高對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)勢可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的加固;二是局部加固，提高建筑局部的強(qiáng)度。

3.3 在混凝土框架中的應(yīng)用

我國城市建筑工程數(shù)量越來越多，且房屋建筑的可用面積在逐步縮小。為了提高我國土地資源的利用率，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家的相關(guān)要求。高層建筑施工的過程中會使用大量的框架結(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)對混凝土框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重視。

現(xiàn)階段，施工單位通過不斷摸索與探究，將預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)用到混凝土框架的施工中，混凝土框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。技術(shù)人員通過對施工現(xiàn)場周密的勘察與分析，全面了解混土框架的整體情況，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)的混凝土滲漏等問題，可以加強(qiáng)對波紋管的防護(hù)，保證波紋管的使用安全性。

3.4 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)模越來越大，高層建筑越來越多，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。房屋建筑工程應(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，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。

3.5 在多跨連續(xù)梁中的應(yīng)用

房屋建筑工程施工的過程中會涉及多跨連續(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)對預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用，從而提高多跨連續(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)，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)多跨連續(xù)梁變形的問題。

3.6 在受彎構(gòu)件中的應(yīng)用

房屋建筑工程施工建設(shè)的過程中，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)度會受到影響，因此，可以通過受彎構(gòu)件的方式提高建筑的穩(wěn)定性，確保建筑能夠承載一定的壓力。

處理構(gòu)件時(shí)，采用碳纖維施工技術(shù)會導(dǎo)致構(gòu)件的承載力下降，從而影響建筑使用的安全性。融合預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)與碳纖維施工技術(shù)，能夠提高建筑構(gòu)件的承載能力，保證受彎構(gòu)件加固建筑結(jié)構(gòu)。

3.7 在無粘結(jié)樓面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

無粘結(jié)樓面結(jié)構(gòu)可以很好地應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，但要先考慮預(yù)應(yīng)力筋的布置情況，例如，對多跨單向平板無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋而言，可采取縱向的多波連續(xù)性曲線配置方法。在采用此種方法時(shí)，曲線筋選擇的形式要和樓板承受荷載形式、活荷載情況以及荷載的比值等需要呈現(xiàn)出相互對應(yīng)的關(guān)系[5]。

對于多跨向平板無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋施工，可采取縱橫雙向多波連續(xù)曲線配筋的方法，在均勻布置荷載的情況下實(shí)現(xiàn)均勻布筋。應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)時(shí)，要根據(jù)房屋建筑設(shè)計(jì)要求合理確定耐火等級，如果梁體寬度為20 cm～30 cm，要涂刷一些防火涂料。

3.8 在樓板施工中的應(yīng)用

結(jié)合房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及現(xiàn)場施工單位的綜合能力，制定有針對性的施工方案。控制施工段長度在30 m～40 m，當(dāng)?shù)匾欢位炷翝仓┕ね瓿珊?，及時(shí)進(jìn)行第二段混凝土施工，要保證第一段混凝土施工預(yù)應(yīng)力張拉全部完成后才能進(jìn)行第二段混凝土澆筑[6]。尤其是預(yù)應(yīng)力筋方向布置的剪力墻，會在一定程度上影響板柱預(yù)應(yīng)力的建立。具體施工中，必須綜合考慮這一影響因素，對剪力墻可采取三面預(yù)留施工縫的方法處理，以保證剪力墻和板柱相互分離，等樓板預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，再施工縫重新補(bǔ)澆。

4 預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量控制措施

在房屋建筑工程預(yù)應(yīng)力工程施工過程中，質(zhì)量控制非常關(guān)鍵。

第一，管理人員要對材料采購環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)督管理，結(jié)合項(xiàng)目施工的實(shí)際情況選擇合適的施工原材料，制訂相應(yīng)的項(xiàng)目預(yù)算與采購方案，保證采購環(huán)節(jié)工作開展的科學(xué)性與規(guī)范性。工作人員要全面調(diào)研和分析材料的市場價(jià)格，明確材料采購的最高上限金額，同時(shí)，要全面了解材料供應(yīng)商的資質(zhì)和信譽(yù)，保證材料的質(zhì)量、數(shù)量、型號、尺寸、外觀等相關(guān)信息符合建筑工程項(xiàng)目施工的實(shí)際要求。

第二，技術(shù)人員要嚴(yán)格管控預(yù)應(yīng)力張拉環(huán)節(jié)，需要保證預(yù)應(yīng)力筋的張拉長度符合工程需要，進(jìn)而發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的作用。施工人員在灌漿施工前，需要全面清理預(yù)留孔，保證其干凈整潔。

第三，管理人員需要加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理，保證預(yù)應(yīng)力筋曲線形狀滿足施工需求，并由監(jiān)理人員監(jiān)督該環(huán)節(jié)的施工過程。管理人員應(yīng)詳細(xì)檢查筋外部波紋套管的質(zhì)量，避免出現(xiàn)損壞等質(zhì)量問題，確保其完整性，控制預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋的施工質(zhì)量。同時(shí)，要防止混凝土振搗操作過程中出現(xiàn)套管破損等質(zhì)量問題。

5 結(jié)語

當(dāng)前，房屋建筑施工的數(shù)量不斷增加，預(yù)應(yīng)力技術(shù)便是其中重要的技術(shù)類型。預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具有抗拉能力強(qiáng)、提升構(gòu)件剛度、擴(kuò)大構(gòu)件應(yīng)用范圍等優(yōu)勢，可解決房屋建筑施工存在的強(qiáng)度不足、裂縫等問題，對增強(qiáng)相關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力、提高結(jié)構(gòu)的整體性起到了重要的作用，影響施工項(xiàng)目的綜合水平與建筑的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

文章采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，研究了房屋建筑預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用。研究結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)在控制裂縫、提升房屋建筑質(zhì)量和抗震性等方面具有較大優(yōu)勢，但預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)涉及內(nèi)容較多，要綜合考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，嚴(yán)格控制工序質(zhì)量，最大限度地保證房屋建筑施工質(zhì)量，發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)應(yīng)有的作用。

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