淺談建筑預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)與質(zhì)量控制要點(diǎn)

黃榮洲

（福建宇宏工程項(xiàng)目管理有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

建筑行業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，為我國城市化進(jìn)程的推進(jìn)和人們居住條件的改善做出了巨大的貢獻(xiàn)。經(jīng)過幾十年的大規(guī)模建設(shè)，一代又一代建筑人的摸索和實(shí)踐，總結(jié)出了許多先進(jìn)的施工理念和施工技術(shù)，推動了我國建筑施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，部分施工技術(shù)已走在世界前列，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)便是其中之一[1]?？茖W(xué)合理地應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)能夠提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，節(jié)省材料，促進(jìn)更多大空間大跨度建構(gòu)造物的建成。但預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)具有較大的施工難度，需要施工人員不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握施工工藝和技術(shù)要點(diǎn)，以推動預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用[2]。

1 工程概況

廈門首創(chuàng)奧特萊斯項(xiàng)目位于廈門市翔安區(qū)濱海東大道與新城中路交叉口西南側(cè)，由廈門鉅大奧萊商業(yè)管理有限公司開發(fā)建設(shè)，中國建筑第五工程局有限公司施工。項(xiàng)目占地面積約55656.801m2，總建筑面積124866.16m2。其中地上建筑面積83480m2，人防地下室5890m2，非人防地下室35496.16m2。

地面建筑由6幢3～4層商業(yè)用房通過室外連廊連接成一個(gè)整體，以商業(yè)用房為主，配套有部分設(shè)備用房、商業(yè)管理用房。工程室外連廊跨度大，采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力（混合配筋）梁，后張法施工，預(yù)應(yīng)力梁混凝土強(qiáng)度為C40,預(yù)應(yīng)力鋼絞線直徑15.2mm，抗拉強(qiáng)度1860MPa，低松弛型。

根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)采用單端張拉，張拉端采用夾片式錨具，固定端采用擠壓式錨具，其錨具性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力錨具、夾具和連接器》（GB/T14370-2015）的要求。

工程區(qū)域較大，主體結(jié)構(gòu)采用劃分區(qū)域進(jìn)行流水施工，在施工時(shí)總包單位考慮預(yù)應(yīng)力梁的整體結(jié)構(gòu)性能，將每一處預(yù)應(yīng)力梁部位整體劃到一片區(qū)域內(nèi)一次澆筑成型，保證后期預(yù)應(yīng)力梁的施工張拉效果。

2 預(yù)應(yīng)力施工準(zhǔn)備工作的要點(diǎn)

該工程預(yù)應(yīng)力施工主要包括平臺搭設(shè)、波紋管鋪設(shè)、預(yù)應(yīng)力筋穿束與定位、張拉、注漿、封端等施工流程。由于現(xiàn)場涉及的工序較多，所以施工單位在人員方面做了精心安排，保障施工現(xiàn)場各項(xiàng)工作的正常進(jìn)行，選擇了專業(yè)的分包隊(duì)伍，進(jìn)行材料、機(jī)械和技術(shù)方案的前期準(zhǔn)備。施工前組織全體人員熟悉該工程的設(shè)計(jì)圖紙，明確施工任務(wù)及施工計(jì)劃，根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力參數(shù)結(jié)合工程的實(shí)際情況對預(yù)應(yīng)力梁施工時(shí)的重點(diǎn)難點(diǎn)進(jìn)行專門講解。

物料準(zhǔn)備及進(jìn)場檢查：首先，作為預(yù)應(yīng)力施工的基礎(chǔ)物料之一，相關(guān)材料必須檢查其質(zhì)量并做好進(jìn)場復(fù)查，這個(gè)非常關(guān)鍵。新進(jìn)場的材料（如：波紋管、鋼絞線、錨夾具、水泥等材料）均應(yīng)及時(shí)進(jìn)行進(jìn)場的質(zhì)量證明文件審核，外觀檢查并抽驗(yàn)復(fù)查相關(guān)材料的材質(zhì)及性能指標(biāo)。因該工程采用后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝，波紋管的徑向剛度、抗?jié)B漏性能的復(fù)查尤其重要，這個(gè)是確保混凝土澆筑時(shí)孔道不出現(xiàn)由于波紋管材質(zhì)原因堵塞的關(guān)鍵。對于危險(xiǎn)系數(shù)高且特別重要的工程所用錨具夾片靜載錨固性能尚需有專業(yè)資質(zhì)的第三方進(jìn)行檢驗(yàn)試驗(yàn)，不能只以檢驗(yàn)報(bào)告替代，需抽取6套錨具組成3個(gè)預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件做試驗(yàn)。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)與質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 鋼絞線下料

該工程采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力（混合配筋）梁。張拉端采用夾片式錨具，固定端采用P型擠壓錨。鋼絞線下料的位置需要嚴(yán)格挑選并進(jìn)行處理，盡可能選擇地形相對簡單、平坦的位置施工，下料尺寸根據(jù)預(yù)應(yīng)力施工需求，精準(zhǔn)計(jì)算其曲線率和預(yù)留長度后再進(jìn)行下料施工。完成下料工作后，要在設(shè)施的張拉端用鐵絲綁扎固定，避免出現(xiàn)松動問題，而后使用專業(yè)設(shè)備完成一端擠壓。作為固定端，將鋼絞線及單孔錨具的一端放在擠壓錨器內(nèi)，開啟張拉泵，施加控制壓力約30MPa時(shí)，擠壓錨具從擠壓器中擠出，即單根擠壓完畢。

鋼絞線下料質(zhì)量控制要點(diǎn)：鋼鉸線宜使用砂輪鋸或切斷機(jī)切斷，不得使用電弧切割。

3.2 定位筋安設(shè)

該工程預(yù)應(yīng)力束形由多段反向拋物線組成，梁鋼筋骨架綁扎后，再穿波紋管，預(yù)應(yīng)力筋一般設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)受力大的位置。為保證波紋管位置符合設(shè)計(jì)要求，定位筋位置處使用的鋼筋需控制其規(guī)格，直徑不得小于8mm，設(shè)計(jì)安裝時(shí)還需預(yù)留空間，間隔距離控制在0.6～1m，再使用點(diǎn)焊技術(shù)將其焊接在主梁箍筋上。該工程按0.8m間距設(shè)置定位鋼筋托架，確保波紋管鋼鉸線的位置準(zhǔn)確。波紋管采用金屬材質(zhì)，根據(jù)定位筋的走向進(jìn)行位置穿設(shè)。在穿置過程中波紋管彎度不要過大，防止將波紋管折斷或者擠癟；單根波紋管長度為固定尺寸，預(yù)應(yīng)力梁過長，波紋管采用對接，在接頭的位置用大一號波紋管做套接，并用寬膠帶反復(fù)進(jìn)行粘貼，防止混凝土漿體進(jìn)入到波紋管孔道中，影響后序張拉施工。波紋管的選用一般內(nèi)徑為鋼絞線直徑的2倍。壁厚達(dá)到要求很關(guān)鍵，特殊部位設(shè)計(jì)無要求時(shí)不得小于2mm。

定位筋安設(shè)質(zhì)量控制要點(diǎn)：錨具的張拉端應(yīng)垂直于孔道中心線并根據(jù)設(shè)計(jì)文件中要求的型號進(jìn)行配置，錨墊板放置應(yīng)遵循“同心”的原則，即孔道與錨墊板在同一中心線上，錨墊板要密貼于端模上，并采取固定處理，錨墊板與波紋管的接頭處用發(fā)泡劑等進(jìn)行填充處理，注漿口應(yīng)用軟薄膜或發(fā)泡劑進(jìn)行封堵，防止?jié){體堵塞注漿口。

3.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束

先穿置預(yù)埋鋼板，再由固定端向張拉端進(jìn)行穿束，穿束完畢后，要對固定端、張拉端的鋼絞線采用發(fā)泡劑進(jìn)行填充處理，防止?jié){體進(jìn)入管道。鋼絞線穿束之前應(yīng)檢查鋼絞線有無腐蝕、磨損和裂縫等缺陷，鋼絞線應(yīng)該按施工圖要求根數(shù)固定為一束。該工程采用人工方式進(jìn)行穿束，將鋼絞線逐根地穿入孔道內(nèi)，穿入后來回拉動幾次使其順暢，防止鋼絞線互相纏繞。注意在穿束前應(yīng)將固定端的承壓鋼板穿置，防止造成返工。完成鋼絞線穿束工藝后，需要控制混凝土澆筑前各工序的規(guī)范性，并指派專職人員對已成型的線性預(yù)應(yīng)力束予以檢查，并逐根逐束完成認(rèn)真核對，確保無誤。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束質(zhì)量控制要點(diǎn)：

（1）預(yù)應(yīng)力的拋物線型應(yīng)完好，定位筋要穩(wěn)固，確保不跑位，防止?jié){體進(jìn)入；

（2）張拉端與固定端的封堵措施要到位；

圖書館現(xiàn)有空間無法滿足開展大型系列活動的開幕式和文藝展演的要求。作為大型活動的開幕式一般對于場地、參與人數(shù)、設(shè)備要求較高，一般的報(bào)告廳、會議廳場地較小，而在公共空間如圖書館大廳舉行此類開幕式或表演又會對周邊需要安靜的學(xué)習(xí)空間產(chǎn)生噪音影響，妨礙學(xué)生的正常閱覽和學(xué)習(xí)。

（3）波紋管的接頭及整條波紋管不應(yīng)破損。

3.4 安裝錨具夾片

當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，方可進(jìn)行張拉，張拉前，對張拉端的錨墊板及波紋管進(jìn)行處理。將錨墊板及錨墊板注漿口內(nèi)填充的發(fā)泡劑等封堵物清理干凈，將多余的波紋管進(jìn)行剪切，剪切完畢后根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線數(shù)量安裝對應(yīng)的錨具及夾片。夾片在入場前檢查是否用彈簧或橡皮圈套在一起，不能混亂。塞夾片時(shí)要將夾片一起送進(jìn)，工作錨夾片用D25鋼管套在鋼絞線上用力敲緊，注意使其結(jié)合嚴(yán)密。

安裝錨具夾片質(zhì)量控制要點(diǎn)：錨具安裝應(yīng)對中，夾片打緊后應(yīng)外露一致。夾片打緊后錨具應(yīng)嵌入在錨墊板的止口內(nèi)。

3.5 預(yù)應(yīng)力張拉

張拉前對混凝土的質(zhì)量進(jìn)行檢查，如有異常裂縫情況，要分析裂縫形成的原因以及是否對張拉力存在影響等，異常裂縫處理后方能開展后序工作。張拉前梁應(yīng)拆除側(cè)模，但不得拆除底模。千斤頂?shù)仍O(shè)備必須校驗(yàn)，按規(guī)定配套使用，做好編號記錄，免得混用。保證千斤頂、孔道同心是重要的控制要點(diǎn)。

該工程為商業(yè)用房，層高較高，有的部位張拉時(shí)遇樓板，在樓板下張拉，故采用樓板預(yù)留張拉洞，搭設(shè)平臺作業(yè)的方式。所搭平臺一定要穩(wěn)定牢固，高壓油泵及注漿泵放置在平臺上，并加設(shè)防護(hù)欄板，作業(yè)場地兩端外側(cè)設(shè)防護(hù)欄桿和警示標(biāo)志，張拉作業(yè)時(shí)設(shè)專人巡視警戒，張拉時(shí)嚴(yán)禁無關(guān)人員接近，張拉時(shí)兩端延長線方向嚴(yán)禁站人。高壓油泵操作應(yīng)平緩、均勻，操作人員戴防護(hù)鏡，防止高壓油意外噴出。

預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)當(dāng)加以規(guī)范操作、管控，并由專職人員予以全面監(jiān)控，所以張拉前需要仔細(xì)核對所在部位結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并收集獲取該部位混凝土抗壓強(qiáng)度和齡期等參數(shù)，后續(xù)再檢查張拉設(shè)備的情況，仔細(xì)核對其工藝參數(shù)值。張拉施工過程中，還需要對預(yù)應(yīng)力張拉數(shù)值、實(shí)測伸長度數(shù)值和持續(xù)持荷時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、整理、研判，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，要立即停止并查明原因，消除異常情況后再開展工作。

張拉前做到“兩控”即強(qiáng)度、齡期的控制。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求預(yù)應(yīng)力梁強(qiáng)度等級達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，方可開始張拉。

張拉時(shí)，每束線要做到張拉設(shè)備，錨夾具及穿束管道的同心，并注意張拉控制應(yīng)力、應(yīng)變（鋼絞線伸長量變化）、張拉時(shí)間的控制（張拉持荷時(shí)間控制），張拉時(shí)同束鋼絞線必須做到有效應(yīng)變（理論伸長量與實(shí)際計(jì)算的伸長量相差不大于±6%，尤其應(yīng)注意，伸長值應(yīng)從初應(yīng)力開始量測）、時(shí)間在控制應(yīng)力下持荷2min（以油表讀數(shù)為主）。

張拉方式采用單端張拉：0→0.1張拉σk→1.03張拉σk→持荷2min→錨固。按設(shè)計(jì)要求超張拉3%，張拉時(shí)應(yīng)注意構(gòu)件穿束孔道的軸線，使其保持與錨具軸線、張拉設(shè)備千斤頂軸線處于三軸同心狀態(tài)，同時(shí)確保其各個(gè)鋼絞線的松緊度保持一致，確保受力的均勻，不會出現(xiàn)異常情況。另外，需要繼續(xù)觀察鋼絞線的狀態(tài)，確保其沒有滑絲、斷絲等問題。若不符合的必須采取退錨處理，對該束予以調(diào)整，采取在千斤頂和錨板間安裝特制的處理設(shè)備，重新開展張拉處理，確保張拉質(zhì)量。在持荷2min狀態(tài)下，如發(fā)現(xiàn)油壓下降，立即補(bǔ)至規(guī)定油壓。張拉過程均符合且完畢后，應(yīng)及時(shí)對錨固區(qū)進(jìn)行保護(hù)，該工程采用先涂專用防腐油脂的護(hù)帽保護(hù)，然后由總包單位用C40微膨脹細(xì)石混凝土或密封砂漿封埋。

預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制要點(diǎn)：實(shí)際伸長值和理論伸長值之差應(yīng)控制在±6%。張拉后每片梁同一束內(nèi)斷絲不得超過1絲。

3.6 切除預(yù)留鋼絞線

張拉完畢后，工作人員需要在相隔24h后予以復(fù)查，確保其無滑絲、斷絲等問題，再切除多余的鋼絞線頭，且割絲后的保留長度需要大于30mm。鋼絞線的切割需要使用角磨機(jī)。張拉過程中若出現(xiàn)上述問題或其他異常情況，不應(yīng)繼續(xù)張拉施工，要采取處理措施，需將千斤頂與限位板退除張拉，并選用特制的處理設(shè)備處理，重新開展張拉。

3.7 孔道注漿和封端

在灌漿之前應(yīng)做好漿體配合比試驗(yàn)，保證漿體強(qiáng)度滿足要求。該項(xiàng)目水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.45，注漿應(yīng)緩慢勻速進(jìn)行，從一端開始，每孔應(yīng)一次壓滿不得中斷，灌漿壓力0.5～0.7MPa，出漿口排出的漿體應(yīng)流入專用灰桶收集，當(dāng)漿體穩(wěn)定排出與注漿孔稠度一致的水泥漿后，保持壓力持荷2min，然后立即堵塞注漿孔和出漿孔，完成一個(gè)孔道的注漿。注漿及完成注漿工藝后的48h之內(nèi)，需控制張拉結(jié)構(gòu)混凝土溫度高于5°，一旦低于該數(shù)值就需要采取保溫處理。

孔道注漿和封端質(zhì)量控制要點(diǎn)：調(diào)整水泥漿拌和時(shí)的水灰比參數(shù)，可適當(dāng)加些減水劑和膨脹劑。保壓時(shí)注意壓力的穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

總之，預(yù)應(yīng)力混凝土具有抗裂性好、剛度大，材料省、自重輕，耐疲勞性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為現(xiàn)代建筑工程中廣泛采用的施工技術(shù)。該技術(shù)能夠有效預(yù)防混凝土構(gòu)件裂縫產(chǎn)生與擴(kuò)展，提升混凝土施工質(zhì)量，并且能夠減小構(gòu)件的截面和高度，使結(jié)構(gòu)跨度更大。而確保其優(yōu)點(diǎn)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是鋼絞線下料、定位筋安設(shè)、預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束、安裝錨具夾片、預(yù)應(yīng)力張拉、切除預(yù)留鋼絞線、孔道注漿和封端等七個(gè)方面的施工技術(shù)與質(zhì)量控制，這應(yīng)引起廣大建筑從業(yè)者的重視。