緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在重要建筑中的綜合應(yīng)用

李聰聰，張樂樂，李翔，楊高勇，孫輝龍，袁龍彬

（1.中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東 珠海 519000；2.珠海建工控股集團有限公司，廣東 珠海 519000）

1 引言

近年來，我國大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，機場、交通樞紐、橋梁、水壩等一個又一個大型基礎(chǔ)設(shè)施拔地而起，這些大型工程的圓滿完成離不開如今日益成熟的預(yù)應(yīng)力技術(shù)。傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力技術(shù)分為有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力與無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力，而緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)既吸收了無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工簡便易行的優(yōu)點，又保留了有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)良好的力學(xué)性能。本文通過對緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的核心——緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在大跨度框架梁內(nèi)的施工情況以及在緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力灌注樁中的實際應(yīng)用，對其施工步驟、工藝和注意事項進行了總結(jié)。

2 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用概況

2.1 主體結(jié)構(gòu)

2.1.1 珠海機場綜合交通樞紐項目一期工程（一標(biāo)段）

珠海機場綜合交通樞紐項目一期工程 （一標(biāo)段）（以下簡稱為機場樞紐項目）位于廣東省珠海市金灣區(qū)珠海機場北側(cè)。項目地上2 層，地下2 層，局部地下3 層，結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)體系，在地下1 層、首層梁板內(nèi)采用了緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，其分布主要在項目東西兩側(cè)人防區(qū)，如圖1 所示。

圖1 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用區(qū)域

地下室部分梁板采用緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件施工采用后張法施工技術(shù)，梁內(nèi)緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋呈直線或弧線布設(shè)，考慮到本工程人防區(qū)板厚為250~300 mm，施工時溫度應(yīng)力較大，本工程錨具張拉端采用圓套筒式夾片錨具，固定端錨具緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力采用擠壓錨具。

因本工程存在較多大跨度梁，人防區(qū)板厚較大，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用直徑較大的φS17.8 mm 高強度耐磨預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1 860 MPa，設(shè)計張拉控制應(yīng)力限值為0.75fptk，單束預(yù)應(yīng)力筋張拉控制力Ncon＝195.3 kN，緩黏結(jié)鋼絞線質(zhì)量1.87 kg/m。

2.1.2 珠海機場改擴建工程（一標(biāo)段）航站樓土建工程項目

珠海機場改擴建工程（一標(biāo)段）航站樓土建工程項目（以下簡稱為機場航站樓） 位于廣東省珠海市金灣區(qū)三灶鎮(zhèn)珠海機場東北側(cè)，機場樞紐項目南側(cè)。項目由東、南、西3 個指廊和主樓組成，地下2 層，地上3 層，主航站樓地下2 層地上4 層，主樓最高點高度40.25 m。主樓地下1 層~屋面、首層~屋面大跨度框架梁采用緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，如圖2 所示。

圖2 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)用區(qū)域

跨度大于12 m 的框架梁、次梁采用緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用φS15.2 mm 高強度、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1 860 MPa，設(shè)計張拉控制應(yīng)力限值為0.75fptk，單束預(yù)應(yīng)力筋張拉控制力Ncon＝195.3 kN，無黏結(jié)鋼絞線質(zhì)量為1.22 kg/m，緩黏結(jié)鋼絞線質(zhì)量為1.35 kg/m[1]。

2.1.3 橫琴口岸及綜合交通樞紐項目開發(fā)工程

橫琴口岸及綜合交通樞紐開發(fā)工程 （以下簡稱為橫琴口岸）建設(shè)場地位于廣東省珠海市橫琴新區(qū)琴海東路西側(cè)、環(huán)島東路東側(cè)。C 區(qū)主體建筑及南北側(cè)交通平臺位于用地中部，主體東段12 m 標(biāo)高層、20 m 標(biāo)高層、26 m 標(biāo)高層梁內(nèi)采用緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，如圖3 所示。

緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋鋼絞線均采用為直徑15.2 mm 的高強低松弛鋼絞線，其設(shè)計參數(shù)與機場航站樓項目相同。

2.2 樁基礎(chǔ)

在機場樞紐項目建設(shè)中，在臨近北側(cè)城軌項目的樁基礎(chǔ)施工中，大面積地使用到緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力灌注樁。

緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力灌注樁利用緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，使灌注樁先受壓，在具有良好力學(xué)性能的同時，大大減小了縱筋配筋率，在簡化施工工藝，降低施工難度的同時，大幅度節(jié)約了施工成本，如圖4、圖5 所示。緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋還有另一大優(yōu)點，其預(yù)應(yīng)力張拉適用期及標(biāo)準(zhǔn)固化時間是可控的，即可根據(jù)不同的施工需求選擇不同的緩凝黏合劑?？紤]到機場樞紐項目土方開挖量大，基坑支護階段施工周期長，因此，選用標(biāo)準(zhǔn)張拉試用期為300 d 的緩凝黏合劑，保證在所有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)混凝土達到設(shè)計強度100%后，緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋再開始張拉，充分發(fā)揮其力學(xué)性能。

圖4 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力灌注樁樁身大樣圖

圖5 樁身縱筋截面圖

3 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工工藝及技術(shù)要點

3.1 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力梁板

3.1.1 施工工藝

預(yù)應(yīng)力筋下料及固定端制作→支設(shè)模板→綁扎梁板普通鋼筋→布設(shè)梁中緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋→安裝張拉端螺旋筋、 承壓墊板及穴?！宥四０宸忾]→混凝土澆筑→預(yù)應(yīng)力筋張拉→切割外露鋼絞線→張拉端封錨[2]。

3.1.2 施工技術(shù)要點

1）預(yù)應(yīng)力筋下料及固定端制作

下料時需考慮預(yù)應(yīng)力筋的長度、 張拉設(shè)備及不同形式的組裝要求；固定端制作時，對一端錨固，一端張拉的預(yù)應(yīng)力筋要逐根進行固定端擠壓錨的組裝。固定端錨具系統(tǒng)安裝時，固定端應(yīng)按深化圖紙要求進行綁扎固定，內(nèi)埋式固定端承壓板不得重疊，錨具與承壓板應(yīng)緊靠。

2）預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)

布設(shè)緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)保持走向順直，兩端穿筋位置應(yīng)相互對應(yīng)。端部的預(yù)埋錨墊板應(yīng)垂直于預(yù)應(yīng)力筋，內(nèi)埋式固定端墊板不應(yīng)重疊，錨具與墊板應(yīng)貼緊。

其他各專業(yè)在施工時要注意避免改變預(yù)應(yīng)力筋位置，施工中當(dāng)普通鋼筋及水電管線與預(yù)應(yīng)力筋發(fā)生位置矛盾時，應(yīng)優(yōu)先保證預(yù)應(yīng)力筋的位置。若緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的護套出現(xiàn)破損，需采用防水膠帶纏繞緊密。

3）混凝土澆筑

考慮到緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋所應(yīng)用的梁板多為大跨度結(jié)構(gòu)，配筋率高，布設(shè)緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋后振搗空間小，在澆筑過程中建議派專人旁站，振搗，保證混凝土振搗密實[3]。

4）預(yù)應(yīng)力筋張拉

張拉前需對混凝土強度進行檢測，保證達到設(shè)計要求的張拉強度。

預(yù)應(yīng)力筋不大于30 m 時可一端張拉，大于30 m 時宜采用兩端張拉。直線緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線長度超過60 m，宜應(yīng)采取分段張拉和錨固。

3.2 緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力灌注樁

3.2.1 施工工藝

測放樁位→場地平整→埋設(shè)護筒→樁基旋挖成孔→泥漿護壁→鋼筋籠及預(yù)應(yīng)力筋制作→鋼筋籠吊放及預(yù)應(yīng)力筋安裝→清孔→水下混凝土澆筑→土方開挖及樁頭破除→張拉端預(yù)埋→預(yù)應(yīng)力筋張拉→封錨。

3.2.2 施工技術(shù)要點

1）預(yù)應(yīng)力筋下料

緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力灌注樁鋼筋籠制作時采用逐段制作及安裝的程序，通長布置預(yù)應(yīng)力筋。鋼絞線下料長度通過預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件內(nèi)的投影長度以及張拉時操作長度綜合確定。

2）緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋安裝

鋼筋籠吊放入孔時，采用鋼管橫跨在樁基口上，進行預(yù)應(yīng)力筋穿入鋼筋籠內(nèi)側(cè)綁扎，綁扎間距不宜大于1 000 mm，待綁扎完成后提升鋼筋籠固定錨固端，然后下放鋼筋籠綁扎鋼筋籠主筋外側(cè)鋼絞線，安裝固定端后，錨固端涂刷防腐油脂，布置示意圖如圖6 所示[4]。

圖6 鋼絞線布置示意圖（單位：mm）

3）預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制，以控制張拉力為主，同時用張拉伸長值作為校核依據(jù)，當(dāng)實測伸長值與設(shè)計計算理論伸長值相對偏差超過±6%時，應(yīng)暫停張拉，查明原因并采取措施調(diào)整后，方可進行張拉。

4 結(jié)語

緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)其通過在預(yù)應(yīng)力鋼絞線外側(cè)、 護套內(nèi)側(cè)包裹一層緩黏結(jié)材料，使其擁有了獨特的力學(xué)性能，其在施工初期相當(dāng)于無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的防腐油脂，使預(yù)應(yīng)力筋既具有流動性，又能與外部混凝土附著良好，且其施工截面小，對混凝土構(gòu)件的截面削弱小，且施工簡便。待混凝土澆筑后，隨著時間的推移，緩黏結(jié)材料慢慢固化，隨之與外部護套及內(nèi)部鋼絞線黏結(jié)咬合，達到有效黏結(jié)的效果，其黏結(jié)后的力學(xué)性能與有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋不相上下。在主體結(jié)構(gòu)中，緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)擁有在大跨度結(jié)構(gòu)中承受高荷載的能力；在樁基礎(chǔ)中，給灌注樁施加預(yù)壓力使其具有承受高抗拔力的能力。

本文詳細介紹了緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在重點建筑設(shè)施中的應(yīng)用情況、具體做法及施工工藝，并結(jié)合施工過程中需注意的問題及技術(shù)要點進行了系統(tǒng)總結(jié)，為今后緩黏結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工做法提供了一定的參考。