建筑施工應用的預應力技術及問題分析

耿帥

摘 要：預應力技術是一項大力推廣的建筑結構技術，預應力混凝土是一種將高強鋼材和高強混凝土能動的結合在一起的建筑材料，具有強度高、耗材少的優點，與普通混凝土相比，可以有效的加大結構跨度，滿足大柱網、大開間建筑的使用功能需要。本文結構工程實例介紹了建筑預應力工程施工技術的應用。

關鍵詞：商業建筑；混凝土；預應力；施工技術

1 引言

隨著建筑行業的快速發展，建筑技術也是日新月異，預應力技術已經在建筑領域獲得廣泛應用。預應力技術究竟是一種什么樣的技術，有哪些突出的特點，建筑工程施工過程中，預應力技術有哪些應用空間，相關技術難點如何實現突破。這些實際問題的解決，對提高整個工程質量，降低能耗和建筑造價成本，都將起到積極作用。

2 工程概況

某工程為大型綜合商業辦公建筑。工程建設用地為3.7萬m2，總建筑面積約37.3萬m2，由1號塔樓、2號塔樓及裙房組成，本標段為1號塔樓和裙房。塔樓及裙房地下4層，1號塔樓地上44層，高約204.9m，頂架標高為250m；裙房地上6層、局部為7層，樓高約為48m。

裙房部分1～6層及6～夾層有大跨度梁和懸挑梁，其中36根大跨度梁及100根懸挑梁采用后張法有粘結預應力技術，混凝土強度等級為C40。預應力梁概況：①預應力梁最大跨度 非懸挑梁20m左右、懸挑梁最大10m左右；②預應力梁截面尺寸800mm×1500mm、懸挑800mm×1500/1000mm；③預應力筋高強度低松弛鋼絞線15.2，fptk=1860N/mm2；④預應力梁配筋（mm）1-615.2，1-715.2，1-915.2，1-1015.2，1-1215.2，1-1415.2，1-1915.2，2-815.2，3-9（1-27）15.2，2-11（1-22）15.2，2-1215.2，2-1415.2；⑤預應力筋張拉方式 一端張拉； ⑥張拉端錨具B&S15-6～19型多孔夾片錨具；⑦固定端錨具B&S15-6P～19P型擠壓錨具；⑧預應力孔道（壁厚0.3mm）鍍鋅金屬波紋圓管內徑70（6～7孔），80（8～9孔），90（10～12孔），100mm（13～19孔）；鍍鋅金屬波紋套管內徑75（6～7孔），85（8～9孔），95（10～12孔），105mm（13～19孔）；⑨張拉控制應力σcon=0.75fptk=1395N/mm2，每根預應力筋超張拉3%，每根預應力筋張拉控制力為194kN；⑩孔道灌漿壓力灌漿，水泥漿強度等級為M40以上。水灰比一般為0.40～0.45，并摻入適量膨脹劑。

3 施工過程中出現的問題和對策

本工程有預應力梁36 根、懸挑預應力梁100根，布局方式不一，預應力梁截面尺寸、荷載及跨度都較大，裙房部分其他構件鋼筋密集，特殊節點較多，容易發生沖突，預應力施工難度大。以下總結工程在施工過程中出現的一些問題，同時介紹問題的對策。

3.1 預應力端部與鋼筋沖突

預應力筋的鋪設過程中，由于波紋管的布置深化已有考慮，鋼筋一般都有避讓，但在端部由于需要喇叭口等構件，特別是懸挑梁凹入型張拉端，喇叭口需內置結構中，極易與梁鋼筋沖突。

對此，本著預應力構件優先原理，在一般情況下首先調整鋼筋，即在非預應力筋未綁扎之前調整其在端部的布置以避開端部預應力構件。但有些情況需調整預應力設置，例如，本項目裙房圓柱由于相交梁較多，設置了柱帽，只能加長預應力筋以便設置張拉端； 預應力與結構墻縱筋沖突時，由于結構墻縱筋通長設置，間距較小，只能加長預應力梁設置張拉端，若結構墻處于結構邊線，應優先考慮能否反向張拉，否則需更改設計，采用外凸式的預應力張拉端節點。

3.2 預應力排氣孔、灌漿孔的保護

預應力的排氣孔、灌漿孔的保護極為重要，一旦在混凝土施工時漏漿或者封堵，將可能使整個預應力梁無法進行張拉、灌漿。一般保護措施為在孔道中插入一根尺寸相差略小的鋼筋，即可保證通暢、同時保護不被擠壓破壞。本工程施工前期即出現了少許封堵情況，原因在于混凝土施工時不慎將鋼筋排出。因此，在工程后期混凝土施工時，安排專人看護，確保鋼筋存在； 混凝土施工完后，需有人檢查是否通暢或漏漿。對有封堵的孔洞立即進行開挖、清理、疏通。

3.3 預應力張拉空間不足

預應力張拉時口部鋼絞線需套上千斤頂，故在張拉端需留有足夠的操作空間，本工程中，遇到2 種沒有足夠張拉空間的情況： ①部分懸挑梁張拉端與鋼連橋支座埋件沖突，沒有足夠施工空間。鋼連橋沒有足夠的時間等待預應力施工完成后再做，不符合結構甩項后做的一般情況，此時考慮調整張拉方向，將預應力梁反向張拉以避開鋼連橋支座。另外，部分預應力張拉已與埋件產生沖突，在保證后續構件安裝不受影響前提下，決定將埋件螺栓切除，待預應力張拉完成后，改為后植錨栓施工。②裙房4 層4YXTL12 梁按照原先設計，僅為懸挑梁設置預應力梁，但若在邊線處張拉，與埋件沖突； 若在柱后張拉，由于兩柱間距較小，張拉空間不足，需偏轉角度過大，對預應力梁的影響較大。對此，經過綜合考慮，與建筑設計師協商進行設計變更，最后將預應力梁加長至第2 根柱后張拉。

3.4 預應力灌漿異常

本工程預應力梁3YKL03 在灌漿過程中發生異常，固定端處排氣管不冒漿； 另外預應力梁3YKL04固定端處排氣管冒漿，但不充分。

對此類問題，本工程處理方式為： 首先采用沖擊回波等效波速法（ IEEV） 對管道灌漿缺陷進行定位測試。其原理是根據彈性波的反射特性來判斷缺陷的具體位置。如圖2 所示。

根據測試結果，3YKL03梁自固定端往張拉端方向凈跨約10m范圍內孔道存在不密實現象，3YKL04梁無缺陷。則3YKL03梁需要進一步處理：首先，在該梁孔道不密實處用沖擊鉆鉆孔，孔徑約為20mm，鉆孔位置選擇在梁側。待鉆出鐵屑或阻力增大時，說明已鉆至波紋管，放緩鉆孔速度或停止，盡量避免損傷鋼絞線；然后，用壓力水檢驗孔道是否暢通，即從排氣孔壓水，若開鑿孔出水，則說明此段暢通，需后續補漿，若仍無法出水，再向靠近排氣孔位置1m處開鑿孔，然后壓水，若開鑿孔出水，則說明該區段暢通，后續補漿（需后續補漿的區段灌漿，從低點灌漿，待高點冒漿即可）；最后，灌漿完畢后，用水泥漿將開鑿孔逐個封閉。

4 結語

經過了幾十年的工程實踐和不斷研究，預應力技術已經是比較成熟的一項工程技術，在今后的發展中，還將日漸完善。在某些建設領域，預應力技術以種種優勢有著強大的生命力、競爭力、發展力，在今后施工過程中會發揮更大的作用。

參考文獻

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[2]任昌齊.淺談建筑施工中預應力混凝土施工技術的應用[J].中華民居（下旬刊）.2014（02）