建筑施工應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)及問題分析

耿帥

摘 要：預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一項(xiàng)大力推廣的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，預(yù)應(yīng)力混凝土是一種將高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土能動(dòng)的結(jié)合在一起的建筑材料，具有強(qiáng)度高、耗材少的優(yōu)點(diǎn)，與普通混凝土相比，可以有效的加大結(jié)構(gòu)跨度，滿足大柱網(wǎng)、大開間建筑的使用功能需要。本文結(jié)構(gòu)工程實(shí)例介紹了建筑預(yù)應(yīng)力工程施工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：商業(yè)建筑；混凝土；預(yù)應(yīng)力；施工技術(shù)

1 引言

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)也是日新月異，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)在建筑領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力技術(shù)究竟是一種什么樣的技術(shù)，有哪些突出的特點(diǎn)，建筑工程施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)有哪些應(yīng)用空間，相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)如何實(shí)現(xiàn)突破。這些實(shí)際問題的解決，對(duì)提高整個(gè)工程質(zhì)量，降低能耗和建筑造價(jià)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(yè)辦公建筑。工程建設(shè)用地為3.7萬m2，總建筑面積約37.3萬m2，由1號(hào)塔樓、2號(hào)塔樓及裙房組成，本標(biāo)段為1號(hào)塔樓和裙房。塔樓及裙房地下4層，1號(hào)塔樓地上44層，高約204.9m，頂架標(biāo)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(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。預(yù)應(yīng)力梁概況：①預(yù)應(yīng)力梁最大跨度 非懸挑梁20m左右、懸挑梁最大10m左右；②預(yù)應(yīng)力梁截面尺寸800mm×1500mm、懸挑800mm×1500/1000mm；③預(yù)應(yīng)力筋高強(qiáng)度低松弛鋼絞線 15.2，fptk=1860N/mm2；④預(yù)應(yīng)力梁配筋（mm）1-6 15.2，1-7 15.2，1-9 15.2，1-10 15.2，1-12 15.2，1-14 15.2，1-19 15.2，2-8 15.2，3-9（1-27） 15.2，2-11（1-22） 15.2，2-12 15.2，2-14 15.2；⑤預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力孔道（壁厚0.3mm）鍍鋅金屬波紋圓管內(nèi)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(nèi)徑75（6～7孔），85（8～9孔），95（10～12孔），105mm（13～19孔）；⑨張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fptk=1395N/mm2，每根預(yù)應(yīng)力筋超張拉3%，每根預(yù)應(yīng)力筋張拉控制力為194kN；⑩孔道灌漿壓力灌漿，水泥漿強(qiáng)度等級(jí)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(xiàn)的問題和對(duì)策

本工程有預(yù)應(yīng)力梁36 根、懸挑預(yù)應(yīng)力梁100根，布局方式不一，預(yù)應(yīng)力梁截面尺寸、荷載及跨度都較大，裙房部分其他構(gòu)件鋼筋密集，特殊節(jié)點(diǎn)較多，容易發(fā)生沖突，預(yù)應(yīng)力施工難度大。以下總結(jié)工程在施工過程中出現(xiàn)的一些問題，同時(shí)介紹問題的對(duì)策。

3.1 預(yù)應(yīng)力端部與鋼筋沖突

預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)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(gòu)件，特別是懸挑梁凹入型張拉端，喇叭口需內(nèi)置結(jié)構(gòu)中，極易與梁鋼筋沖突。

對(duì)此，本著預(yù)應(yīng)力構(gòu)件優(yōu)先原理，在一般情況下首先調(diào)整鋼筋，即在非預(yù)應(yīng)力筋未綁扎之前調(diào)整其在端部的布置以避開端部預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。但有些情況需調(diào)整預(yù)應(yīng)力設(shè)置，例如，本項(xiàng)目裙房圓柱由于相交梁較多，設(shè)置了柱帽，只能加長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋以便設(shè)置張拉端； 預(yù)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)墻縱筋沖突時(shí)，由于結(jié)構(gòu)墻縱筋通長(zhǎng)設(shè)置，間距較小，只能加長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力梁設(shè)置張拉端，若結(jié)構(gòu)墻處于結(jié)構(gòu)邊線，應(yīng)優(yōu)先考慮能否反向張拉，否則需更改設(shè)計(jì)，采用外凸式的預(yù)應(yīng)力張拉端節(jié)點(diǎn)。

3.2 預(yù)應(yīng)力排氣孔、灌漿孔的保護(hù)

預(yù)應(yīng)力的排氣孔、灌漿孔的保護(hù)極為重要，一旦在混凝土施工時(shí)漏漿或者封堵，將可能使整個(gè)預(yù)應(yīng)力梁無法進(jìn)行張拉、灌漿。一般保護(hù)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(shí)保護(hù)不被擠壓破壞。本工程施工前期即出現(xiàn)了少許封堵情況，原因在于混凝土施工時(shí)不慎將鋼筋排出。因此，在工程后期混凝土施工時(shí)，安排專人看護(hù)，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(duì)有封堵的孔洞立即進(jìn)行開挖、清理、疏通。

3.3 預(yù)應(yīng)力張拉空間不足

預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)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(shí)間等待預(yù)應(yīng)力施工完成后再做，不符合結(jié)構(gòu)甩項(xiàng)后做的一般情況，此時(shí)考慮調(diào)整張拉方向，將預(yù)應(yīng)力梁反向張拉以避開鋼連橋支座。另外，部分預(yù)應(yīng)力張拉已與埋件產(chǎn)生沖突，在保證后續(xù)構(gòu)件安裝不受影響前提下，決定將埋件螺栓切除，待預(yù)應(yīng)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(shè)計(jì)，僅為懸挑梁設(shè)置預(yù)應(yīng)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(zhuǎn)角度過大，對(duì)預(yù)應(yīng)力梁的影響較大。對(duì)此，經(jīng)過綜合考慮，與建筑設(shè)計(jì)師協(xié)商進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，最后將預(yù)應(yīng)力梁加長(zhǎng)至第2 根柱后張拉。

3.4 預(yù)應(yīng)力灌漿異常

本工程預(yù)應(yīng)力梁3YKL03 在灌漿過程中發(fā)生異常，固定端處排氣管不冒漿； 另外預(yù)應(yīng)力梁3YKL04固定端處排氣管冒漿，但不充分。

對(duì)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(duì)管道灌漿缺陷進(jìn)行定位測(cè)試。其原理是根據(jù)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(jù)測(cè)試結(jié)果，3YKL03梁自固定端往張拉端方向凈跨約10m范圍內(nèi)孔道存在不密實(shí)現(xiàn)象，3YKL04梁無缺陷。則3YKL03梁需要進(jìn)一步處理：首先，在該梁孔道不密實(shí)處用沖擊鉆鉆孔，孔徑約為20mm，鉆孔位置選擇在梁側(cè)。待鉆出鐵屑或阻力增大時(shí)，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(yàn)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(xù)補(bǔ)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(qū)段暢通，后續(xù)補(bǔ)漿（需后續(xù)補(bǔ)漿的區(qū)段灌漿，從低點(diǎn)灌漿，待高點(diǎn)冒漿即可）；最后，灌漿完畢后，用水泥漿將開鑿孔逐個(gè)封閉。

4 結(jié)語

經(jīng)過了幾十年的工程實(shí)踐和不斷研究，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)是比較成熟的一項(xiàng)工程技術(shù)，在今后的發(fā)展中，還將日漸完善。在某些建設(shè)領(lǐng)域，預(yù)應(yīng)力技術(shù)以種種優(yōu)勢(shì)有著強(qiáng)大的生命力、競(jìng)爭(zhēng)力、發(fā)展力，在今后施工過程中會(huì)發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李向陽.淺談民用建筑施工中預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)[J].科技與企業(yè).2014（05）

[2]任昌齊.淺談建筑施工中預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊）.2014（02）

耿帥

摘 要：預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一項(xiàng)大力推廣的建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，預(yù)應(yīng)力混凝土是一種將高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土能動(dòng)的結(jié)合在一起的建筑材料，具有強(qiáng)度高、耗材少的優(yōu)點(diǎn)，與普通混凝土相比，可以有效的加大結(jié)構(gòu)跨度，滿足大柱網(wǎng)、大開間建筑的使用功能需要。本文結(jié)構(gòu)工程實(shí)例介紹了建筑預(yù)應(yīng)力工程施工技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：商業(yè)建筑；混凝土；預(yù)應(yīng)力；施工技術(shù)

1 引言

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑技術(shù)也是日新月異，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)在建筑領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力技術(shù)究竟是一種什么樣的技術(shù)，有哪些突出的特點(diǎn)，建筑工程施工過程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)有哪些應(yīng)用空間，相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)如何實(shí)現(xiàn)突破。這些實(shí)際問題的解決，對(duì)提高整個(gè)工程質(zhì)量，降低能耗和建筑造價(jià)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(yè)辦公建筑。工程建設(shè)用地為3.7萬m2，總建筑面積約37.3萬m2，由1號(hào)塔樓、2號(hào)塔樓及裙房組成，本標(biāo)段為1號(hào)塔樓和裙房。塔樓及裙房地下4層，1號(hào)塔樓地上44層，高約204.9m，頂架標(biāo)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(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40。預(yù)應(yīng)力梁概況：①預(yù)應(yīng)力梁最大跨度 非懸挑梁20m左右、懸挑梁最大10m左右；②預(yù)應(yīng)力梁截面尺寸800mm×1500mm、懸挑800mm×1500/1000mm；③預(yù)應(yīng)力筋高強(qiáng)度低松弛鋼絞線 15.2，fptk=1860N/mm2；④預(yù)應(yīng)力梁配筋（mm）1-6 15.2，1-7 15.2，1-9 15.2，1-10 15.2，1-12 15.2，1-14 15.2，1-19 15.2，2-8 15.2，3-9（1-27） 15.2，2-11（1-22） 15.2，2-12 15.2，2-14 15.2；⑤預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力孔道（壁厚0.3mm）鍍鋅金屬波紋圓管內(nèi)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(nèi)徑75（6～7孔），85（8～9孔），95（10～12孔），105mm（13～19孔）；⑨張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fptk=1395N/mm2，每根預(yù)應(yīng)力筋超張拉3%，每根預(yù)應(yīng)力筋張拉控制力為194kN；⑩孔道灌漿壓力灌漿，水泥漿強(qiáng)度等級(jí)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(xiàn)的問題和對(duì)策

本工程有預(yù)應(yīng)力梁36 根、懸挑預(yù)應(yīng)力梁100根，布局方式不一，預(yù)應(yīng)力梁截面尺寸、荷載及跨度都較大，裙房部分其他構(gòu)件鋼筋密集，特殊節(jié)點(diǎn)較多，容易發(fā)生沖突，預(yù)應(yīng)力施工難度大。以下總結(jié)工程在施工過程中出現(xiàn)的一些問題，同時(shí)介紹問題的對(duì)策。

3.1 預(yù)應(yīng)力端部與鋼筋沖突

預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)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(gòu)件，特別是懸挑梁凹入型張拉端，喇叭口需內(nèi)置結(jié)構(gòu)中，極易與梁鋼筋沖突。

對(duì)此，本著預(yù)應(yīng)力構(gòu)件優(yōu)先原理，在一般情況下首先調(diào)整鋼筋，即在非預(yù)應(yīng)力筋未綁扎之前調(diào)整其在端部的布置以避開端部預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。但有些情況需調(diào)整預(yù)應(yīng)力設(shè)置，例如，本項(xiàng)目裙房圓柱由于相交梁較多，設(shè)置了柱帽，只能加長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋以便設(shè)置張拉端； 預(yù)應(yīng)力與結(jié)構(gòu)墻縱筋沖突時(shí)，由于結(jié)構(gòu)墻縱筋通長(zhǎng)設(shè)置，間距較小，只能加長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力梁設(shè)置張拉端，若結(jié)構(gòu)墻處于結(jié)構(gòu)邊線，應(yīng)優(yōu)先考慮能否反向張拉，否則需更改設(shè)計(jì)，采用外凸式的預(yù)應(yīng)力張拉端節(jié)點(diǎn)。

3.2 預(yù)應(yīng)力排氣孔、灌漿孔的保護(hù)

預(yù)應(yīng)力的排氣孔、灌漿孔的保護(hù)極為重要，一旦在混凝土施工時(shí)漏漿或者封堵，將可能使整個(gè)預(yù)應(yīng)力梁無法進(jìn)行張拉、灌漿。一般保護(hù)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(shí)保護(hù)不被擠壓破壞。本工程施工前期即出現(xiàn)了少許封堵情況，原因在于混凝土施工時(shí)不慎將鋼筋排出。因此，在工程后期混凝土施工時(shí)，安排專人看護(hù)，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(duì)有封堵的孔洞立即進(jìn)行開挖、清理、疏通。

3.3 預(yù)應(yīng)力張拉空間不足

預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)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(shí)間等待預(yù)應(yīng)力施工完成后再做，不符合結(jié)構(gòu)甩項(xiàng)后做的一般情況，此時(shí)考慮調(diào)整張拉方向，將預(yù)應(yīng)力梁反向張拉以避開鋼連橋支座。另外，部分預(yù)應(yīng)力張拉已與埋件產(chǎn)生沖突，在保證后續(xù)構(gòu)件安裝不受影響前提下，決定將埋件螺栓切除，待預(yù)應(yīng)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(shè)計(jì)，僅為懸挑梁設(shè)置預(yù)應(yīng)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(zhuǎn)角度過大，對(duì)預(yù)應(yīng)力梁的影響較大。對(duì)此，經(jīng)過綜合考慮，與建筑設(shè)計(jì)師協(xié)商進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，最后將預(yù)應(yīng)力梁加長(zhǎng)至第2 根柱后張拉。

3.4 預(yù)應(yīng)力灌漿異常

本工程預(yù)應(yīng)力梁3YKL03 在灌漿過程中發(fā)生異常，固定端處排氣管不冒漿； 另外預(yù)應(yīng)力梁3YKL04固定端處排氣管冒漿，但不充分。

對(duì)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(duì)管道灌漿缺陷進(jìn)行定位測(cè)試。其原理是根據(jù)彈性波的反射特性來判斷缺陷的具體位置。如圖2 所示。

圖2 IEEV 法管道灌漿缺陷定位測(cè)試原理

根據(jù)測(cè)試結(jié)果，3YKL03梁自固定端往張拉端方向凈跨約10m范圍內(nèi)孔道存在不密實(shí)現(xiàn)象，3YKL04梁無缺陷。則3YKL03梁需要進(jìn)一步處理：首先，在該梁孔道不密實(shí)處用沖擊鉆鉆孔，孔徑約為20mm，鉆孔位置選擇在梁側(cè)。待鉆出鐵屑或阻力增大時(shí)，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(yàn)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(xù)補(bǔ)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(qū)段暢通，后續(xù)補(bǔ)漿（需后續(xù)補(bǔ)漿的區(qū)段灌漿，從低點(diǎn)灌漿，待高點(diǎn)冒漿即可）；最后，灌漿完畢后，用水泥漿將開鑿孔逐個(gè)封閉。

4 結(jié)語

經(jīng)過了幾十年的工程實(shí)踐和不斷研究，預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)是比較成熟的一項(xiàng)工程技術(shù)，在今后的發(fā)展中，還將日漸完善。在某些建設(shè)領(lǐng)域，預(yù)應(yīng)力技術(shù)以種種優(yōu)勢(shì)有著強(qiáng)大的生命力、競(jìng)爭(zhēng)力、發(fā)展力，在今后施工過程中會(huì)發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李向陽.淺談民用建筑施工中預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)[J].科技與企業(yè).2014（05）

[2]任昌齊.淺談建筑施工中預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用[J].中華民居（下旬刊）.2014（02）