房屋建筑預應力混凝土結構施工技術應用

郭軍英

一、前言

隨著我國經濟水平的不斷提升，我國建筑行業取得了較大的發展。近些年由于房地產市場的火熱，各個地區房屋建筑工程的數量也在不斷增加，規模也變得越來越大，如何保證房屋建筑工程施工質量成為了社會重點關注的問題之一。作為房屋建筑施工技術中的重點技術，通過對預應力混凝土結構施工技術的應用，不僅能夠對建筑結構的性能、使用功能以及工程施工過程進行改善，并且能夠提升工程的投資效益。本文首先對預應力混凝土進行了簡單闡述，之后對預應力混凝土結構施工技術進行了分析，分別對房屋建筑預應力施工技術中，先張法及后張法的應用情況進行了研究。

二、預應力混凝土概述

在全部使用荷載下，受拉邊緣禁止出現拉應力的預應力混凝土就是全預應力混凝土，而允許出現一定程度的裂縫或者拉應力的混凝土指的是部分預應力混凝土。在有混凝土不開裂要求的結構中，應當使用全預應力混凝土，而部分預應力混凝土具有較好的綜合性能，有著較大的適用范圍，并且投入的費用也比較低，因此使用較為廣泛。根據不同的預加應力方法和預應力筋凝結狀態，可以將混凝土分為多種類型，按照預加應力方法可以分為先張法和后張法預應力混凝土，按照預應力筋粘結狀態可以分為有粘結、無粘結預應力混凝土。預應力結構形式混凝土的性能明顯優于傳統鋼筋混凝土，不僅減少結構變形，同時能夠使結構剛度得到提升，使裂縫減小和消除，使用壽命得到了明顯的提升，特點包括耐腐蝕、抗疲勞、耐高壓等，所以應用較為廣泛。下面將分別對先張法和后張法進行分析。

三、先張法

先張法指的是在對混凝土構件進行澆筑之前，需要對預應力筋進行張拉，同時在鋼模及臺座上錨固預應力筋，之后再進行混凝土的澆筑，等待混凝土強度達到標準強度的75%以上。確保預應力鋼筋和混凝土之間的粘結力能夠滿足相關要求，之后將預應力筋放松。在預應力筋回縮的過程中，可以通過對粘結力的利用，讓混凝土有預壓應力產生。在一些中小型預應力構件的生產中，先張法有著較為廣泛的應用，比如小梁、樓板以及屋面板等構件的生產。

1.混凝土澆筑

在先張法中，混凝土的澆筑可以選擇在預應力筋張拉完成之后進行。在臺座上進行混凝土的澆灌時，應當按照順序從臺座一端向另一端進行澆灌。根據模板的構造形式以及澆筑速度來決定一次同時澆筑的生產線，要求一次連續完成對每條生產線上構件的澆灌。

在混凝土澆灌的過程中，要對水灰比進行嚴格控制，要求振搗充分，為了提高振搗的密實性，可以適當延長振搗的時間。由于預應力構件節點以及端部的鋼筋布置比較緊密，所以在對預應力筋進行放松的過程中，在端部還會有應力集中情況產生，因此，針對這些位置的混凝土，在振搗過程中要給予一定的重視。混凝土構件在剛澆搗后，要避免外露的預應力筋被踩踏損害，防止混凝土和預應力筋之間的粘結力被破壞掉。

進行疊成生產構件時，要求下層構件混凝土強度超過5.0N/mm2時才可以進行上層構件混凝土的澆搗，通常情況下，如果當地平均氣溫在20℃以上時，每疊澆一層需要經過2天。在每次疊澆的過程中，要將隔離劑涂刷到下層構件的表面，避免構件隔層之間發生粘結。

2.混凝土的養護

如果預應力混凝土構件是采用臺座法制作的，通常采用自然養護的方法進行養護。此外，也可以通過加早強劑以及蒸汽養護的方式進行養護，加速臺座周轉率，使生產量得到增加，混凝土的養護時間得到縮減。

采用槽式臺座生產構件并采用蒸汽養護時，受到臺座和受拉鋼筋溫差的影響，會損失預應力，這是因為澆搗混凝土之后，混凝土溫度迅速上升，雖然混凝土和鋼筋線膨脹系數相近，但是由于混凝土和鋼筋還沒有形成整體，并且鋼筋是被錨固在臺座上的，臺座上升的溫度要小于鋼筋，所以鋼筋在受熱以后無法伸長，僅僅會發生膨脹，導致鋼筋張拉應力變小，鋼筋變松。為了避免這種情況的發生，減少損失，通常會進行二次升溫，要求第一次升溫溫差在20℃以下，等到混凝土強度超過10N/mm2，再根據相關規定實施升溫養護。由于鋼筋和混凝土已經成為一個整體了，兩者之間粘結力比較強，所以再次升溫不會導致鋼筋應力的下降，溫度不會對伸縮產生影響。

如果預應力混凝土構件是采用鋼模制作而成，可以在鋼模上直接錨固鋼筋，當增加溫度時，鋼筋與模板會發生同樣變形，也不會損失應力，所以可以使用普通的加熱養護方法。

3.預應力筋的放松

作為預應力建立的重要過程，預應力筋的放松順序以及放松方法的正確性，對構建的質量會有著直接的影響，所以，在進行預應力筋放松之前，要確保放松方法的可靠性以及放松順序的正確性，采用科學的施工技術使工程質量得到有效保障。

只有在混凝土的強度達到設計強度之后，才可以進行預應力筋的放松，如果設計強度沒有做具體要求，那么應該將混凝土立方體抗壓強度標準值的75%，作為預應力筋放松的最低強度限制標準。

針對中小型鋼筋混凝土構件，通常配筋較少，可以采用剪切、熔斷及鋸割方式進行鋼絲放松。對于長線臺座上的鋼絲，可以從生產線中間的構件來作為剪筋起點，可以減少回彈。當對第一構件實施剪筋后，和構件與底模之間的摩擦阻力相比，預應力筋的收縮力明顯更高，所以構件與底模會發生分離，有利于構件的脫模。針對預應力構件，為了防止扭轉過度導致構件端部產生開裂的情況，需要從外往內進行對稱擺放。如果構件內的配筋較多，需要采用千斤頂或者沙箱同時放松所有鋼絲，不然最后放松的鋼絲會因為應力過大而發生斷裂。如果鋼筋數量比較少，則可以采用加熱單根熔斷的方式進行放松。

在粗鋼筋的放松過程中，可以采用氧氣乙炔焰來進行放松，同時需要對每根鋼筋實施輪換加熱，讓其溫度共同上升。等到鋼筋伸長并且有縮頸出現時，就可以將鋼筋切斷，在這一過程中要注意不要將構件燒傷。

四、后張法

后張法中首先需要生產構件，之后還需要進行預應力的施加，具體包括制作預應力筋、張拉預應力筋以及孔道灌漿等。

后張法是在澆筑結構混凝土或者構件制作中預留孔道，等到混凝土強度滿足要求之后再將預應力筋穿入到預留孔中，再根據設計規定實施張拉，在構件端部錨固預應力筋，之后實施灌漿。后張法中，預應力筋是直接在構件上進行張拉，受到預壓力的影響混凝土會產生彈性壓縮，不會對預應力筋的有效預應力值造成影響。在屋架等大型構件的施工現場制作中后張法較為適用，能夠避免運輸過程導致的不必要投入。可以先將拼裝式大跨度屋架等大型構件進行分開預制，先制作出小型塊體，將這些小型塊體運輸到施工現場之后，再進行拼裝使其成為一個整體。或者通過預加應力的方式，待各個構件安裝完成后，再進行拼裝使其成為一個整體預應力結構。在后張法中，主要是通過兩端的錨具來傳遞預應力，作為預應力筋的重要組成部分，錨具需要在構件中永久留置，耗用的鋼材比較多，成本投入大，又因為錨具加工有著較高的要求限制，還要進行孔道預留、穿筋、鋼筋張拉等工序，所以具有十分復雜的施工工藝。

五、結語

和傳統鋼筋混凝土相比，預應力混凝土能夠降低混凝土、鋼筋以及模板的使用量，能夠使工程造價得到有效控制。另外，預應力混凝土施工中，張拉和灌漿工藝不會占用主工期，不會延長施工工期，因此，具有較高的應用價值。