房屋建筑工程預(yù)應(yīng)力混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)

李偉革

（中鐵十一局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，湖北 武漢 430000）

城市化建設(shè)背景下，房屋建筑工程項目逐漸增多，人們對于房屋建設(shè)質(zhì)量的要求也在不斷提升，就傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，其受外力作用明顯，結(jié)構(gòu)本身容易產(chǎn)生變形、裂縫等不良現(xiàn)象，這些問題不僅影響了房屋建筑整體的穩(wěn)定性，而且對居住人員的人身安全造成一定威脅。基于此，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在房屋建筑工程項目中開始推廣和應(yīng)用，有效地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺陷，有效地提升了房屋建筑的整體性能。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土施工優(yōu)勢特征

預(yù)應(yīng)力混凝土是一種新型的建筑施工模式，其在結(jié)構(gòu)件受外力作用前，人為地對構(gòu)件施加作用力，該作用力能減小或抵消外部荷載作用所引起的拉應(yīng)力，推遲受拉區(qū)混凝土開裂［1］。現(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力混凝土工藝在房屋建筑工程項目中得到了深入應(yīng)用，從應(yīng)用過程來看，其具有以下優(yōu)勢特征：

其一，預(yù)應(yīng)力混凝土材料的質(zhì)量較輕，運(yùn)輸和搬運(yùn)過程極為方便，同時在施工中，該材料用量較少，進(jìn)而使得結(jié)構(gòu)更加輕薄，不僅起到了節(jié)省內(nèi)部空間的作用，而且房屋整體更具美觀性。其二，在施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)對鋼筋實(shí)施張拉控制，并在此基礎(chǔ)上對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力，保證了結(jié)構(gòu)件的整體強(qiáng)度。建筑項目施工完成后，房屋整體不僅具有良好的強(qiáng)度，而且抗裂能力較為突出，房屋建筑整體性能優(yōu)良。其三，相比與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在防滲、抗侵蝕方面性能突出，其有效地保證了建筑的整體性、美觀性，同時，受結(jié)構(gòu)中的曲線鋼筋束的作用，梁兩端支座所受的豎向剪力有所減小，這有效地提升了建筑整體穩(wěn)定性，確保了居住用戶的人身安全。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土施工的難點(diǎn)

2.1 材料造價成本高

材料應(yīng)用直接關(guān)系著工程項目的建設(shè)質(zhì)量，就預(yù)應(yīng)力混凝土施工而言，其施工材料與傳統(tǒng)的材料混凝土材料存在較大差異，相比而言，預(yù)應(yīng)力混凝土密度大、材料強(qiáng)度突出，這也使得材料的價格較為昂貴。項目建設(shè)初期，針對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的房屋工程，還需要進(jìn)行房屋建設(shè)規(guī)模、材料用量的有效核算，以此來控制項目建設(shè)成本，避免成本造價施工導(dǎo)致項目難以進(jìn)行，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 施工技術(shù)難度大

與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力混凝土施工的技術(shù)難度較大。一方面，就工藝技術(shù)本身而言，其材料結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，預(yù)應(yīng)力的施加工序多、難度大，這給工程項目建設(shè)帶來一定阻礙，當(dāng)材料預(yù)應(yīng)力施加效果達(dá)不到設(shè)計要求時，會導(dǎo)致房屋整體結(jié)構(gòu)缺陷，性能不足。另一方面，預(yù)應(yīng)力混凝土施工需要較為專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)，而在當(dāng)前工程項目施工中，技術(shù)人員少，且部分技術(shù)人員缺乏預(yù)應(yīng)力混凝土施工經(jīng)驗(yàn)，這使得其對于預(yù)應(yīng)力混凝土相關(guān)工序的掌控力度不足，影響了工程項目最終施工質(zhì)量。

2.3 梁體拱控制難

在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中，梁體預(yù)制過程中會設(shè)置一定的曲線鋼筋束，該鋼筋束會對梁體施加預(yù)應(yīng)力，減少梁兩端支座所受的豎向剪力，而當(dāng)支座受到梁體壓力減少，鉸接支座的使用壽命會有所延長，這對于建筑結(jié)構(gòu)整體使用壽命較為積極的作用，然而在施工過程中，預(yù)制梁在存放過程中會受到內(nèi)部預(yù)應(yīng)力的影響，當(dāng)梁體內(nèi)部預(yù)應(yīng)力作用明顯時，梁體結(jié)構(gòu)會發(fā)生上拱等變形危害，這不僅改變了梁體的物理參數(shù)，而且其力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生了較大變化，制約了工程項目的順利開展［2］。

3 房屋建筑工程預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力混凝土在房屋建筑工程項目中的應(yīng)用不斷深入，其在改善結(jié)構(gòu)件性能和補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件加固的基礎(chǔ)上，有效地提升了建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，延長了房屋建筑的使用時間。在房屋建筑工程施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用還應(yīng)關(guān)注以下要點(diǎn)：

3.1 重視前期準(zhǔn)備工作

充分全面的落實(shí)前期準(zhǔn)備工作，能為預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)應(yīng)用和房屋建筑施工創(chuàng)在有利條件。在施工準(zhǔn)備階段，首先應(yīng)進(jìn)行技術(shù)交底，同時結(jié)合工程項目實(shí)際情況，對參建人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保全體施工人員掌握操作流程和技術(shù)要領(lǐng)。其次應(yīng)進(jìn)行施工材料的有效檢驗(yàn)，施工材料檢驗(yàn)是施工準(zhǔn)備階段的重點(diǎn)工作，在材料檢驗(yàn)中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注鋼筋和混凝土材料的檢驗(yàn)。就鋼筋材料而言，不僅要選擇強(qiáng)度高、塑性好的鋼材，而且需就鋼材的應(yīng)力損失、與混凝土黏結(jié)性能進(jìn)行綜合考慮，繼而選擇滿足項目建設(shè)需要的優(yōu)質(zhì)鋼材。通常，高強(qiáng)度鋼絲、鋼絞線、精軋螺紋鋼筋具有較高的強(qiáng)度、彈性和耐疲勞性，其是預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的理想鋼材。而在混凝土材料選擇中，應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比、水泥用量和摻料用量，同時通過現(xiàn)場試驗(yàn)，就混凝土強(qiáng)度收縮性能與快速固化性能進(jìn)行全面檢查，確保混凝土材料收縮度小、性能穩(wěn)定。最后，工程準(zhǔn)備階段還應(yīng)進(jìn)行場地三通一平處理，并在材料設(shè)備進(jìn)場后，依據(jù)項目設(shè)計編制施工計劃，準(zhǔn)備進(jìn)行施工建設(shè)。

3.2 規(guī)范混凝土構(gòu)件應(yīng)力預(yù)加

對混凝土構(gòu)件預(yù)加應(yīng)力是整個項目建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段，混凝土構(gòu)件應(yīng)力預(yù)加包含了先張法和后張法兩種形態(tài)。

1）先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工要點(diǎn)

先張法預(yù)應(yīng)力施加是工程項目建設(shè)中較為常用的一種施工方式，其按照先張拉鋼筋、后澆筑混凝土的順序進(jìn)行項目施工［3］。在先張法預(yù)應(yīng)力混凝土項目建設(shè)中，鋼絞線或高強(qiáng)度鋼絲的應(yīng)用較為常見，其不僅能提升結(jié)構(gòu)件整體的穩(wěn)定性，而且能有效控制項目建設(shè)成本。針對先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工，其施工控制要點(diǎn)還包括：其一，在張拉施工前，應(yīng)進(jìn)行張拉設(shè)備臺座剛度和強(qiáng)度的有效設(shè)計，這樣不僅能滿足設(shè)計過程中的對抗傾斜要求，而且能滿足設(shè)備抗滑動控制需要，繼而從前期加工階段確保項目施工質(zhì)量。其二，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工應(yīng)關(guān)注房屋橫梁張拉操作，該過程中，需在考慮橫梁剛度時候，確保其撓度值控制合理。需注意的是，在張拉錨固過程中，應(yīng)確保預(yù)應(yīng)力筋和錨板的受力中心位于同一點(diǎn)位。其三，在先張法支架與模板設(shè)置中，需考慮現(xiàn)場的地基承載力情況，當(dāng)?shù)鼗休d不足時，還應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)加強(qiáng)處理，確保施工過程的安全性。為便于模板后期調(diào)整，應(yīng)預(yù)留一定的空間，然后按照模板工程設(shè)計要求進(jìn)行規(guī)范安裝，以此來為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工創(chuàng)造良好條件。

2）后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工要點(diǎn)

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，首先要進(jìn)行混凝土澆筑，待混凝土硬化到一定標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉。需注意的是，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中，需要特定的錨具進(jìn)行輔助作用。從施工過程來看，后張法預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)在于：首先，在預(yù)應(yīng)力管道安裝期間，應(yīng)就管道的順通情況進(jìn)行檢查，避免管道發(fā)生堵塞，當(dāng)管道堵塞時，還應(yīng)規(guī)范地進(jìn)行疏通處理；其次，在管道焊接及安裝時，應(yīng)做好管道的有效保護(hù)，嚴(yán)禁管道破損；同時選用優(yōu)質(zhì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行管道穿束，并且在完成穿束后，應(yīng)按照邊轉(zhuǎn)動預(yù)應(yīng)力筋邊澆筑的要求進(jìn)行后續(xù)混凝土澆筑作業(yè)，確保混凝土澆筑的均勻性。最后還應(yīng)對預(yù)應(yīng)力筋的長度進(jìn)行規(guī)范管理，要求曲線預(yù)應(yīng)力筋的長度大于直線預(yù)應(yīng)力筋，同時控制孔道磨損施工，確保后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工滿足項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3）構(gòu)件錨具選擇

預(yù)應(yīng)力混凝土項目施工中，施工人員往往需要準(zhǔn)備一定的錨具和夾具。依據(jù)受力原理的差異，這些錨具可分為依靠摩阻力錨固、依靠承壓錨固和依靠粘結(jié)力錨固三種形態(tài)［4］。具體而言，錐形錨、鐓頭錨、夾片錨具、固定端錨具、連接器等都是工程項目中較為常用的錨具。就錐形錨而言，其具有面積小、使用方便的特點(diǎn)，需要注意的是，錐形錨具的應(yīng)力損失較大，在項目建設(shè)中不具備重復(fù)張拉的能力，故而限制性較大。鐓頭錨能有效減少應(yīng)力損失，應(yīng)用效果較好，同時在項目施工中的操作較為簡便，所不足之處在于該錨具在大噸位構(gòu)件張拉中的適用性較小，當(dāng)構(gòu)件噸位較大而鋼絲直徑設(shè)計不合理時，容易導(dǎo)致鋼絲斷裂。夾片錨具強(qiáng)度高、硬度大，其可滿足多種工程項目的建設(shè)需要。工程項目建設(shè)中，應(yīng)在考量工程項目建設(shè)需要的基礎(chǔ)上，合理性的進(jìn)行錨具選擇和應(yīng)用，以此來提升構(gòu)件可靠性、安全性，促進(jìn)預(yù)應(yīng)力混凝土建設(shè)項目的有序開展。

4）混凝土土澆筑要點(diǎn)

要進(jìn)一步提升預(yù)應(yīng)力混凝土項目的施工質(zhì)量，在施工中，還應(yīng)就混凝土施工過程進(jìn)行全方位管理。在施工初期，應(yīng)對混凝土材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保水泥、骨料、摻料混合比例合理、參數(shù)準(zhǔn)確。施工過程中，施工人員應(yīng)在“先底部、頂部，后兩側(cè)”原則的指導(dǎo)下，嚴(yán)格按照二次澆筑的方式開展施工，同時在施工中，嚴(yán)格控制施工材料應(yīng)用，避免材料浪費(fèi)。完成混凝土澆筑施工后，還應(yīng)進(jìn)行澆筑構(gòu)件的有效養(yǎng)護(hù)，避免構(gòu)件出現(xiàn)裂縫缺陷，影響整體的強(qiáng)度和承載能力。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)對于房屋建筑工程項目施工質(zhì)量具有較大影響。新時期，建筑施工人員只有充分認(rèn)識到預(yù)應(yīng)力混凝土施工的技術(shù)優(yōu)勢，并在掌握分析其施工問題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行施工過程技術(shù)要點(diǎn)的全面把控，才能提升預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用水平，保證房屋建筑工程項目建設(shè)質(zhì)量，進(jìn)而為人們提供一個良好的生活和工作場所，滿足社會發(fā)展需要。