緩黏結預應力技術在重要建筑中的綜合應用

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，我國大力發展基礎設施建設，機場、交通樞紐、橋梁、水壩等一個又一個大型基礎設施拔地而起，這些大型工程的圓滿完成離不開如今日益成熟的預應力技術。傳統的預應力技術分為有黏結預應力與無黏結預應力，而緩黏結預應力技術既吸收了無黏結預應力結構施工簡便易行的優點，又保留了有黏結預應力混凝土結構良好的力學性能。本文通過對緩黏結預應力技術的核心——緩黏結預應力筋在大跨度框架梁內的施工情況以及在緩黏結預應力灌注樁中的實際應用，對其施工步驟、工藝和注意事項進行了總結。

2 緩黏結預應力技術的應用概況

2.1 主體結構

2.1.1 珠海機場綜合交通樞紐項目一期工程（一標段）

珠海機場綜合交通樞紐項目一期工程 （一標段）（以下簡稱為機場樞紐項目）位于廣東省珠海市金灣區珠海機場北側。項目地上2 層，地下2 層，局部地下3 層，結構為框架結構體系，在地下1 層、首層梁板內采用了緩黏結預應力技術，其分布主要在項目東西兩側人防區，如圖1 所示。

圖1 緩黏結預應力筋應用區域

地下室部分梁板采用緩黏結預應力，預應力構件施工采用后張法施工技術，梁內緩黏結預應力筋呈直線或弧線布設，考慮到本工程人防區板厚為250~300 mm，施工時溫度應力較大，本工程錨具張拉端采用圓套筒式夾片錨具，固定端錨具緩黏結預應力采用擠壓錨具。

因本工程存在較多大跨度梁，人防區板厚較大，預應力鋼筋采用直徑較大的φS17.8 mm 高強度耐磨預應力鋼絞線，其抗拉強度標準值fptk=1 860 MPa，設計張拉控制應力限值為0.75fptk，單束預應力筋張拉控制力Ncon＝195.3 kN，緩黏結鋼絞線質量1.87 kg/m。

2.1.2 珠海機場改擴建工程（一標段）航站樓土建工程項目

珠海機場改擴建工程（一標段）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三灶鎮珠海機場東北側，機場樞紐項目南側。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預應力技術，如圖2 所示。

圖2 緩黏結預應力筋應用區域

跨度大于12 m 的框架梁、次梁采用緩黏結預應力，預應力鋼筋采用φS15.2 mm 高強度、低松弛預應力鋼絞線，其抗拉強度標準值fptk=1 860 MPa，設計張拉控制應力限值為0.75fptk，單束預應力筋張拉控制力Ncon＝195.3 kN，無黏結鋼絞線質量為1.22 kg/m，緩黏結鋼絞線質量為1.35 kg/m[1]。

2.1.3 橫琴口岸及綜合交通樞紐項目開發工程

橫琴口岸及綜合交通樞紐開發工程 （以下簡稱為橫琴口岸）建設場地位于廣東省珠海市橫琴新區琴海東路西側、環島東路東側。C 區主體建筑及南北側交通平臺位于用地中部，主體東段12 m 標高層、20 m 標高層、26 m 標高層梁內采用緩黏結預應力技術，如圖3 所示。

緩黏結預應力筋鋼絞線均采用為直徑15.2 mm 的高強低松弛鋼絞線，其設計參數與機場航站樓項目相同。

2.2 樁基礎

在機場樞紐項目建設中，在臨近北側城軌項目的樁基礎施工中，大面積地使用到緩黏結預應力灌注樁。

緩黏結預應力灌注樁利用緩黏結預應力技術，使灌注樁先受壓，在具有良好力學性能的同時，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，大幅度節約了施工成本，如圖4、圖5 所示。緩黏結預應力筋還有另一大優點，其預應力張拉適用期及標準固化時間是可控的，即可根據不同的施工需求選擇不同的緩凝黏合劑。考慮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，選用標準張拉試用期為300 d 的緩凝黏合劑，保證在所有基礎結構混凝土達到設計強度100%后，緩黏結預應力筋再開始張拉，充分發揮其力學性能。

圖4 緩黏結預應力灌注樁樁身大樣圖

圖5 樁身縱筋截面圖

3 緩黏結預應力技術施工工藝及技術要點

3.1 緩黏結預應力梁板

3.1.1 施工工藝

預應力筋下料及固定端制作→支設模板→綁扎梁板普通鋼筋→布設梁中緩黏結預應力筋→安裝張拉端螺旋筋、 承壓墊板及穴模→板端模板封閉→混凝土澆筑→預應力筋張拉→切割外露鋼絞線→張拉端封錨[2]。

3.1.2 施工技術要點

1）預應力筋下料及固定端制作

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

2）預應力筋的布設

布設緩黏結預應力筋，預應力筋應保持走向順直，兩端穿筋位置應相互對應。端部的預埋錨墊板應垂直于預應力筋，內埋式固定端墊板不應重疊，錨具與墊板應貼緊。

其他各專業在施工時要注意避免改變預應力筋位置，施工中當普通鋼筋及水電管線與預應力筋發生位置矛盾時，應優先保證預應力筋的位置。若緩黏結預應力筋的護套出現破損，需采用防水膠帶纏繞緊密。

3）混凝土澆筑

考慮到緩黏結預應力筋所應用的梁板多為大跨度結構，配筋率高，布設緩黏結預應力筋后振搗空間小，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）預應力筋張拉

張拉前需對混凝土強度進行檢測，保證達到設計要求的張拉強度。

預應力筋不大于30 m 時可一端張拉，大于30 m 時宜采用兩端張拉。直線緩黏結預應力鋼絞線長度超過60 m，宜應采取分段張拉和錨固。

3.2 緩黏結預應力灌注樁

3.2.1 施工工藝

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

3.2.2 施工技術要點

1）預應力筋下料

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

2）緩黏結預應力筋安裝

鋼筋籠吊放入孔時，采用鋼管橫跨在樁基口上，進行預應力筋穿入鋼筋籠內側綁扎，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）預應力筋張拉

預應力筋的張拉控制，以控制張拉力為主，同時用張拉伸長值作為校核依據，當實測伸長值與設計計算理論伸長值相對偏差超過±6%時，應暫停張拉，查明原因并采取措施調整后，方可進行張拉。

4 結語

緩黏結預應力技術其通過在預應力鋼絞線外側、 護套內側包裹一層緩黏結材料，使其擁有了獨特的力學性能，其在施工初期相當于無黏結預應力筋的防腐油脂，使預應力筋既具有流動性，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，緩黏結材料慢慢固化，隨之與外部護套及內部鋼絞線黏結咬合，達到有效黏結的效果，其黏結后的力學性能與有黏結預應力筋不相上下。在主體結構中，緩黏結預應力技術擁有在大跨度結構中承受高荷載的能力；在樁基礎中，給灌注樁施加預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預應力技術在重點建筑設施中的應用情況、具體做法及施工工藝，并結合施工過程中需注意的問題及技術要點進行了系統總結，為今后緩黏結預應力技術的施工做法提供了一定的參考。