高層建筑預應力混凝土施工技術實踐

【摘 要】文章結合工程實例對某小區高層住宅預應力工程施工特點及難點進行了簡要的分析，以供類似工程參考。

【關鍵詞】高層住宅 預應力混凝土 施工技術

一、工程概況

某小區地下停車庫工程設置在地下，地上為多棟10～13 層小高層住宅，采用鋼筋混凝土框架結構，其中地下室2 層，建筑面積為16040m2，灌注樁基礎，基坑底面標高為-8.60m。結構平面較規則，呈“L”型，結構總長度126.9m，總寬度60.3m；底板厚700mm，基礎梁1200mm ×700mm； 外側板厚400 ～600mm，地下1、2 層板厚120mm，最大梁400mm×800mm；首層板厚180mm，最大梁500mm×2150mm；⑨～⑩軸間設寬800mm后澆帶；底板、側壁及部分框架梁應用有粘結預應力混凝土技術，混凝土達到90%設計強度后張拉；部分次梁應用無粘結預應力混凝土技術，混凝土達到75%設計強度后張拉。

二、預應力混凝土梁、板設計要點

2.1 底板用5BΦj15.24， 暗梁用4×5BΦj15.24，底板張拉端距暗梁邊2.5m，固定端距暗梁邊1.0m，預應力筋曲線形布置，單向張拉。

2.2 側板用2BΦj15.24@500mm，第一道預應力筋離板面0.8m，預應力筋直線形布置，單向張拉。

2.3 框架梁除首層用2×5BΦj15.24，其它用5BΦj15.24，預應力筋曲線形布置（見下圖1），單向張拉；次梁用5UΦj15.24；預應力筋直線形布置，單向張拉。

2.4 張拉端和固定端：錨具采用Ⅰ級錨具，張拉端底板、框架梁采用5孔群錨，側板采用2孔群錨；固定端底板、側板采用梨形壓花錨具，框架梁采用擠壓錨具；次梁張拉端采用夾片錨，固定端采用單孔擠壓錨具。

2.5 有粘結預應力筋在后澆帶等長期暴露的位置用鍍鋅波紋管，其它部位可用不鍍鋅波紋管；底板和框架梁采用φ55 金屬圓形波紋管，側板用金屬橢圓波紋管。

三、預應力工程特點及難點分析

3.1 結構平面尺寸較大，預應力筋分成2 段或數段，然后在結構的中間部位進行搭接，每段預應力筋分別張拉錨固；采用板面張拉的工藝，

具體作法如下：

圖1 框架梁預應力筋布置大樣

預應力筋在接近張拉端的部分向板面傾斜15°～20°，并將張拉端錨墊板與梁板面筋焊接固定，應確保錨墊板與預應力筋的中心線垂直；若錨墊板處的梁板面筋太密，則需將局部的鋼筋進行調整。用專門制作的塑料組合穴模（或泡沫）套在張拉端錨墊板外露出的預應力筋上，混凝土澆筑完后抽出塑料組合穴模（或泡沫）。滿足張拉時安裝千斤頂。模板在張拉端處承壓不滿足，該位置板加厚，否則容易造成局部混凝土被壓裂；框架梁有粘結預應力筋張拉在梁側，即板底張拉，張拉處樓板加厚至400mm；次梁無粘對預應力筋在板面張拉，張拉處樓板加厚至200mm；承受局部荷載。

四、有粘結和無粘結預應力施工技術

4.1 施工準備

4.1.1 預應力材料

1）預應力筋用Φj15.24 鋼絞線，抗拉強度標準值fptk=1860MPa ，張拉控制應力σcon=1395MPa ，單根預應力筋張拉力Ncon=195.3MPa ；預應力筋進場時按現行國家標準《預應力混凝土用鋼鉸線》GB/ T5224 等的規定抽取試件作力學性能檢驗，其質量須符合有關標準的規定；鋼絞線復檢應包含彈性模量量測。

2）所用錨具、夾具符合國家標準《預應力筋用錨具、夾具和連接器》（GB/ T14730-2000）的規定。

3）金屬波紋管徑向、抗滲漏性能進行復檢。

4）孔道灌漿用水泥按規定復檢。

4.2 有粘結預應力筋布設

4.2.1 下料組裝

1）預應力筋下料嚴格按下料單用無齒鋸切割機進行切割并做好標識；有專人負責對切割完的各種規格預應力筋的數量和長度進行復核。

2）固定端采用梨形壓花固定端錨具，把切好的預應力筋穿過壓花機夾片同時頂入壓花機頂桿，向油缸供高壓油，由于壓花機夾片夾住了預應力筋，頂桿將預應力筋擠壓成一個梨型的自錨頭。

3）下好料的預應力筋應當卷起來，宜按布筋順序木方架空堆放，不致于攪亂。

4.2.2 鋪筋次序

1） 底板：安裝樁承臺和暗梁普通鋼筋、箍筋，安裝板普通鋼筋底筋；預留柱和墻鋼筋；鋪放暗梁和板長跨方向預應力筋；鋪放板短跨方向預應力筋；鋪放板普通鋼筋負筋；組裝承壓板。

2）側板和框架梁：安裝普通鋼筋，安裝預應力筋控制點支架，布設預應力筋，安裝張拉端配件。

4.2.3 預應力筋布設

1）波紋管和支托布設：波紋管安裝前，按設計圖中預應力筋曲線矢高在梁箍筋上焊接Φ12mm 鋼筋支托，底板底筋上綁Φ12mm 馬凳支托。

從梁或底板一端穿入Φ55mm 金屬圓波紋管，邊穿邊用連接套管連接，波紋管與支托鋼筋用鐵絲綁牢。波紋管安裝就位后，應檢查其位置、曲線開關是否符合設計要求，波紋管的固定是否牢靠，如有破損，應及時用粘膠帶修補。

2）穿筋和安裝承壓板：預應力筋套好約束圈后從固定端波紋管穿入，梨形壓花固定端錨具與波紋管端部鋼絞線裸露自由段≥1.0m；預應力筋遇集水井可繞開，繞開的預應力筋距洞口≥300mm， 水平偏移的曲率半徑≥7000mm；擠壓固定端錨具與波紋管端部鋼絞線褐露自由段長度≥300mm； 固定端安裝φ12mm 鋼筋支架，張拉端安裝螺旋筋及承壓板，承壓板與預應力筋焊接固定；張拉端外露出的預應力筋套泡沫塊，混凝土澆筑完后鑿掉泡沫塊，為張拉時安裝千斤頂預留出斜槽。波紋管端部在張拉端的接縫處用膠帶密封，在固定端用棉紗密封。

3）泌水排氣孔的設置：錨具或喇叭口及每跨最高點設置灌漿孔或排氣孔，孔距≤12m（直線孔道≤20m）。灌漿孔（或排氣孔）在跨內高點處設在孔道上側方，在跨內低點處應設在下側方。泌水管設在每跨曲線孔道的最高點處，開口向上，露出梁面的高度一般不小于100mm，泌水管用于排除孔道灌漿后水泥漿的泌水，并可二次補漿。波紋管上可先不打孔，待孔道灌漿前再用鋼筋穿過泌水管打穿波紋管。

4.3 無粘結預應力筋布設

4.3.1 下料制作

無粘結預應力筋包涂完成后，按圖紙尺寸及千斤頂夾持長度編號下料，用砂輪切割機切斷，套上螺旋筋和底托板，將固定端擠壓成型，纏繞成盤后運到施工現場，分類堆放；有破損用塑料水密性膠帶纏繞修補，破損嚴重應予以更換。

4.3.2 鋪筋次序

綁扎普通鋼筋，安裝梁中控制點支架，布設無粘結預應力筋，安裝張拉端配件。

4.3.3 布設

1）按圖紙標高在已就位的梁箍筋上焊接Φ12mm 支托，間距約2m，

從固定端穿入梁內并從張拉端穿出，用鐵絲綁固。

2）張拉端單根無粘結預應力筋應套好螺旋筋、承壓板，承壓板與加厚板筋焊接固定，保證無粘結預應力筋中心線與承壓板垂直。

3）每根用塑料組合穴模套在張拉端錨墊板外露出的預應力筋上，為將來安裝千斤頂預留出斜槽。

4）檢查無粘結預應力筋的標高是否符合設計要求，外皮是否破損。

4.4混凝土澆注

普通鋼筋、預應力筋鋪放和端頭固定完成，隱蔽驗收合格后，方可澆筑混凝土。混凝土及外加劑中對預應力筋有侵蝕作用物質的含量應符合國家有關規范標準要求。混凝土澆筑振搗密實，尤其預應力筋張拉端及固定端處。混凝土振搗過程中不要使預應力筋、波紋管、支撐鋼筋和錨具的位置發生變動，嚴禁踩踏預應力筋張拉端，嚴禁用振搗棒直接觸碰預應力筋和波紋管。混凝土澆筑完成后做好養護，防止產生收縮裂縫。

每區段多預留兩組試塊作同條件養護用以確定預應力筋的張拉日。

4.5預應力筋張拉

4.5.1 張拉前的準備

1）千斤頂和油表配套送試驗室標定，根據校驗報告計算出張拉力所對應的油表讀數。

2）張拉前對預應力結構構件兩側模板及端部模板拆除，并將張拉端槽孔和外露鋼絞線剔鑿清理干凈，滿足安放錨板及千斤頂張拉就位，在結構邊緣位置張拉須搭設千斤頂張拉操作平臺。

3）同條件養護的混凝土試件送試驗室檢測，混凝土抗壓強度報告呈報監理工程師確認后方可進行預應力筋的張拉；有粘結預應力混凝土達到90%設計強度后張拉；無粘結預應力混凝土達到75%設計強度后張拉。

五、結束語

綜上所述，應用預應力混凝土技術降低了結構鋼筋及混凝土的用量，提高了結構的剛度及抗裂要求，有效地減少了混凝土裂縫的產生，提高了地下室的防水抗滲性能，減少伸縮縫的留設。文章分析了高層住宅預應力框架梁、板結構設計要點和施工的重點難點；并對其梁板結構采用的有粘結和無粘結預應力綜合施工技術措施進行了深入闡述。

參考文獻

[1] 王亮，建筑工程中預應力混凝土材料技術的應用，科技與企業，2012