探討預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑施工中的有效應(yīng)用

張全兵

(陽泉金聯(lián)置業(yè)建設(shè)有限責(zé)任公司，山西陽泉 045000)

探討預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑施工中的有效應(yīng)用

張全兵

(陽泉金聯(lián)置業(yè)建設(shè)有限責(zé)任公司，山西陽泉 045000)

簡述了預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)，從原材料與設(shè)備選取、切割預(yù)應(yīng)力筋、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力筋張拉等方面，闡述了預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)，并分析了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，指出應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)有利于提高建筑的耐久性，延長建筑的使用年限。

建筑施工，預(yù)應(yīng)力技術(shù)，預(yù)應(yīng)力筋，灌漿作業(yè)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在我國的建筑施工中十分常見，通俗的講，預(yù)應(yīng)力技術(shù)實(shí)則是運(yùn)用于混凝土工程，使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，以減弱外荷載導(dǎo)致的拉應(yīng)力，減少混凝土開裂，延長建筑使用年限等。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用，不僅具有跨越能力大、受力性能好、耐用性能久、觀賞價(jià)值高、使用性能優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)，更是對我國建筑技術(shù)而言的一次重大的技術(shù)革新與飛躍。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)概況

建筑施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用，主要應(yīng)用于混凝土工程，使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，減輕外荷載造成的拉應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力技術(shù)主要是運(yùn)用在混凝土結(jié)構(gòu)中，而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是通過混凝土的高抗壓與低抗拉兩大特點(diǎn)之間的互補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)受拉區(qū)混凝土延緩開裂。應(yīng)用到建筑施工中的混凝土結(jié)構(gòu)，一般都使用高強(qiáng)度混凝土和鋼筋，達(dá)到高度的抗壓、抗?jié)B等，雖然混凝土結(jié)構(gòu)抗壓能力強(qiáng)，但它抗拉能力弱，所以，運(yùn)用預(yù)應(yīng)力鋼筋可以實(shí)現(xiàn)對混凝土抗拉力的預(yù)防。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土特點(diǎn)與施工流程

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土特點(diǎn)

首先，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗裂能力較弱，在預(yù)應(yīng)力作用下，混凝土結(jié)構(gòu)受到內(nèi)在的預(yù)壓應(yīng)力需要由外在的荷載所產(chǎn)生的拉應(yīng)力來相互抵消，如果沒有外在的荷載產(chǎn)生拉應(yīng)力，那么混凝土就容易出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。其次，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗壓能力較強(qiáng)，預(yù)應(yīng)力對混凝土結(jié)構(gòu)的改造，使得預(yù)應(yīng)力混凝土在標(biāo)準(zhǔn)外力荷載下也不會出現(xiàn)開裂，一般情況而言，外力荷載不會超出混凝土最大剛度，從而能良好的進(jìn)行抗壓。第三，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗腐、抗?jié)B能力較強(qiáng)，由于混凝土結(jié)構(gòu)自身重量小、跨度大，因此能廣泛運(yùn)用于建筑施工中。

2.2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工流程

首先，在建筑施工中，要嚴(yán)格把控原材料和設(shè)施設(shè)備的質(zhì)量，質(zhì)量因素是預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)順利開展的首因，如，向生產(chǎn)廠家索要產(chǎn)品合格證明、產(chǎn)品性能檢驗(yàn)報(bào)告等，并在材料設(shè)備投入使用前進(jìn)行復(fù)檢，要保證材料和設(shè)備合格才能投入使用，預(yù)應(yīng)力筋上的夾具、錨具、連接器等，需要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，組裝檢查后方可投入使用。在預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中，要事先設(shè)計(jì)好預(yù)應(yīng)力鋼筋的分布圖，分析出建筑整體所能承受的極限應(yīng)力，以此調(diào)整鋼筋分布，防止不必要的損失。

其次，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)需要，切割長度適中的預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋的主要作用是為了方便施工，通過給建筑結(jié)構(gòu)施加壓應(yīng)力，來保證結(jié)構(gòu)中的壓應(yīng)力得以長時(shí)間保存，用長度適中的預(yù)應(yīng)力筋，來制作預(yù)應(yīng)力筋下料及固定端錨具，制作完成后，檢驗(yàn)其規(guī)格，尺寸、數(shù)量，確保符合施工要求，其中，鋼絞線下料長度要與其在梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)的有效長度相同，完成下料工作后，對其規(guī)格、數(shù)量進(jìn)行及時(shí)檢查，以降低下料施工的誤差。

第三，穿束預(yù)應(yīng)力筋，將預(yù)應(yīng)力筋穿入管內(nèi)，將波紋管綁扎在固定架上，穿束預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，人工單根穿束，穿束端以膠布包纏好，在穿束過程中，要保證將預(yù)應(yīng)力筋對波紋管的損害程度盡量降到最低，在完成預(yù)應(yīng)力筋穿束的后，檢查波紋管的完好程度，如有破損，要立即用防水膠帶包纏。

第四，混凝土澆筑施工，混凝土澆筑施工前，要對每次的澆筑施工進(jìn)行詳細(xì)的施工方案設(shè)計(jì)，并對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，混凝土澆筑施工應(yīng)在符合設(shè)計(jì)規(guī)定后執(zhí)行，在完成預(yù)應(yīng)力鋼筋穿束施工后，復(fù)檢已安裝好的各管線，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑施工中，需要采取直徑較小的振動棒對張拉端、梁、柱節(jié)點(diǎn)等位置進(jìn)行振搗施工，以確保梁內(nèi)混凝土的密實(shí)度。

第五，預(yù)應(yīng)力筋張拉，這一施工流程是為了在建筑構(gòu)建中提前加拉力，使預(yù)應(yīng)力張拉部件承受一定的拉應(yīng)力，進(jìn)而變形，來承受鋼結(jié)構(gòu)本身的荷載，張拉施工前，除底模不能拆除外，將預(yù)應(yīng)力筋張拉端端部模板與側(cè)模拆除，并將張拉端部混凝土清理干凈，剝離多余的預(yù)應(yīng)力套管，張拉施工前，選用噸位為0.1倍～0.2倍設(shè)計(jì)的張拉機(jī)械進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉施工，張拉施工時(shí)，孔內(nèi)漿液與混凝土強(qiáng)度需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%［1］，在進(jìn)行最后張拉時(shí)，先進(jìn)行20 min～30 min的穩(wěn)定，選用整體張拉等方式進(jìn)行張拉，確定錨索張拉符合設(shè)計(jì)應(yīng)力。

最后，需要注意以下幾項(xiàng)事項(xiàng):第一，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)分項(xiàng)工程中，預(yù)應(yīng)力筋是其中最重要的原材料之一，因此，在預(yù)應(yīng)力筋投入使用前，一定要注意其質(zhì)量是否過關(guān)。第二，在注漿施工過程中，要認(rèn)真觀測，如果出現(xiàn)灌漿泵工作不正常或不出漿等問題，應(yīng)及時(shí)做出問題分析，提出相應(yīng)對策，確保灌漿作業(yè)順利完成。第三，在灌漿結(jié)束時(shí)，要特別注意清水的添加，避免管路漿液和漿液泵之間產(chǎn)生凝固，所以在注入清水時(shí)，應(yīng)適量。

3 建筑施工中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用、在多跨連續(xù)梁建設(shè)中的應(yīng)用、在受彎結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用等。在建筑結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用于在平面結(jié)構(gòu)可以增加建筑空間，解決光線的分布問題，能優(yōu)化建筑格局的使用功能;此外，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，用預(yù)應(yīng)力混凝土材料代替普通材料，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。在多跨連續(xù)梁中，特別是在橋梁建設(shè)施工中，如果抗彎承受力和抗剪承載力達(dá)不到施工要求，此時(shí)就得對橋梁進(jìn)行加固，預(yù)應(yīng)力技術(shù)使施工更加便利，通過粘貼碳纖維來加固抗彎能力，提高多跨連續(xù)梁的穩(wěn)固性。在受彎結(jié)構(gòu)中，如果混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了初始內(nèi)應(yīng)力，混凝土受壓區(qū)應(yīng)變超過極限，那么混凝土構(gòu)件的承載極限就會被趕超，所以要在碳纖維片材具有初始抗應(yīng)力時(shí)粘貼碳纖維，來防止混凝土構(gòu)件遭受破壞。

以悉尼歌劇院為例，悉尼歌劇院的建筑物主要由4塊大殼組成，其貝殼型屋頂，是由2 194塊彎曲形的混凝土預(yù)制件用鋼纜拉緊而拼成，立體的悉尼歌劇院，與藍(lán)色的海洋、蔚藍(lán)的天空相輝映，達(dá)到人文與自然的完美結(jié)合，給人一種冷峻中透出干凈的感覺，而平面上的悉尼歌劇院，同樣讓人嘆為觀止，其外觀可見的三組巨大殼片，筑在南北長186 m、東西寬97 m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土基座上。可以預(yù)見，造型奇特的悉尼歌劇院給建筑施工提出了巨大挑戰(zhàn)和難題，因?yàn)槠浜翢o規(guī)律的殼狀屋頂、彎曲度各有不同的扇形結(jié)構(gòu)之間相互接觸，很難達(dá)到質(zhì)量上的要求，在施工中，其運(yùn)用預(yù)制件制作混凝土的部件，來達(dá)到建筑品質(zhì)的管控。此外，由于歌劇院自身的特點(diǎn)，使得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以用柱和梁來承受屋頂?shù)膲毫ΓO(shè)計(jì)師運(yùn)用折合式混凝土結(jié)構(gòu)墻來支撐屋頂。悉尼歌劇院的設(shè)計(jì)，是20世紀(jì)杰出的建筑代表，為世界各國建筑業(yè)的發(fā)展提供了寶貴的借鑒和技術(shù)支撐，不僅是悉尼的靈魂，更是人類智慧的結(jié)晶。

事實(shí)上，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用中，也會遇見一些問題，如堵管問題、溫差過大導(dǎo)致的散熱保溫問題等，在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，應(yīng)仔細(xì)核實(shí)施工的各個(gè)關(guān)鍵部位，特別是對預(yù)應(yīng)力控導(dǎo)的檢查，防止發(fā)生堵塞問題，發(fā)生堵管問題時(shí)，以預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)為根據(jù)，將漏漿孔道堵塞的位置標(biāo)注出來，要避開梁的主筋位置進(jìn)行開孔，使鋼絞線能順利穿過波紋管。眾所周知，混凝土裂縫是建筑的質(zhì)量通病，特別是在道路施工中最易出現(xiàn)［2］，當(dāng)發(fā)生表面裂縫時(shí)，通過控制構(gòu)建內(nèi)外的溫差來減少此類情況的發(fā)生，例如，夏季時(shí)，優(yōu)先選擇低水化熱水泥進(jìn)行施工。當(dāng)前，預(yù)應(yīng)力建筑施工的工藝可謂不斷創(chuàng)新，目前，預(yù)埋金屬波紋管已普遍取代了原來的抽拔橡膠管成孔技術(shù)，同時(shí)，灌漿技術(shù)也不斷得到突破，如真空灌漿術(shù)的運(yùn)用大大改善了孔道灌漿的密實(shí)性，再有，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與非預(yù)應(yīng)力筋的使用同步，大大降低了建筑施工成本，提高了施工結(jié)構(gòu)水平，加快了施工速度等。當(dāng)然，科技在進(jìn)步，在預(yù)應(yīng)力技術(shù)對建筑施工的作用上，肯定還有更大的發(fā)掘空間。

4 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力技術(shù)對施工的規(guī)范性有著嚴(yán)格的要求，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用能有效提高建筑施工質(zhì)量，有利于建筑結(jié)構(gòu)施工。大量的施工工程實(shí)踐表明，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑施工中取得的效果極為樂觀，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國建筑業(yè)發(fā)展中的預(yù)應(yīng)力技術(shù)將會發(fā)揮出更大的優(yōu)勢。

［1］ 謝 弛.淺析預(yù)應(yīng)力技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014(10):128.

［2］ 朱育杰.芻議建筑施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015(30):106.

On effective application of prestressed technique in architectural construction

Zhang Quanbing
(Yangquan Jinlian Property Construction Co.，Ltd，Yangquan 045000，China)

The paper indicates the features of the prestressed concrete，illustrates the technical points for the prestressed construction technique from the raw material and equipment selection，cutting of prestressed reinforcement，concrete grouting，and prestressed tension，analyzes the application of the prestressed technique in the architectural projects，and points out the technique can improve buildings’durability and prolong their life span.

architectural construction，prestressed technique，prestressed reinforcement，grouting work

TU757

A

1009-6825(2016)35-0096-03

2016-09-24

張全兵(1975-)，男，工程師