預應力混凝土結構施工技術與質量管理

張萌

摘要：近年來，隨著科學技術的發展，我國在混凝土施工過程中技術已經逐漸趨于成熟，然而在實際施工過程中還存在很多問題。在本次研究中我們主要針對預應力混凝土結構施工過程進行闡述，并且分析了影響預應力混凝土結構施工的一些因素。針對如何有效控制預應力混凝土結構施工質量提出有效的解決措施，進一步提高建筑工程質量。

關鍵詞：預應力混凝土結構；施工；技術；質量管理

一、預應力混凝土

在工程建筑過程中混凝土是重要的建筑材料之一，然而由于其具備較低的抗拉能力。目前主要用于受拉區構件，當用作受拉或者受彎構件時說，受拉區域的混凝土在一定應力作用下很容易出現開裂的問題，導致構件裂縫超出合理的構建剛度要求。為能夠改善混凝土的受力性能，控制混凝土裂縫的產生，進一步防止構件出現較大程度的變形，很多建筑工作者長期通過實驗探索出預加應力的有效方法，且預應力混凝土結構在結構承受一定荷載的情況下，人為對其荷載作用的受拉區施加預應力能夠從一定程度或者全部抵消使用荷載，利用這種方法主要是能夠通過較高的混凝土抗壓能力，彌補其抗拉能力的缺失，即預應力混凝土。 近年來預應力混凝土結構實現了快速發展，并且廣泛應用于建筑工程的多個方面，比如橋梁，壓力管道，建筑等，尤其對于一些高層建筑抗震結構來說也取得了較大成果。目前，預應力混凝土已經廣泛適用于土建工程，作為重要的結構材料大多用于公共建筑，高層，大跨度的橋梁等一些現代工程中。相比傳統的鋼筋混凝土來說具有較多優勢，能夠顯著提升構件的抗滲透性能以及抗裂性能，轉變傳統的受力性能，進一步提高構件強度，有效防止構件出現變形減少混凝土梁的主拉應力和剪力，提高耐損力度和安全穩定性，并且能夠節約生產材料，據統計能夠節約30%的混凝土和40%的鋼材料。但在實際使用時，預應力混凝土還存在一些問題，比如需要較為繁瑣的施工工序，而且施工技術要求較高，需要借鑒專業設備，而且很難控制預應力反拱，隨著混凝土徐變程度增加也會從一定程度上影響結構使用效果，施工周期通常較長，相應的施工成本也較大。

二、預應力混凝土的施工工藝分析

預應力混凝土實際上是通過張拉構件進而實現的張拉構件，之后會產生一定的回彈力，回彈力是通過混凝土和鋼筋之間的粘結力，進一步將這種作用力傳遞給混凝土，進而使混凝土受到壓力之后產生預應力，預應力混凝土需要按照其施加力的時間將其分為兩種，分別是先張法和后張法。具體來看，在先張法施工時將臺座上張拉預應力筋達到一定長度后，在臺座傳力架上，固定預應力筋將張拉好的預應力筋周圍進行混凝土的澆筑，等到其達到一定強度后切斷預應力筋，由于預應力筋本身具有彈性回縮的性能，可以使混凝土受到預壓。而先張法主要是通過混凝土與預應力筋的粘接力進一步傳到預期強度，這種預應力在后張法施工中，首先需要進行混凝土構件的澆筑。在預應力筋的位置留出孔道，等到混凝土達到一定強度后將預應力筋穿入孔道中，利用構件將其作為受力臺座，完成張拉之后利用錨具將預應力筋錨固在構件上使混凝土能夠獲得壓應力，最終在預留孔道中完成水泥砂漿，以確保鋼筋不會受到腐蝕作用，同時還可以將混凝土的筋束與混凝土連成整體。在后張法中鋼筋回彈力需要利用構件端部的錨具才能夠使其產生預壓應力。

三、影響混凝土施工質量的因素

結構參數。在具體施工過程中，結構參數是施工控制的重要資料，結果參數的準確性將進一步影響結果準確性。具體來看，結構參數包括構件的尺寸，彈性模量以及重量，施工荷載等因素。施工監測是貫穿于整個施工過程的，能夠提高施工質量。在建筑過程中，通常會采用一些具體的檢測工具來完成實時檢測。因此，在實際施工時需要考慮施工條件，監測設備安裝測量等的誤差對實際工程的影響。溫度變化是影響結構變形的因素，如果溫差較大時，會使結構出現較大程度的變形，進一步產生裂縫，不利于工程施工。在先張法中構件中臺座和預應力間的溫差還會導致預應力損失。因此，在實際生活中盡量避免較大的溫差產生，混凝土的材料出現收縮或者徐變作用。徐變是指在一定荷載下隨時間延長作用力方向的構件會出現一定程度的變形，徐變會使其內力重分布，使結構出現較大程度的變形，進一步會使預應力損失，而混凝土收縮是指在空氣中混凝土結硬進而使其收縮，會使混凝土產生內部應力導致結構變形或者產生裂縫，從一定程度上將影響混凝土構件的耐久性和強度。對于預應力混凝土結構來說由于出現了混凝土的徐變和收縮，會損失產生的應力。因此在實際施工時需要有效控制好混凝土材料收縮和徐變作用，減少其帶來的誤差。

四、有效控制預應力混凝土結構的施工質量

做好工作人員的控制。在具體施工中，需要對施工單位的資質進行嚴格審查，并且從其設備，技術以及人員資質上進行檢查。在施工前需要閱讀設計圖紙，并且了解設計人員的設計意圖，仔細閱讀設備說明書，并且能夠掌握關鍵技術要點和一些注意事項。做好錨固體系的質量控制工作。由于錨具體系是整個混凝土施工過程中的重要內容，有效的錨固體系包括錨具，連接器等，并且需要注意的是預應力的錨固體系，需要符合國家相關標準。錨具是確保預應力混凝土結構安全可靠的關鍵技術，需要對錨具進行外觀檢查，不能出現尺寸，腐蝕裂紋等問題，尤其還需要檢查錨具的強度，錨固能力，必要時需要進行現場實驗，對一些重要的錨具來說還需要進行破壞性檢測。

混凝土質量控制。預應力混凝土中通常是以水泥作為膠結料，這種混凝土具有高強度以及收縮和徐變小等優勢，同時質量較輕，具備較高性能也是其主要指標。預應力結構采用高強度的混凝土，能夠充分使用一些強鋼材，減少自重以及截面積，進一步能夠減小結構上所承受的荷載，是一些大跨徑的施工要求。而在高強度的混凝土具有較小徐變，收縮變形和較高的彈性模量，能夠避免出現預應力損失的問題。除此之外，高強度的混凝土還有良好的抗拉強度，粘結性和承壓強度，能夠避免在施工過程中出現裂縫，有利于完成和預應力筋的錨固過程。在施工要求上對于混凝土需要盡早進行預應力施加，提高施工進度。通常預應力構件混凝土強度需要高于c30，可以采用光面鋼絲，熱處理后的鋼筋作為預應力筋，其強度應當高于c40，同時在具體施工中針對預應力混凝土構件中不能添加對鋼筋有腐蝕性作用的物質，包括氯化鈉等。

預應力鋼筋的控制。有效控制預應力鋼筋的大小，主要是受到張拉控制應力影響的。由于在具體使用中會出現不同程度的預應力損失，因此需要采用較強的鋼筋強度。此外，還需要混凝土和鋼筋有良好的粘結性能。鋼筋需要具備良好加工性能和塑性。

合理控制混凝土澆筑。在進行混凝土澆筑之前，由于部分工程為了能夠提高混凝土早期強度，通常采用添加早強劑的方式，在澆筑第三天便開始張拉預應力，然而這種方法在實際施工中是不可取的。由于混凝土的強度以及相應的彈性模量是不同步增長的，過早進行張拉則會損失預應力，導致構件承載力不夠，可能會出現嚴重的裂縫問題。

預應力孔道灌漿。在灌漿過程中對漿料的強度，粘結力具有一定要求，還需要其具有較小的密水性和較強的流動性，可以采用普通水泥和硅酸鹽水泥，水灰比為0.4到0.45之間。后張法預應力施工是孔道灌漿的關鍵環節，應當在張拉預應力一天之內完成灌漿，如無法及時灌漿則需要采取著措施以免預應力筋受到腐蝕。

小結

隨著經濟建設的發展，人們對于建筑結構的要求越來越高，預應力混凝土結構在工程建筑中被廣泛應用，相比普通鋼筋混凝土來說工藝較為復雜，而且技術水平高。在具體施工中需要落實好每一道工序，分析影響其質量的關鍵因素，并采取有效的質量控制措施，進一步提高工程質量。

參考文獻

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（作者單位：山東瑞源混凝土有限公司）