淺談預應力混凝土結構在建筑樓蓋中的使用及施工方法

江春花

（宇旺建工集團有限公司湖里分公司，福建 廈門 361000）

0 前言

近年來我國城市化進程不斷加快，建筑工程項目規模不斷擴大，相應的建筑工程施工技術也得到了全面發展。預應力混凝土結構的廣泛應用，給各類大型工程的施工提供了可靠的技術支持，可以有效提升建筑工程質量和穩定性。目前在大型建筑工程樓蓋的建設當中，預應力混凝土結構的應用率逐漸提高，因此對其施工方法進行研究，十分有必要。

1 預應力混凝土結構的概述

在建筑工程的建設中，混凝土材料的應用十分廣泛，但是這種材料本身抗拉能力較差，直接的結果就是混凝土構筑體表面容易產生裂縫，威脅質量安全。針對這一問題，為了強化混凝土性能，防止其產生裂縫，技術人員通過對鋼筋進行張拉，利用鋼筋回縮力給混凝土施加預應力，在這種情況下，混凝土構筑物因自重及外部因素而受到拉力影響時，預應力會給予抵消，很大程度上可以增強混凝土抗拉、抗裂性能。而預應力混凝土結構就是利用預應力鋼筋混凝土而構筑的建筑結構，該結構內部擁有一定水平的預應壓力，具備很強的穩定性、抗壓性和抗剪性能。

2 預應力混凝土結構的特征、分類及優缺點

2.1 預應力混凝土結構的特征

由于預應力混凝土結構使用了高強度鋼材，該結構具有很強的抗裂能力，同時在強度、穩定性、抗剪能力方面也有突出優勢。使用預應力混凝土結構，大約可以節約鋼材和混凝土40%左右。這種混凝土結構得益于本身較強的抗拉能力和穩定性，可以制成重量輕巧、外形美觀的構筑物，尤其在建筑物的屋頂工藝中可以發揮很大的優勢。

2.2 預應力混凝土結構的分類

隨著預應力結構混凝土的技術不斷成熟，相關領域將該結構主要分為三個類型。其一是全預應力混凝土結構，這種結構的特點是沿著預應力筋方向的正截面始終不會出現拉應力；其二是有限預應力混凝土結構，該結構的特點是允許混凝土在短期荷載作用下，承受一定限度的拉應力，但是在長期荷載作用下則不能受到拉應力作用；其三是普通鋼筋混凝土結構，這種結構則沒有施加預應力。

2.3 預應力混凝土結構的優缺點

（1）優點

首先，預應力混凝土結構被施加預應力之后，將能限制裂縫的出現，或者推遲裂縫出現的時間，進而可以提升結構剛度和耐用性。同時，預應力混凝土結構對鋼材、混凝土材料的消耗較少，可以制成多種輕巧、可靠的混凝土構筑物。

（2）缺點

預應力混凝土結構的缺點在于，工藝復雜程度比較高，對施工人員技術要求和施工質量要求較高，同時需要用到包括張拉機、灌漿機、錨具在內的多種專業化設備和材料。同時，預應力混凝土結構在施工設備、材料及技術方面對成本花費較大。另外，這種結構在部分情況下不容易控制預應力反拱度，一旦控制不好，容易造成構筑物表面不平順。

3 預應力混凝土結構在建筑樓蓋中的使用及施工方法

3.1 預應力混凝土結構在建筑樓蓋中的使用

在建筑工程的樓蓋施工中，預應力混凝土主要是將受力構件中的鋼筋進行張拉，然后實現內部預應力的工藝。但是，在實際的工程施工過程中，受到鋼筋混凝土徐變、設備張拉力控制不恰當等問題的影響，經常會出現張拉應力不平衡和損失的情況。為了解決這些問題，目前在建筑樓蓋施工中，主要采用鋼絞線或預應力鋼筋來進行預應力混凝土結構的施工。在使用預應力混凝土結構進行建筑樓蓋施工時，要求混凝土性能達到比較高的水平，并且需要注意以下幾點：

（1）保證抗壓強度。通過使用抗壓強度較高的混凝土材料，可以很大程度上提升樓蓋截面預應力儲備，同時還可以減少混凝土結構的材料消耗，達到降低樓蓋重量和荷載的目的。

（2）科學使用徐變量、收縮量較小的材料。在建筑樓蓋施工中，采用徐變量和收縮量較小的鋼筋、混凝土材料，可以很大程度上降低預應力損失。例如，在建筑工程預應力混凝土結構施工中，要求采用C30 級強度的混凝土材料。同時，在使用鋼絞線作為配筋來產生預應力的時候，其強度要求高達C40 級。

3.2 預應力混凝土結構在建筑樓蓋中的施工方法

目前預應力混凝土結構在建筑樓蓋中的應用，主要采用后張法進行施工。采用該方法時，需要先在預應力相應位置預留孔道，同時完成混凝土澆筑。在混凝土凝固達到一定強度之后，在預留的孔道之中插入預應力筋。然后，在將預應力筋固定在構筑物上之前，需要確保在構筑物上完成張拉操作。在混凝土澆筑完成并達到可靠強度之后，再利用筋束與之結合，并在過程中注意做好鋼筋防腐，避免影響預應力混凝土結構質量。

在進行預應力鋼筋布置時，需要以事先計算好的曲線的形式來布置，保證鋼筋處于垂直、水平方向，并檢查好各個控制點的位置，確保布置的鋼筋體形成平滑曲線。對于梁板體系的施工，要先在明梁上方位置布置非預應力鋼筋，在下方位置布置長跨度的非預應力鋼筋，再布置預應力鋼筋，分別設置好分布筋和負筋。在此之后，安裝好錨具，矯正承壓板的位置，確保其符合工藝要求。

4 預應力混凝土結構施工實例

新陽西中學位于廈門市海滄區馬鑾灣片區，功能為學校及配套建筑?？傆玫孛娣e43347.82m2，擬建60 班，總建筑面積79809.4m2，其中地上建筑面積43309.4m2，地下建筑面積36500m2。此項目中7#樓為學校體育館，跨度達27.6m,支模高度最大值達10.12 米，其三層梁及屋面層有大截面預應力框架梁施工。

預應力梁抗震等級一級，混凝土強度等級為C40，張拉端錨具采用C40 細石混凝土封堵。預應力筋采用1860 級(國標GB/T5224-2014)高強低松弛有粘結鋼絞線。鋼絞線抗拉強度標準值fptk=1860Mpa，直徑d=15.2mm，單根截面面積為140mm2。張拉端采用15-9、15-12 群錨(QM),;固定端采用擠壓錨。預應力筋用錨具的性能應符合現行國家標準<<預應力筋用錨具、夾具和連接器>>GB/T 14370 等的規定。預應力筋張拉控制應力=0.70fptk=1302MPa,超張拉3%。張拉時，相應張拉位置混凝土強度應達到C30。

預應力施工前，項目部首先編制大跨度預應力梁施工專項方案。項目班組選定有資質的預應力分包單位。施工期間嚴格按專項施工方案。結合工程實際，本工程選用盤扣式模板支架搭設，從而避免了預應力構件未張拉前不能承受自重及外部荷載所帶來的影響。本工程的預應力施工從模板支撐體系，預應力張拉、錨固，混凝土材料選用、澆筑及養護，灌漿等工序嚴格施工質量，很好的控制了撓度和裂縫，確保大跨度混凝土結構外觀和內在質量。

5 結語

綜上所述，如今我國建筑行業飛速發展，很多體量較大、設計感比較強的建筑物項目越來越多，這類建筑的樓蓋施工工藝要求普遍較高。而預應力混凝土結構憑借著較好的抗拉、抗剪、抗裂性能，加上這種結構本身可以滿足當今很多建筑樓蓋部分輕質化、造型多樣化的需求，其十分適合應用于各類建筑樓蓋工程之中。不過，相關技術人員需要根據工程實際情況，合理使用預應力混凝土結構工藝，并做好工藝質量管理，確保預應力混凝土結構性能得到充分發揮，提升工程質量。