緩粘結預應力在地下建筑頂板中的應用

趙榮陽

（中鐵十一局集團第一工程有限公司，湖北 襄陽 441104）

1 工程概況

襄陽東津站樞紐城市綜合配套工程地下結構為地下2層建筑，負1層為城市軌道交通站廳、配套商業、停車庫，負2層為平行雙島式車站。負1層地下室頂板設置預應力筋，采用緩粘結預應力鋼絞線。緩粘結預應力筋是由鋼絞線、外涂緩粘結膠粘劑和外包PE組成，外包PE表面必須有凹凸不平的壓痕。

2 緩粘結預應力參數

2.1 緩粘結預應力構造

緩粘結預應力鋼絞線由鋼絞線（裸線）、緩凝粘合劑、外包護套3部分組成。鋼絞線為普通預應力鋼絞線；緩凝粘合劑是緩粘結預應力鋼絞線的核心，其具有耐腐蝕、固化后強度高的特點，固化后強度大于50MPa。張拉適用期有60d、90d、120d、240d等多種規格，固化期有180d、270d、360d、720d等多種規格。緩粘結預應力鋼絞線構造如圖1所示。

圖1 緩粘結預應力鋼絞線構造圖

2.2 緩粘結預應力技術原理

在預應力筋的外側、外包護套內部包裏一定厚度的特殊膠凝材料，其前期具有一定流動性及對鋼材有良好的附著性。經擠壓涂包工藝將預應力筋及外包護套內的空隙填充并緊密封裏。隨時間推移膠凝材料逐漸固化，與預應力筋、外包護套之間產生粘結力。外包高強護套材料表面通過機械壓成如波紋管狀的波紋，當膠凝材料完全固化后，通過緩粘結粘合劑凹凸不平的肋槽與周圍混凝土咬合，預應力筋不能在混凝土中自由滑動，緩粘結預應力便產生有粘結預應力筋的力學效果。緩凝粘合劑性能指標如表1所示。

3 緩粘結預應力施工工藝

該工程預應力板中預應力筋采用17.8mm規格緩粘結預應力鋼絞線，緩凝粘合劑的標準張拉使用期為180d，標準固化為540d，緩粘結預應力鋼絞線須在張拉適用期內完成張拉。17.8mm規格緩粘結預應力筋肋高不得低于1.8mm。

表1 緩凝粘合劑性能指標

3.1 施工準備

（1）肋高檢查：取0.5m長緩粘結鋼絞線，選取6個點用精度不低于0.02mm的游標卡尺測量肋寬、肋高及肋凈距，取其去掉最大值與最小值后的平均值。

（2）肋槽檢查：剝開護套，看肋槽是否明顯、規整。

（3）試驗：緩凝粘合劑需做快速拉伸剪切強度試驗，通過加溫或添加固化促進劑加快固化，做拉伸剪切強度試驗，拉伸剪切強度不低于10MPa。

（4）存儲：根據實際工程具體情況，應在預應力工程開始前提前向鋼絞線生產廠家訂購合適的緩粘結預應力鋼絞線，訂貨合同中應注明緩粘結膠粘劑的固化時間。緩粘結預應力鋼絞線宜成盤放置于木方上存放。由于特殊的環境溫度對緩凝粘合劑的固化速度存在一定影響，高溫可加速緩凝粘合劑的固化，低溫可減緩緩凝粘合劑的固化，故應充分考慮存放與使用環境，確保將產品存放于陰涼干燥、通風良好的平整場地，遠離熱源、避免太陽暴曬。

（5）破損修補：緩粘結預應力鋼絞線鋪設前應仔細檢查外皮破損情況，對護套輕微破損處，可采用外包防水聚乙烯膠帶進行有效的修補。在修補的過程中，要注意膠帶搭接寬度一定要大于膠帶寬度的1/2，同時，膠帶纏繞的層數要不低于2層，纏繞的長度要超過破損長度每個邊緣50mm，嚴重破損要予以報廢。

3.2 施工工藝

預應力張拉端采用夾片錨，固定端采用擠壓錨。預應力混凝土強度超過75%時，方可進行預應力張拉，板內預應力筋張拉前可拆除板下支撐。預應力張拉時采取雙控法，即控制張拉應力的同時校核預應力筋的伸長值，實際伸長值與理論伸長值偏差超過6%時應暫停張拉，查明原因并采取措施予以調整后方可繼續張拉。預應力筋張拉時應逐根填寫預應力張拉記錄表，預應力筋的張拉宜對稱進行。

緩粘結預應力鋼紋線張拉控制應力應根據設計要求和現場摩擦損失試驗結果確定。摩擦系數μ按下式計算：

式中：F1為主動端拉力，kN；F2為被動端拉力，kN；θ為曲線段轉角，rad；x為預應力束總長，m；k為孔道局部偏差系數，緩粘結預應力鋼絞線可取k=0.002。

預應力張拉過程中緩粘結預應力鋼絞線斷裂或滑脫數量嚴禁超過結構同一截面上緩粘結預應力鋼絞線總根數的1%。預應力按0→初應力→2倍初應力→1.03張拉力→持荷2min程序張拉。

初張拉力為10%～20%。張拉時可按張拉程序量測各級拉力對應的伸長值，其中2倍初拉力和初拉力對應的伸長值之差，可作為0→初拉力的伸長值，然后將各級的實際伸長值疊加即為實際的總伸長值

當張拉長束因張拉設備張拉活塞行程不足，需多次張拉時，應分級張拉。中間各級臨時錨固后，重新安裝張拉設備，并重新讀表和量測伸長值后再繼續張拉，避免伸長值量測累積誤差。

在進行張拉之前，一定要對張拉器具等進行全面細致的檢查，尤其是構建端部預埋件等部件的檢查，只有在各個組成部件均正常的情況之下，才可發出張拉通知單。張拉通知單應包括日期、構件名稱、混凝土實際強度、預應力鋼絞線及錨具檢驗結果、張拉力、計算伸長值等內容。

安裝張拉設備時，對于直線的緩粘結預應力鋼絞線，應使張拉力的作用線與緩粘結預應力鋼絞線中心線重合；對于曲線的緩粘結預應力鋼紋線，應使張拉力的作用線與緩粘結預應力鋼絞線中心線末段的切線重合。緩粘結預應力鋼絞線采用變角張拉時，應制作符合要求的變角墊塊。

預應力張拉端封錨：（1）鋼絞線束錨固定后，外漏的長度要大于30mm，在切斷鋼絞線時，不可使用氣割方式，要采用砂膠片切割機來進行切割，并且要保障切口是齊整的，對于一些長期處在外漏狀態的錨具，可以適當刷防銹油漆，防止錨具生銹。（2）封錨前應將張拉端周圍混凝土清理干凈。（3）用與梁同標號的細石混凝土（或水泥砂漿）對預應力筋進行封錨，要求封錨的混凝土要密實且不得漏筋。

施工時，可根據現場實際情況對調張拉端固定端的位置，但調整后錨具的形心高度不應改變，在進行電氣焊作業時，嚴禁傷及預應力筋。預應力后澆帶張拉及搭接如圖2所示。

圖2 預應力后澆帶張拉及搭接示意圖

3.3 注意事項

緩粘結預應力鋼絞線中緩凝粘合劑在溫度較低時會出現凍固現象。此時張拉摩阻力變大，不易張拉。待溫度上升后，緩凝粘合劑會軟化，摩阻力則會快速下降，此時適合張拉。張拉端承壓板安裝前不進行鋼絞線PE模切除，需待混凝土澆筑完畢后張拉前錨墊板以外PE保護膜進行切除。鋼絞線安裝完畢后安裝張拉端彈簧筋及承壓板，承壓板固定在鋼筋骨架上。

在進行張拉之前，要對張拉端錨固承壓面的砼污進行有效的清潔，利用鋼刷來使使得金屬漏出本色。張拉千斤頂要與配套檢驗標定配組的油壓表進行組合使用，并對每組的裝置進行分組，避免出現配組出錯的問題。張拉器具在進行作業之前，需要空載運轉一次，用來檢查張拉器具的穩定性，如果出現異常，需要及時進行排除，并對一些損壞的零部件進行及時的更換，重新進行標號標定。在運轉過程中，油泵要放置在穩定的場地中，避免在工作中產生顫動。

4 結束語

緩粘結預應力具有結構性能優異、符合抗震要求、施工工藝簡單、質量易于控制的優點，在施工過程中過程中得出以下結論。

（1）緩粘結預應力技術可應用于大跨度、重荷載結構中，如商業綜合體、體育場館、機場航站樓、站房、鐵路橋梁、市政橋梁、筒倉、污水處理池、水工、港工等。

（2）緩粘結預應力鋼筋由于其獨特的技術原理，要求在材料進場驗收時重點注意其保護套的肋高、肋槽等外觀質量，不符合要求的應禁止進場。

（3）由于溫度對緩凝粘合劑的影響較大，在施工時應避免冬季施工。