超高層大跨度房建后張法有黏結預應力混凝土施工工法

郭 文

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司，北京 110021）

HAVELOCK CITY商業發展項目位于斯里蘭卡科倫坡6區，項目占地約19872m2，總建筑高度為202.58m，為中交三公局首個海外超高層建筑。該項目為地下2層和地上49層結構，其中地下2層為停車場，地上6層裙樓（3層為夾層結構）為購物商場和電影院，7～49層為標準寫字樓。裙樓及地下室建筑面積約63738m2。塔樓建筑面積約77354m2，總建筑面積約141092m2。該項目是一座集購物、娛樂、辦公為一體的超高、超大智能化綜合體建筑，同時也將成為斯里蘭卡科倫坡的地標性建筑。其中，塔樓為超高層建筑，裙樓及地下室為大跨度建筑。在施工中為了控制施工質量，節約材料成本，在塔樓與裙樓施工區域使用后張法有黏結預應力混凝土施工技術，以達到預期優化效果。

1 工法特點

超高層大跨度房建后張法有黏結預應力混凝土施工工法由中交三公局第五工程分公司首次應用于海外超高層大寬度建筑中。通過預應力施工工法可以對構架施加一定的預應力，并通過張拉后減少或者推遲裂縫的出現或產生。同時，由于預應力鋼絞線在混凝土中經過張拉作用，可同樣得到與鋪設相關要求數量的鋼筋后澆筑混凝土形成施工層面一樣的效果，并且預應力工法還可以減小如梁柱的豎向剪力與橫向拉力。

2 適用范圍

后張拉有黏結預應力施工工法被廣泛應用于橋梁建設施工中。中交三公局通過整合創新該施工工法，將預應力工法運用在海外超高層房建項目中。HAVELOCK CITY商業發展項目塔樓為51層標高的超高層，裙樓及地下車庫為大跨度施工建筑層。將大跨度后張法有黏結預應力混凝土施工工法運用在房建中，可以節省大量鋼筋和混凝土，節約成本的同時還可以避免產生混凝土裂紋等現象。

3 工藝流程及原理

（1）在指定施工區域搭設腳手架，鋪設模板并及時檢查校正。確保模板鋪設正確完畢后，安裝模板邊模及端模，整體涂抹脫模劑。

（2）綁扎骨架鋼筋，鋪設預應力鋼筋所使用的波紋管。綁扎梁上部鋼筋和梁端附加鋼筋，同時對預應力鋼絞線下料及編束。全程鋼絞線不允許碰觸油脂和腐蝕材料，下料不允許用如電氣焊等火焰進行切割，且切割過程中避免鋼絞線出現機械損傷，以保證鋼絞線質量與使用需求。

（3）對鋼絞線進行穿束后報備監理進行驗收。鋼絞線穿束前，應檢查規格、總長度是否符合要求。鋼絞線下料時，需要超出原有規定長度1～2m。因為海外項目材料采購需要進口，且材料價格高昂，所以在下料過程中需要預留出張拉設備尺寸外、超出規定長度1～2m的鋼絞線以滿足現場實際鋼絞線使用需求。

（4）驗收后，進行混凝土澆筑，同時制作混凝土試塊，以便隨時監測。達到相應周期要求后，進行拆模，并進行養生養護。

（5）準備預應力所需設備，同時進行清孔檢查，機具、錨具校驗。準備好后報備監理進行張拉。張拉過程中，如果超過鋼絲繩有脫絲、斷絲、滑落現象，必須重新張拉，使張拉符合設計使用條件。

（6）張拉鋼絞線后進行錨索錨固，并壓漿封錨。壓漿封錨時，注意氣孔是否堵塞，保證整體混凝土質量。由于斯里蘭卡為亞熱帶國家，常年氣溫在29～34℃，溫度較高。而鋼筋混凝土施加預應力會使鋼筋強度在高溫作業下降低，因此耐火極限也同比下降，在消防上存在隱患，需要加強消防管理措施。

（7）最終封端混凝土，檢查驗評，以達到后張拉有黏結預應力施工工法預期效果。

4 操作要點

（1）施工前，準備好施工工具，組織好施工人員，然后對預應力筋進行下料與加工，加工好后穿入波紋管并進行鋪設，鋪設后張拉預應力筋，達到要求后開始注漿，最終對錨具進行封閉，留出氣孔。

（2）根據預應力混凝土所需作業空間，按照設計要求準備好相應規格和總長度的預應力鋼絞線。堆碼需整齊且避開油污、腐蝕性液體（物體），以滿足鋼絞線使用條件，同時準備好相應張拉設備及所有輔助材料。

（3）預應力鋼絞線下料過程中需要考慮長度、張拉力、彈性值、張拉設備以及鋼材的品種等，同時注意施工的方法。張拉的鋼絞線下料長度L按以下公式計算。

一端張拉時：

兩端張拉時：

式中：L1為構件的孔道長度；L2為張拉端錨墊板厚度；L3為夾片式工作錨具厚度；L4為張拉端外露預留長度；L5為錨固段長度。

5 主要施工機具設備、材料

在后張拉施工工法中，預應力筋、錨具、注漿機具和張拉機具是配套使用的。其他主要施工機具有CH2206/8DA液壓穿心式千斤頂、CH258DA單束穿心千斤頂、U70式高壓液壓泵、SD6503混合攪拌機、壓花機、擠壓機、計量設備、貯漿桶、過濾器、橡膠管、連接頭、注漿嘴、切割機、手提砂輪機等。

6 質量控制

按照相關國家及其公司要求，不僅要在質量管理制度與質量控制過程中做到“橫向到邊、縱向到底”，同時還要在施工過程中嚴格要求全面貫徹落實。

（1）測量應嚴格遵守測量技術規范，準確測量各項參數，及時與預應力施工人員聯系溝通，確保預應力施工準確無誤。

（2）預應力張拉需要采取對稱式分階段張拉，在張拉計算過程中也需要考慮應力損失并控制在先張拉預應力筋的應力值范圍內。

（3）由于斯里蘭卡為臨海國家，海霧侵蝕比較嚴重，因此預應力灌漿水泥漿水灰比應設置為0.4～0.45，攪拌后3h泌水率宜控制在2%，最大不超過3%。水泥漿中摻入對預應力筋無腐蝕作用的外加劑，如0.05%～0.1%的鋁粉或木質素磺酸鈣類添加劑以防止氯對綁扎鋼筋的侵蝕。

（4）孔道使用金屬波紋管。成型用管道的內徑應至少比預應力筋或連接器的輪廓直徑大6mm，其內截面積應不小于預應力筋界面劑的2.5倍。

7 安全措施

HAVELOCK CITY商業發展項目根據現場實際情況，結合施工需要，對現場施工人員進行安全生產培訓。要求：施工區域必須搭設防護欄并安裝警示標識；機械設備操作人員必須持有相關設備操作證，并在安監部統一培訓后方可上崗；工作過程中禁止飲酒、擅離職守；機械故障發生后應第一時間報送至物資設備部進行檢查維修，維修好后填寫維修保養記錄；工程施工作業中嚴禁不按照機械設備管理制度要求進行違章作業，認真做好對設備的清潔、潤滑、防腐等工序。由于該項目是海外項目，因此在具體施工時，不僅要按照我國房屋建設方面的相關要求，還要按照斯里蘭卡對于房屋建設方面的相關制度與要求。

8 環保措施

房屋建設項目在環境管控上有嚴格的要求。在混凝土澆筑施工中，需及時清理殘料廢料并對需要沖刷的區域進行沖洗，廢水經過兩次沉淀后方可排入污水處理管道，以免污染水系；施工過程中盡量減少混凝土泵送與振動棒震動中產生的噪聲污染；白天施工作業中應使用塔吊噴淋系統與項目周邊網絡噴淋系統進行噴淋，降低粉塵對周邊環境的影響；混凝土攪拌站運轉時產生的粉塵對人體及其周邊環境有很大的危害，因此在工作過程中，所有施工人員必須準備相關的防塵器具，避免相應粉塵疾病的產生；施工營地與施工現場垃圾需分類并進行回收，聯系斯里蘭卡當地政府垃圾專門清運部門進行分類運送處理。

9 節能措施

以往房建施工作業中，需要按照圖紙與現場施工作業的要求，鋪設等量的鋼筋后進行效驗，效驗合格后進行報驗，報驗通過后再進行混凝土澆筑等工序，不僅浪費人工且浪費材料。使用預應力施工方法，可有效節約鋼筋和混凝土，尤其是在大跨度施工區域。在房建中有很多構件形狀為細長形，預應力施工工法可在預應力筋受拉后，提高受壓構件的穩定性，對縱向受力的混凝土結構件起到了抗壓彎和提高構件疲勞強度的作用。

10 結束語

大跨度后張法有黏結預應力混凝土施工工法可應用在大跨度、大柱網的結構中，有效減小混凝土構件的整體尺寸，降低能耗，減輕建筑物重量，節省工程造價。該項目為超高層、大跨度、中庭空間大的房建施工項目，且為中交三公局首個海外智能化樓宇項目。故經多方論證，最終確定使用后張法有黏結預應力混凝土施工工法。預應力筋采用φ15.7mm、1860級低松弛鋼絞線，波紋管采用φ80mm圓形金屬管，φ75mm扁形波紋管，固定端采用P型擠花錨和H型壓花錨，張拉端采用內凹式張拉工藝。節約鋼筋約1500t，成本為720萬元；節約混凝土約10650m3，成本為657萬元；節約人工成本30人/月，共歷時18個月，成本為84萬元；共節約成本1461萬元。整體提高了生產效率，縮短了施工工期，贏得了公司及HAVELOCK CITY業主的充分肯定。