建筑工程項目預應力混凝土技術的應用探析

傅旭

（甘肅工程建設監理有限公司，甘肅 蘭州 730000）

在人們生活質量提高的同時，對建筑工程建設也提出了全新的要求。同時，伴隨著建筑工程數量和規模的變化，建筑工程結構的穩固性和安全性成為其中的關鍵點，而鋼筋混凝土作為建筑物結構的主要組成部分，需要給予其足夠的重視。然而，由于鋼筋和混凝土都具有自身的局限性，因而需要將其進行有效的融合，使其兩者間的優勢實現互補，以便增強建筑工程的功能性。這樣無論是對建筑工程質量的提高，還是對建筑工程的發展，都具有非常重要的意義。

1 預應力混凝土技術的概述

就預應力混凝土技術的應用而言，是對鋼筋預先施加部分拉力，然后展開混凝土澆筑。待到混凝土終凝后，通過對鋼筋回縮力的有效利用，在鋼筋混凝土構件內部形成相應的壓力，以便讓混凝土的受拉區內部預先受壓，避免裂縫過早地出現，以及延緩混凝土裂縫的發展。基于此，在預應力混凝土技術中，被施加預應力的材料主要是強度比較高的鋼筋或者鋼絞線，預應力混凝土技術通過對混凝土抗壓強度和鋼筋抗拉強度的高效化利用，繼而形成具有強度相對較高、剛度偏大、自重得到降低、節約施工材料、抗裂性強的特點。特別是在大體積混凝土和大跨度結構中。然而，由于預應力混凝土工藝復雜系數相對較高，必須應用專門的設備，所以通常對施工者的技術水平要求都很高。鑒于此，在建筑工程施工期間，施工質量控制就變得非常重要。

2 預應力混凝土的類型

2.1 有黏結預應力混凝土和無黏結預應力混凝土

所謂有黏結預應力混凝土是指通過混凝土對鋼筋實行握裹力將預應力有效地傳遞給混凝土構件，其具有的優點是施工設備和張拉力操作難度系數低，以及施工靈活性高等。目前，雖然在建筑工程中普遍使用預應力混凝土構件，但是，鋼筋和混凝土間的黏結力卻存在明顯的不足，進而降低了預應力鋼筋拉應力的作用，致使混凝土過早受到壓力方面的嚴重影響。通過相關實踐研究表明，當預應力鋼筋和混凝土間的黏結存在偏少的情況下，才能更好地展現出預應力的作用，所以無黏結預應力混凝土逐漸成為建筑領域中關注的重點。無黏結預應力混凝土在建筑工程施工期間，能將鋼筋放置在設計部位，然后展開混凝土的澆筑，無需進行預留孔洞和穿插鋼筋等有關操作。就常規情況來講，所應用到的主要方法是在鋼筋上涂抹相應的潤滑油脂，或者在鋼筋上纏繞塑料薄膜的方式，以便讓鋼筋和混凝土間不會出現黏結的現象。無粘結預應力混凝土施工過程難度系數偏低，鋼筋能使預應力的優勢得到充分的展現，同時，混凝土的抗裂能力也得到了明顯的提高。

2.2 全預應力混凝土和部分預應力混凝土

全預應力混凝土是根據設計的要求，禁止出現裂縫的混凝土構件，同時，預應力鋼筋要充分符合構件對拉應力的實際要求，所以預應力鋼筋數量必須配置對應的數量。此外，全預應力混凝土不但對施工工藝要求極高，而且造價成本也很高，因而通常應用于對結構剛度和耐久性有特定要求的結構中。盡管部分預應力混凝土能出現部分裂縫，但是，裂縫的寬度需要控制在相應的范圍內，并符合設計和規范標準的要求。因此，在建筑結構中的預應力鋼筋配置數量能有所減少。在建筑工程具體施工期間，通常為使施工成本能控制在最低限度內，可以采用部分非預應力鋼筋對預應力鋼筋進行替代。因其造價成本偏低，施工難度系數偏低，同時，具有常規混凝土難以相媲美的抗裂性和剛度。

3 預應力混凝土的優勢

3.1 強度高和抗裂性能強

由于事先有相應預應力的施加，所以預應力混凝土在正常的荷載作用下，出現裂縫的概率會有明顯的降低或者在時間上有延遲。繼而促使預應力混凝土在制作構件時，可以為其提供足夠的強度，對荷載作用下的風險有某種程度上的降低或者是消除的作用。因此，預應力混凝土制作所形成的建筑構件在空間上可以有更大的跨度。

3.2 節約材料，經濟效益高

因為預應力混凝土的強度性能偏高，所以制作的構件能夠在應力恒定的情況下，橫截面的尺寸會有明顯的減小，繼而鋼筋混凝土的數量，則會相應地減少。在建筑工程造價方面，預應力混凝土通常可以節約30%～60%的鋼筋費用及20%～40%的混凝土費用，進而能提高建筑工程的整體經濟效益。

3.3 裂縫閉合性能好

預應力混凝土作為建筑工程中的必要構件，其在工作階段通常是處于在彈性的狀態。基于此，在結構展開局部或者是整體卸載期間，預應力混凝土在結構性能方面除了具有良好的閉合性能外，還可以降低結構在形狀變化過程中的沖擊，并且能夠提高橫截面的強度，最終促使建筑結構自身和使用上的耐久性都有明顯的提高。

3.4 構件抗疲勞能力高

預應力混凝土的應用能在相應的程度上，能降低在鋼筋中承受的應力循環頻率，這樣也就能加強抗疲勞的能力，而且還能對建筑工程的使用年限起到延長的作用。同時，該項性能除了降低橋梁和立交橋等有關的承受荷載構筑物的危險系數外，還能使工程建設期間的資源和能源得到節約，進而減少建筑工程建設需要花費的經濟支出，在提高建筑工程經濟效益的同時，還能使社會大眾生活在安全環境中，促使幸福指數得到提高。

4 預應力混凝土技術在建筑工程中的應用

4.1 先張法預應力混凝土技術

先張法預應力混凝土技術通常是在混凝土以前，采用專用夾具和張拉設備對鋼筋施加預應力，然后，對混凝土實施澆筑，在混凝土強度符合設計強度時，混凝土和鋼筋間的握裹力將鋼筋的拉應力合理地傳給混凝土，而構件通常隸屬于有黏預應力混凝土構件。在建筑工程具體施工期間，需要對以下幾點格外關注：首先，在先張法中，應用于張拉的臺座等設備無論是剛度還是強度的數值，都應滿足施工的規范要求，以促使建筑工程能有序地推進。其次，在張拉力后錨板的受力中心線和全部預應力鋼筋的共同作用的受力中心需要在相同的軸線上，禁止有偏心的情況出現，進而形成受力不均的現象。最后，每根預應力鋼筋受拉的力度要始終保證相同的狀態下，以確保構件受力處于相同狀態。

4.2 后張拉預應力混凝土技術

后張拉與先張拉通常是處于相反的情況，后張拉法預應力混凝土技術往往是在混凝土澆筑結束后，以及混凝土強度符合規范標準后，再對預先埋置于設計位置的無黏結預應力鋼筋，或者是預留孔道穿插實施張拉，在所有都符合設計要求的拉力后，在鋼筋兩端展開錨固處理，通過對兩端錨具的應用，對整體混凝土構件傳遞相應的預應力，致使混凝土呈現出彈性收縮的現象，繼而使鋼筋的拉應力合理地轉變為混凝土的預壓力。基于此種優勢，通常在展開大型預應力混凝土構件生產時，需要將大型的構件合理地劃分為很多的小型構件展開加工處理，然后對若干的小型構件拼接為整體，這種施工方式不但具有很強的靈活性，而且還具備比先張法預應力混凝土技術更好的傳遞效果。因此，在建筑工程建設期間，預應力混凝土技術具有很好的發展前景。

4.3 高層建筑結構中預應力混凝土技術的發展前景

近年來，預應力混凝土在高層建筑中得到了極廣泛的應用。特別是無黏結預應力混凝土平板和預應力混凝土扁梁應用到高層建筑工程建設中，具有諸多方面的優勢，主要體現在以下幾點：（1）降低層高；（2）簡化模板；（3）提高施工效率，等等。所以備受施工單位及其他單位的青睞。預應力混凝土除了在建筑工程中加以應用外，還能促使大跨度和復雜柱網下的轉換板得到妥善地解決。此外，8～18m跨度的預應力混凝土空心板，外墻的裝飾保溫復合預應力混凝土墻板都在高層建筑建設中具有良好的發展前景。現階段，我國高層建筑主要應用的外墻材料通常是紅磚和實心混凝土等，所以墻體材料的轉變勢在必行。

5 結語

綜上所述，在社會經濟蓬勃發展的基礎上，建筑工程在施工技術方面有了相應的改進，并且應用到的施工技術種類越來越多。目前，在大型建筑工程項目不斷涌現的情況下，預應力混凝土技術在建筑工程中得到極為廣泛的應用，其不但能夠提高建筑工程施工質量，而且還能增強工程結構的穩定性，繼而使建筑工程的安全性得到加強。因此，在建筑工程具體施工期間，建筑工程施工單位需要根據目前存在的情況，對預應力混凝土施工技術進行合理化的使用，并按照建筑工程客觀建設的需求，選取相適應的預應力混凝土技術，進而促進建筑工程的發展。