房建大跨度預應力混凝土梁施工技術實踐研究

王寧龍，黃建偉，趙帥

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

現階段，預應力技術已成為建筑領域中使用率高、使用效果好的關鍵技術類型。將其應用到混凝土梁施工的設計與作業實踐中，可顯著改善梁構件整體的力學性能，從而避免其在實際投用中因荷載過大而出現開裂問題，為房屋建筑整體的安全性、抗震性、耐久性提供有力保障。

2 大跨度預應力混凝土梁施工技術實踐的原理及背景

在現代房建工程的建設實踐中，預應力技術的應用較為常見，且對綜合施工質量有很強的保障與提升作用。普通的鋼筋混凝土構件在結構剛度、應力抗性等方面相對有限，一旦受到過大的拉力作用，很容易出現開裂問題，進而導致受拉部位乃至建筑整體的結構穩定性、使用安全性及使用耐久性大打折扣。通常情況下，為了有效解決此類問題，人們傾向于通過增加構件的鋼筋含量、增大構件面積尺寸的手段實現構件的結構強化，從而提升其對外部作用力的抵抗能力。但結合業內經驗來看，鋼筋量的增加與構件體積的增大，勢必會增加大量的額外成本，且會導致房屋建筑整體重量和規模的變化，既不利于保障房建工程的經濟效益，也不利于實際施工。除此之外，雖然通過調整混凝土型號、優化混凝土配比的方式也能在一定程度上提高建筑構件的力學性能與結構強度，但實際提升量往往較小。相比之下，通過應用預應力技術不僅能達到有效強化建筑構件的效果，還能將房建工程的綜合效益控制在較高水平。

具體來講，預應力施工時，需要對建筑構件先進行加壓處理，從而在混凝土結構內部形成預壓力，這種壓力可以為建筑構件提供較大的對外作用力。當構件受到外力影響時，外部作用力首先需要與預應壓力相互抵消，才能真正作用于構件結構本身。這樣一來，便能有效緩沖和推遲建筑構件受到的荷載的影響，為構件的結構穩定性與使用耐久性提供充分保障。同時，混凝土內部預應力越大，建筑構件的應力抗性也就越強。所以，將預應力技術應用到房建大跨度混凝土梁的施工實踐中有較強的可行性與優勢[1]。

3 大跨度預應力混凝土梁施工技術的實踐要點

以某工程為例，對房屋建筑工程大跨度預應力混凝土梁的施工技術進行實踐分析。該工程為房建項目的地上主體結構工程，涉及局部大跨度框架梁及次梁構件，均采用預應力技術進行施工。單榀梁長度為19 m，橫截面規格500 mm×1 100 mm。具體來講，實際施工中的技術實踐要點如下。

3.1 施工準備

在大跨度預應力混凝土梁的施工實踐中，做好圖紙方案規劃與材料用物準備工作尤其重要。相關人員應對工程現場情況與屋面建設需求進行綜合考量，并據此做好施工圖紙的設計與技術流程的規劃。在此基礎上，對鋼絞線、錨固件、波紋管等材料的型號規格、材質性能等進行合理選擇。具體做法如下：

1）選擇鋼絞線。本案例工程對鋼絞線的性能要求比較高，相關選用標準見表1。本項目所用鋼絞線如圖1所示。

圖1 鋼絞線

表1 鋼絞線性能參數

為了確保性能標準的有效落實，避免低質鋼絞線應用于施工實踐，相關人員在工前準備階段對鋼絞線進行了多次全面檢測，確認所有批次材料均符合工程要求。同時，出于保證鋼絞線性能質量穩定的目的，在施工現場搭建了專門的保存場地，以免日照、降雨等自然因素對材料產生侵襲影響。

2）錨固件。除鋼絞線外，施工中還需要使用多種錨固件，如錨固夾具、張拉端錨具、固定端錨具等。本案例工程中，相關人員對各類錨固件以分批抽樣形式進行了清單核對、外觀檢查、硬度檢測、性能檢測等工作，確認各項檢驗結果與采購、設計要求相匹配，且符合相關國標規定與技術規范，可進場投用到后續施工活動當中。

3）波紋管。本案例工程主要使用直徑為80 mm的波紋管，并基于大跨度梁的施工需求對波紋管實施了轉接處理，單管長度在200～300 mm。經過工前抽樣試驗，確認波紋管的材質剛度、結構強度符合施工要求。最后，基于大跨度預應力混凝土梁施工方案，構建明確化、精細化的組織管理體系，對各項施工任務、施工責任進行逐層分化落實，從而為技術應用與施工管理的綜合質量夯實隊伍基礎，以確保后續施工活動的穩定、高效開展。

3.2 施工流程

準備工作結束后即可正式開展預應力施工。施工時，任何一個施工環節、任何一項施工指標的波動變化，都將對預應力混凝土梁的最終施工效果產生影響，進而給屋面工程乃至房建工程整體造成一定的質量風險。所以，務必保證施工流程的有序性與施工把控的嚴謹性。

1）測量放線。施工前期，相關人員需要進入施工現場，依托設計圖開展測量放線工作，對施工的點、線及區域實施精準的測量標記。落實好這一施工環節，既能有效地提升施工效率，又能大幅消解后續施工中的參數偏誤風險，進而保障施工質量[2]。

2）成孔穿束。在成孔作業中，相關人員首先要依據施工現場的放樣標記進行開孔作業。作業方式以鉆機操作為主，應做到對點開鉆、一次成孔，并在鉆孔過程中做好水平、豎直方向的測量監控工作，以避免鉆孔的位置、角度發生偏差。在此期間，若出現鉆孔卡頓的情況，應先穩定地撤出鉆頭，并檢查鉆機是否存在故障問題，并通過更換構件、清理調試等手段恢復鉆機性能。然后，繼續開展鉆孔作業。當鉆孔深度、尺寸滿足設計要求時，應對孔內進行清理，以避免對后續的混凝土注漿質量產生影響。本案例工程中，為了更好地滿足施工需求，在實際施工時將鉆孔深度控制為設計值以上10 cm處。在穿束作業中，本工程施工人員在鋼絞線的前端安裝了導向帽部件，有效地降低了鋼絞線穿入混凝土構件的難度。并且，在鋼絞線全部穿入后，對材料外露部分的長度進行了反復調整，達到了良好的穿束效果。

3）加壓注漿。在開展這一環節的施工時，相關人員需要先對成孔情況進行檢查，確認無誤后，將止漿塞安裝在鉆孔中，即可插入注漿管，按方案實施注漿作業。注漿過程中，注漿管末端深度以控制在孔底上方35 mm處為宜，注漿壓力應設置為0.7 MPa。其后，根據實際的砂漿灌注情況，適時加壓多次，以提高注漿效率、保證注漿連續性。同時，基于注漿面高度的逐漸提升，適當將注漿管向外拉出。待注漿量達到設計值時，緩緩撤出注漿管與止漿塞，并灌注適量水泥砂漿填補孔洞。本案例工程中，為了實現砂漿性能的進一步強化，促成預應力等級的提升，相關人員還在配制階段向漿內添加了早強劑、減水劑及膨脹劑。需要注意的是，對錨索部分注漿施工時，應著重控制好注漿壓力與孔內的砂漿灌注量，若出現壓力驟升的情況，應及時進行停工檢查。加壓注漿施工初步完成后，相關人員需要利用預留的泌水孔、排氣管將砂漿內的泌水及氣體充分排出，隨即對孔洞進行封堵處理。若發現排氣受阻，可基于沖擊回波等效波速法（IEEV）判斷排氣管故障部位（見圖3），并采取有效的疏通措施。

圖3 IEEV法

4）預應力張拉。開展預應力張拉施工時，相關人員需要采用多次張拉的方式逐步對預應力筋進行拉伸，并進行各次張拉參數的精準測量與記錄。在本案例工程中，初次張拉完成后，預應力筋強度為預設總強度的0.95倍，預期值為0.75倍即表明施工合格。二次張拉后，預應力筋強度達到預設總強度的1.03倍，且各項參數整體平穩，順利地達成了預期目標。在此階段應注意的是，相關人員應基于施工記錄信息對預應力筋的拉伸情況進行監督與把控。若發現實際拉伸率過大（超出6%），需要及時停止張拉作業，并對梁構件及預應力筋的質量進行檢查。然后，酌情采取構件修復、參數調整等應對處理，再開展后續的施工作業[3]。

5）注漿養護。為了在最大程度上提升大跨度預應力混凝土梁的結構質量，在預應力張拉結束后還需要做好施工縫排查與二次注漿修補工作。在此階段，注漿施工使用的砂漿材料應與前期施工保持不變。二次注漿完成后，相關人員應及時實施覆膜、灑水等常規養護工作，以確保混凝土結構的最終質量達到預期水平，實現預應力技術作用的有效發揮。

6）完工驗收。在整體施工任務完成后，相關人員需要對大跨度預應力混凝土梁的建設質量進行審核驗收。一方面，要做好嚴格的現場檢查，審驗是否存在裂縫、斷筋、鋼絞線外露過長等情況。另一方面，應結合圖紙方案，對施工成果各項參數信息實施精細化的測量檢驗，從而保證圖實一致，與施工方案的所有要求相符。在此階段，若出現驗收不合格的情況，應及時進行返工重修，并待完成后再次進行質量驗收。

4 結語

綜上所述，大跨度預應力混凝土梁施工具有技術性強、流程復雜、質量要求高的特點，所以，相關人員在實際施工過程中，要堅持做到按圖施工、按規范施工，并做好前期準備與中后期施工的全程化把控，從而保證最終的施工效果完全符合工程要求。