建筑工程現澆后張法預應力樓板施工技術應用

彭偉偉

（山西建設投資集團有限公司，山西 太原 030000）

本工程預應力結構采用門式滿堂架、上下頂絲調節高度，方鋼龍骨及木模板支撐體系，合理劃分施工區，嚴格控制施工程序及各工種協調管理，并順利的完成了后張法預應力的施工。與傳統的鋼筋混凝土結構施工相比速度快，模板體系操作簡單，鋼筋使用量少，增大使用凈空間，適用于大空間和高承載力要求的建筑等優勢，通過實踐和總結，整理編制本工法，對今后類似工程有一定借鑒作用。

1 工程實例

馬來西亞南港灣閣公寓項目，建設地點位于馬來西亞新山市PuteriHarbour。預應力樓板面積共計64，700m2，主要用于停車場、消防通道及貨物裝卸等部位，標準柱間距為8.4m，最大預應力板跨距為11.075m。該工程采用的后張預應力施工方法，由于施工方案先進合理，過程控制嚴格，施工速度快、材料用量節約、成本可控，質量和經濟效益均符合預期。

2 工法優勢

1）利用預應力后張法施工，不存在大截面混凝土梁模板加固及支撐體系的難度，預應力混凝土板直接與混凝土柱連接，建筑承重體系簡單，直接由板傳遞給柱；2）不存在大空間、高承載力下的需要采用大截面、高密度配筋的梁、板。不存在施工時因鋼筋過密導致的不易鋼筋安裝，不存在因鋼筋過密混凝土不易澆筑、振搗困難，過振產生漲模、少振產生狗洞等質量問題；3）節約用鋼量，在增加結構跨度的同時減輕自重，提高混凝土受彎、抗裂強度；4）于混凝土構件上進行預應力筋的張拉作業，張拉條件簡單，無需固定的臺座設備，從適用性的角度來看，后張法幾乎在大型預應力混凝土構件現澆工程中均具有可行性；5）錨具穩固在構件上，為張拉的順利進行提供重要支持，同時錨具作為構件的一部分，可作為混凝土構件預應力傳遞的重要裝置，錨具的應用價值得到有效的發揮；6）綜合一體化的多功能建筑，特別是馬來西亞比較流行的裙樓為人流量集中的大型購物中心及停車場，塔樓和裙樓利用轉換層銜接來承載塔樓何在的高層建筑中發揮了極高的優勢；7）可以與鋼筋安裝、水電預埋等工序穿插施工，不影響施工進度。

3 工藝原理

現澆后張法預應力樓板施工原理為：落實模板鋼筋工程的各項工作后，配套預應力安裝系統，澆筑混凝土，待混凝土的實測強度達到特定要求后安排預應力筋的張拉，布設的錨具可作為預應力的傳遞裝置，使混凝土產生預壓應力。普通鋼筋需要增加一定的拉力后，當鋼筋變形超過屈服強度后才會更好發揮其性能，但是鋼筋混凝土在發生較小的形變后就會發生破環，所以混凝土中的鋼筋只能發揮鋼筋初始段或屈服強度之前的性能，所以施工成品構件或建筑物不能完全發揮其鋼筋的作用。而此工法是預先對混凝土施加一定的阻止變形的應力，且預應力筋的應力變形基本處于線性，能更好、更大發揮承載力性能[1]。

4 施工工藝及操作流程

1）底板模板及側模板安裝。馬來西亞當地模板體系有鋁模板及木模板，其中木模板體系統一采用門式腳手架，上下配頂托、底托調節高度；龍骨采用50mm*50mm的次龍骨及50mm*100mm的主龍骨；模板用鋼釘固定與龍骨上。

2）預應力套管的標記。以圖紙要求為準，在模板的對應位置標記每組鋼絞線管道的布設位置，后續根據標記的位置準確進行鋪設、樓板剔鑿、打眼等相關操作，確保施工點位均可避開預應力鋼絞線，實現對鋼絞線的有效防護。

3）非預應力筋的綁扎及套管鋪設。在上下鋼筋網片間布設套管，由鋸工割斷預應力波紋管搭接結合部位，確認切口齊平后用膠帶做封閉處理，避免混凝土澆筑期間材料經由接縫部位滲入。

4）預應力鋼絞線穿束。配套可轉動的卷盤，根據穿束要求從中取線，達到長度要求后用手動切割機切斷。鋼絞線采取雙向布置的方式，順混凝土澆筑方向進行，按照先長向筋、后短向筋的流程依次布置。由于預應力筋在板中采取雙向曲線形式的布置方式，可能與水電管線存在位置交叉現象，為此需主動與水電專業工作人員商討，制定并落實協調措施。通常，對水電管線的走向做適度的調整，既不壓低預應力筋也不使預應力筋被迫抬高。由于工程需要而確實存在預應力筋與水電管線交叉的情況時，向著有利于結構的方向降低或增加預應力筋的矢高。

5）約束端擴大頭的加工。利用專用機械操作，經過擠壓擴大處理后加工出滿足質量要求的鋼絞線約束端。

6）錨固端和約束端的安裝。于錨固端和約束端綁扎抗爆鋼筋梁，用聚苯乙烯塊對錨固件的凹槽做填充處理，填充后突出量控制在10mm，施工縫與聚苯乙烯做平，以便混凝土充滿錨固件，增強防護效果，防止張拉期間的爆板問題。向約束端橫向穿入T10鋼筋，增強錨固力，以便張拉的順利進行。

7）馬凳的布設與穩固。取多種高度布設預應力筋馬凳，用綁絲穩固在下層鋼筋上，維持馬凳位置的準確性和裝置自身的穩定性，具體如圖1所示。通過馬凳的設置，有助于鋼絞線形成合乎要求的形狀。

圖1 馬凳形狀

8）灌漿預留管（孔）的設置。以機械打孔的方式在預應力套管上打孔，向孔中插入黑色注漿導管，配套白色塑料保護墊，采取綁扎的固定方法。灌漿預留管（孔）的施工必須在混凝土澆筑前完成，最大布設間距取35m，每根鋼絞束至少兩端各一個。

9）混凝土澆筑。根據現場澆筑要求拌和混凝土，隨拌隨用。為保證澆筑質量，施工人員需著重考慮如下三點：①混凝土澆筑時加強防護，禁止移動鋼絞線的馬凳，布料機不得壓在鋼絞線管道上；②根據混凝土澆筑進度適時振搗，提高混凝土的密實性。振搗作業人員嚴格控制振搗設備的位置，不可碰觸鋼絞束導管，否則在振搗作用力的影響下易導致局部受損；③錨固端周邊的振搗難度大，該部位的混凝土易松散，因此加強對錨固端周邊的充分振搗，確保經過振搗后的混凝土無蜂窩、漏筋等問題；④預留足夠的張拉試塊，用于測試混凝土的3d強度。

10）張拉。以工程施工采用的C35混凝土為例，在實測強度達到24.5MPa后安排張拉。本預應力樓板為一端張拉，即一端在澆筑混凝土時澆筑于混凝土中（約束端），另一端為錨固端（用于張拉后固定）。支撐板的腳手架直到張拉完成（如圖2所示），并且得到工程師允許之后才能拆除。按照“先板、后梁”的順序依次張拉。

圖2 張拉完成

夾具的安裝：以人工作業的方式將鋼絞線推送至錨具孔內，用錘子適度敲擊，保證推送到位。張拉時，為各鋼絞束施加公稱壓力，增加松弛度。聯合應用PVC管、卷尺、噴漆的方法測量鋼絞線束的張拉長度，即向鋼絞線上套PVC管，頂住錨具后用油漆設置標記，分別用卷尺測量張拉前后鋼絞線至標記部位的距離。

①圓形導管中鋼絞束的張拉（預應力后張法梁）。首次端部張拉：在千斤頂安裝完成之后，即可用千斤頂進行加壓。首先施加1000psi的公稱頂升壓力，通過力的作用促進鋼絞線的拉伸。當拉力達到1000psi時，用鋼尺和卷尺測量和記錄千斤頂活塞長度（L1）。以噴涂的方法在鋼絞線的背部臨時錨固塊的位置設置標記，測定錨固導管表面至噴涂標記的距離。將拉力提高到2000psi后記錄千斤頂活塞的長度。尤其注意保證不超過千斤頂的允許頂升范圍。如果鋼絞線的張拉長度超過了千斤頂的頂升允許值，需要將拉伸停在預先定好的中間拉力值，將千斤頂的活塞回歸原位之后再進行下一步張拉。記錄所有停駐的中間拉力值以及與千斤頂活塞長度相關的數據。按照上述步驟每次增加1000psi直至達到要求的張拉力。記錄千斤頂活塞的最終長度（L2）。緩慢地減少千斤頂的拉力到1000psi并且再次記錄千斤頂活塞的長度（L3）。移除千斤頂后，繼續測量錨固導管表面至鋼絞線噴涂標記的距離，根據實測數據進行計算，求取平均距離。二次端部張拉：標記所有要張拉的鋼絞束，在安裝千斤頂之前預先噴涂標記處已經拉伸出來的鋼絞線的長度。千斤頂安裝完成后，將頂升壓力調至1000psi并且記錄千斤頂活塞的長度。將千斤頂頂升壓力提高至2000psi并且記錄千斤頂活塞長度。每次增減1000psi的頂升壓力重復上述步驟直至達到要求的頂升壓力（Preq.）記錄最終千斤頂活塞長度（L5）。緩慢地將千斤頂頂升壓力減至1000psi并且再次記錄千斤頂活塞長度（L6）。移除千斤頂后，測量錨固導管表面至鋼絞線噴涂標記的距離；②平導管單鋼絞線張拉（后張法預應力板）。端部的首次張拉：對鋼絞線施加1000psi的初始拉力，借助力的作用促進鋼絞線達到繃緊的狀態；確定鋼絞線的錨固位置，以噴涂的方法在該處設置清晰的標記；持續張拉直至達到設計要求的張拉力，測量伸出鋼絞線從噴涂標記至錨固表面的距離，記為L1。端部的二次張拉：作業思路與首次張拉基本保持一致，于二次端部張拉錨固表面設置標記，張拉至設計要求后，測量伸出鋼絞線從標記至錨固表面的距離，記為L2。

11）灌漿。①張拉端的封堵。張拉完成且通過質量檢驗后，確定外露鋼絞線的多余部分，做切割處理，留出的長度約為20mm。用水泥砂漿封堵張拉端頭，營造封閉的空間，為預應力管道灌漿作業創設良好的條件。封堵砂漿以50kg水泥配100L水的方法配制而成，充分攪拌，保證漿液的均勻性。后澆帶中的張拉端（板），至少在最后一次張拉完成后7d或更長時間后才可以澆筑，以防止混凝土變形，產生裂縫。后澆帶可用同強度等級的混凝土澆筑或設計要求采用其它混凝土。錨固端的砼澆灌作業時間根據現場施工條件靈活安排在預應力鋼絞線結束灌漿作業之前或之后，為保證灌漿的嚴密性，灌漿通常用高密度水泥砂漿予以填充；②砂漿拌和。22L的水與50kg的袋裝混合普通硅酸鹽水泥再與一份PSC“AlexPE”砂漿混合劑（227g）拌合。

5 質量重點控制

1）錨具處扎水（施工縫）要安裝牢固，防止跑模導致混凝土覆蓋錨具和鋼絞線，如剔鑿整改會損壞錨具；2）扎水周圍混凝土振搗要密實，防止松散混凝土強度不滿足要求導致張拉時容易爆板，同樣需要剔鑿，重新灌注SIKA；3）施工中重點檢查扎水的安裝，適時對錨具部位的混凝土做加強振搗處理，避免由于振搗不密實而產生孔洞[2]。

6 常見的質量缺陷和修補措施

1）張拉時爆板。張拉過程中，由于錨具處混凝土不密實，張拉時混凝土板爆裂。檢查時，要注意檢查錨具板四周尤其是底部混凝土是否密實，否則，模板拆除后，易往下部爆板；2）防治措施：①澆筑混凝土時要注意將錨具處混凝土振搗密實；②張拉前檢查出蜂窩、孔洞的，如不能灌入SIKA封堵，則需要剔鑿干凈后，再用SIKA灌實。已產生的質量缺陷，剔除堅硬混凝土后，重新安裝錨具板，用SIKA（非收縮水泥）澆灌密實；3）錨具板破裂由于錨具板質量不合格或安裝錨具不平使得張拉力不均勻，導致錨具板破裂；4）防治措施：購買合格質量的產品；安裝錨具要平整。已破裂的錨具拆除更換新錨具板[3]。

7 效益分析

1）普通樓板在梁柱接頭處，不同方向梁底標高不同，特別是圓柱與梁之間的圓弧難以拼圓，支模固定困難，易跑模，混凝土觀感較差。采用預應力樓板后，梁柱接頭采用無梁樓板，一次成活，容易控制；2）相較于普通鋼筋混凝土結構，在不影響施工質量的前提下，鋼筋用量有所減少，且提高結構的抗裂性能；只需要增加少量的鋼絞線、波紋管及其它配件；鋼筋費用降低約35.5萬元；3）工程施工對模板的需求量較少，模板損耗可控，模板利用率較高，且預應力平板結構取消了梁，因此無需配套過多的模板，模板費用降低約4.5萬元；4）預應力增加樓板承載力，減少了混凝土厚度，混凝土費用降低94.6萬元；5）預應力板結構取消框架梁和次梁，降低工程量，施工效率提高；樓板鋼筋量減少，在鋼筋安裝方面耗費的時間縮短；若協調得當，預應力施工能夠與鋼筋模板安裝流水作業，各項管理費用降低約10.2萬元。

8 結語

馬來西亞南港灣閣公寓項目施工中針對本工程柱間距大、工期緊、工種多、材料周轉困難，質量要求高等特點，采用的預應力后張法施工工藝，圓滿的完成了施工任務，為整個工期贏得時間。此工藝的成功運用，提高了我公司在馬來西亞的知名度，擴大了國際影響力。