淺談建筑預應力施工技術與質量控制要點

黃榮洲

（福建宇宏工程項目管理有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

建筑行業是我國經濟發展的重要支撐，為我國城市化進程的推進和人們居住條件的改善做出了巨大的貢獻。經過幾十年的大規模建設，一代又一代建筑人的摸索和實踐，總結出了許多先進的施工理念和施工技術，推動了我國建筑施工技術的不斷創新，部分施工技術已走在世界前列，預應力施工技術便是其中之一[1]。科學合理地應用預應力施工技術能夠提升建筑結構的穩定性，節省材料，促進更多大空間大跨度建構造物的建成。但預應力施工技術具有較大的施工難度，需要施工人員不斷總結施工經驗，熟練掌握施工工藝和技術要點，以推動預應力施工技術的廣泛應用[2]。

1 工程概況

廈門首創奧特萊斯項目位于廈門市翔安區濱海東大道與新城中路交叉口西南側，由廈門鉅大奧萊商業管理有限公司開發建設，中國建筑第五工程局有限公司施工。項目占地面積約55656.801m2，總建筑面積124866.16m2。其中地上建筑面積83480m2，人防地下室5890m2，非人防地下室35496.16m2。

地面建筑由6幢3～4層商業用房通過室外連廊連接成一個整體，以商業用房為主，配套有部分設備用房、商業管理用房。工程室外連廊跨度大，采用有粘結預應力（混合配筋）梁，后張法施工，預應力梁混凝土強度為C40,預應力鋼絞線直徑15.2mm，抗拉強度1860MPa，低松弛型。

根據設計文件要求，預應力張拉作業采用單端張拉，張拉端采用夾片式錨具，固定端采用擠壓式錨具，其錨具性能應符合國家標準《預應力錨具、夾具和連接器》（GB/T14370-2015）的要求。

工程區域較大，主體結構采用劃分區域進行流水施工，在施工時總包單位考慮預應力梁的整體結構性能，將每一處預應力梁部位整體劃到一片區域內一次澆筑成型，保證后期預應力梁的施工張拉效果。

2 預應力施工準備工作的要點

該工程預應力施工主要包括平臺搭設、波紋管鋪設、預應力筋穿束與定位、張拉、注漿、封端等施工流程。由于現場涉及的工序較多，所以施工單位在人員方面做了精心安排，保障施工現場各項工作的正常進行，選擇了專業的分包隊伍，進行材料、機械和技術方案的前期準備。施工前組織全體人員熟悉該工程的設計圖紙，明確施工任務及施工計劃，根據設計院提供的各項預應力參數結合工程的實際情況對預應力梁施工時的重點難點進行專門講解。

物料準備及進場檢查：首先，作為預應力施工的基礎物料之一，相關材料必須檢查其質量并做好進場復查，這個非常關鍵。新進場的材料（如：波紋管、鋼絞線、錨夾具、水泥等材料）均應及時進行進場的質量證明文件審核，外觀檢查并抽驗復查相關材料的材質及性能指標。因該工程采用后張法預應力施工工藝，波紋管的徑向剛度、抗滲漏性能的復查尤其重要，這個是確保混凝土澆筑時孔道不出現由于波紋管材質原因堵塞的關鍵。對于危險系數高且特別重要的工程所用錨具夾片靜載錨固性能尚需有專業資質的第三方進行檢驗試驗，不能只以檢驗報告替代，需抽取6套錨具組成3個預應力筋錨具組裝件做試驗。

3 預應力施工技術與質量控制要點

3.1 鋼絞線下料

該工程采用有粘結預應力（混合配筋）梁。張拉端采用夾片式錨具，固定端采用P型擠壓錨。鋼絞線下料的位置需要嚴格挑選并進行處理，盡可能選擇地形相對簡單、平坦的位置施工，下料尺寸根據預應力施工需求，精準計算其曲線率和預留長度后再進行下料施工。完成下料工作后，要在設施的張拉端用鐵絲綁扎固定，避免出現松動問題，而后使用專業設備完成一端擠壓。作為固定端，將鋼絞線及單孔錨具的一端放在擠壓錨器內，開啟張拉泵，施加控制壓力約30MPa時，擠壓錨具從擠壓器中擠出，即單根擠壓完畢。

鋼絞線下料質量控制要點：鋼鉸線宜使用砂輪鋸或切斷機切斷，不得使用電弧切割。

3.2 定位筋安設

該工程預應力束形由多段反向拋物線組成，梁鋼筋骨架綁扎后，再穿波紋管，預應力筋一般設計在結構受力大的位置。為保證波紋管位置符合設計要求，定位筋位置處使用的鋼筋需控制其規格，直徑不得小于8mm，設計安裝時還需預留空間，間隔距離控制在0.6～1m，再使用點焊技術將其焊接在主梁箍筋上。該工程按0.8m間距設置定位鋼筋托架，確保波紋管鋼鉸線的位置準確。波紋管采用金屬材質，根據定位筋的走向進行位置穿設。在穿置過程中波紋管彎度不要過大，防止將波紋管折斷或者擠癟；單根波紋管長度為固定尺寸，預應力梁過長，波紋管采用對接，在接頭的位置用大一號波紋管做套接，并用寬膠帶反復進行粘貼，防止混凝土漿體進入到波紋管孔道中，影響后序張拉施工。波紋管的選用一般內徑為鋼絞線直徑的2倍。壁厚達到要求很關鍵，特殊部位設計無要求時不得小于2mm。

定位筋安設質量控制要點：錨具的張拉端應垂直于孔道中心線并根據設計文件中要求的型號進行配置，錨墊板放置應遵循“同心”的原則，即孔道與錨墊板在同一中心線上，錨墊板要密貼于端模上，并采取固定處理，錨墊板與波紋管的接頭處用發泡劑等進行填充處理，注漿口應用軟薄膜或發泡劑進行封堵，防止漿體堵塞注漿口。

3.3 預應力鋼絞線穿束

先穿置預埋鋼板，再由固定端向張拉端進行穿束，穿束完畢后，要對固定端、張拉端的鋼絞線采用發泡劑進行填充處理，防止漿體進入管道。鋼絞線穿束之前應檢查鋼絞線有無腐蝕、磨損和裂縫等缺陷，鋼絞線應該按施工圖要求根數固定為一束。該工程采用人工方式進行穿束，將鋼絞線逐根地穿入孔道內，穿入后來回拉動幾次使其順暢，防止鋼絞線互相纏繞。注意在穿束前應將固定端的承壓鋼板穿置，防止造成返工。完成鋼絞線穿束工藝后，需要控制混凝土澆筑前各工序的規范性，并指派專職人員對已成型的線性預應力束予以檢查，并逐根逐束完成認真核對，確保無誤。

預應力鋼絞線穿束質量控制要點：

（1）預應力的拋物線型應完好，定位筋要穩固，確保不跑位，防止漿體進入；

（2）張拉端與固定端的封堵措施要到位；

圖書館現有空間無法滿足開展大型系列活動的開幕式和文藝展演的要求。作為大型活動的開幕式一般對于場地、參與人數、設備要求較高，一般的報告廳、會議廳場地較小，而在公共空間如圖書館大廳舉行此類開幕式或表演又會對周邊需要安靜的學習空間產生噪音影響，妨礙學生的正常閱覽和學習。

（3）波紋管的接頭及整條波紋管不應破損。

3.4 安裝錨具夾片

當混凝土的強度達到設計強度的100%時，方可進行張拉，張拉前，對張拉端的錨墊板及波紋管進行處理。將錨墊板及錨墊板注漿口內填充的發泡劑等封堵物清理干凈，將多余的波紋管進行剪切，剪切完畢后根據預應力鋼絞線數量安裝對應的錨具及夾片。夾片在入場前檢查是否用彈簧或橡皮圈套在一起，不能混亂。塞夾片時要將夾片一起送進，工作錨夾片用D25鋼管套在鋼絞線上用力敲緊，注意使其結合嚴密。

安裝錨具夾片質量控制要點：錨具安裝應對中，夾片打緊后應外露一致。夾片打緊后錨具應嵌入在錨墊板的止口內。

3.5 預應力張拉

張拉前對混凝土的質量進行檢查，如有異常裂縫情況，要分析裂縫形成的原因以及是否對張拉力存在影響等，異常裂縫處理后方能開展后序工作。張拉前梁應拆除側模，但不得拆除底模。千斤頂等設備必須校驗，按規定配套使用，做好編號記錄，免得混用。保證千斤頂、孔道同心是重要的控制要點。

該工程為商業用房，層高較高，有的部位張拉時遇樓板，在樓板下張拉，故采用樓板預留張拉洞，搭設平臺作業的方式。所搭平臺一定要穩定牢固，高壓油泵及注漿泵放置在平臺上，并加設防護欄板，作業場地兩端外側設防護欄桿和警示標志，張拉作業時設專人巡視警戒，張拉時嚴禁無關人員接近，張拉時兩端延長線方向嚴禁站人。高壓油泵操作應平緩、均勻，操作人員戴防護鏡，防止高壓油意外噴出。

預應力張拉應當加以規范操作、管控，并由專職人員予以全面監控，所以張拉前需要仔細核對所在部位結構穩定性，并收集獲取該部位混凝土抗壓強度和齡期等參數，后續再檢查張拉設備的情況，仔細核對其工藝參數值。張拉施工過程中，還需要對預應力張拉數值、實測伸長度數值和持續持荷時間等數據進行記錄、整理、研判，若發現數據異常，要立即停止并查明原因，消除異常情況后再開展工作。

張拉前做到“兩控”即強度、齡期的控制。該項目設計要求預應力梁強度等級達到設計強度的100%時，方可開始張拉。

張拉時，每束線要做到張拉設備，錨夾具及穿束管道的同心，并注意張拉控制應力、應變（鋼絞線伸長量變化）、張拉時間的控制（張拉持荷時間控制），張拉時同束鋼絞線必須做到有效應變（理論伸長量與實際計算的伸長量相差不大于±6%，尤其應注意，伸長值應從初應力開始量測）、時間在控制應力下持荷2min（以油表讀數為主）。

張拉方式采用單端張拉：0→0.1張拉σk→1.03張拉σk→持荷2min→錨固。按設計要求超張拉3%，張拉時應注意構件穿束孔道的軸線，使其保持與錨具軸線、張拉設備千斤頂軸線處于三軸同心狀態，同時確保其各個鋼絞線的松緊度保持一致，確保受力的均勻，不會出現異常情況。另外，需要繼續觀察鋼絞線的狀態，確保其沒有滑絲、斷絲等問題。若不符合的必須采取退錨處理，對該束予以調整，采取在千斤頂和錨板間安裝特制的處理設備，重新開展張拉處理，確保張拉質量。在持荷2min狀態下，如發現油壓下降，立即補至規定油壓。張拉過程均符合且完畢后，應及時對錨固區進行保護，該工程采用先涂專用防腐油脂的護帽保護，然后由總包單位用C40微膨脹細石混凝土或密封砂漿封埋。

預應力張拉質量控制要點：實際伸長值和理論伸長值之差應控制在±6%。張拉后每片梁同一束內斷絲不得超過1絲。

3.6 切除預留鋼絞線

張拉完畢后，工作人員需要在相隔24h后予以復查，確保其無滑絲、斷絲等問題，再切除多余的鋼絞線頭，且割絲后的保留長度需要大于30mm。鋼絞線的切割需要使用角磨機。張拉過程中若出現上述問題或其他異常情況，不應繼續張拉施工，要采取處理措施，需將千斤頂與限位板退除張拉，并選用特制的處理設備處理，重新開展張拉。

3.7 孔道注漿和封端

在灌漿之前應做好漿體配合比試驗，保證漿體強度滿足要求。該項目水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.45，注漿應緩慢勻速進行，從一端開始，每孔應一次壓滿不得中斷，灌漿壓力0.5～0.7MPa，出漿口排出的漿體應流入專用灰桶收集，當漿體穩定排出與注漿孔稠度一致的水泥漿后，保持壓力持荷2min，然后立即堵塞注漿孔和出漿孔，完成一個孔道的注漿。注漿及完成注漿工藝后的48h之內，需控制張拉結構混凝土溫度高于5°，一旦低于該數值就需要采取保溫處理。

孔道注漿和封端質量控制要點：調整水泥漿拌和時的水灰比參數，可適當加些減水劑和膨脹劑。保壓時注意壓力的穩定性。

4 結束語

總之，預應力混凝土具有抗裂性好、剛度大，材料省、自重輕，耐疲勞性能強等優點，已逐漸成為現代建筑工程中廣泛采用的施工技術。該技術能夠有效預防混凝土構件裂縫產生與擴展，提升混凝土施工質量，并且能夠減小構件的截面和高度，使結構跨度更大。而確保其優點優勢實現的關鍵是鋼絞線下料、定位筋安設、預應力鋼絞線穿束、安裝錨具夾片、預應力張拉、切除預留鋼絞線、孔道注漿和封端等七個方面的施工技術與質量控制，這應引起廣大建筑從業者的重視。