淺談預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在建筑樓蓋中的使用及施工方法

江春花

（宇旺建工集團有限公司湖里分公司，福建 廈門 361000）

0 前言

近年來我國城市化進程不斷加快，建筑工程項目規(guī)模不斷擴大，相應(yīng)的建筑工程施工技術(shù)也得到了全面發(fā)展。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，給各類大型工程的施工提供了可靠的技術(shù)支持，可以有效提升建筑工程質(zhì)量和穩(wěn)定性。目前在大型建筑工程樓蓋的建設(shè)當中，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用率逐漸提高，因此對其施工方法進行研究，十分有必要。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的概述

在建筑工程的建設(shè)中，混凝土材料的應(yīng)用十分廣泛，但是這種材料本身抗拉能力較差，直接的結(jié)果就是混凝土構(gòu)筑體表面容易產(chǎn)生裂縫，威脅質(zhì)量安全。針對這一問題，為了強化混凝土性能，防止其產(chǎn)生裂縫，技術(shù)人員通過對鋼筋進行張拉，利用鋼筋回縮力給混凝土施加預(yù)應(yīng)力，在這種情況下，混凝土構(gòu)筑物因自重及外部因素而受到拉力影響時，預(yù)應(yīng)力會給予抵消，很大程度上可以增強混凝土抗拉、抗裂性能。而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)就是利用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土而構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)內(nèi)部擁有一定水平的預(yù)應(yīng)壓力，具備很強的穩(wěn)定性、抗壓性和抗剪性能。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特征、分類及優(yōu)缺點

2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特征

由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)使用了高強度鋼材，該結(jié)構(gòu)具有很強的抗裂能力，同時在強度、穩(wěn)定性、抗剪能力方面也有突出優(yōu)勢。使用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，大約可以節(jié)約鋼材和混凝土40%左右。這種混凝土結(jié)構(gòu)得益于本身較強的抗拉能力和穩(wěn)定性，可以制成重量輕巧、外形美觀的構(gòu)筑物，尤其在建筑物的屋頂工藝中可以發(fā)揮很大的優(yōu)勢。

2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的分類

隨著預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土的技術(shù)不斷成熟，相關(guān)領(lǐng)域?qū)⒃摻Y(jié)構(gòu)主要分為三個類型。其一是全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點是沿著預(yù)應(yīng)力筋方向的正截面始終不會出現(xiàn)拉應(yīng)力；其二是有限預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點是允許混凝土在短期荷載作用下，承受一定限度的拉應(yīng)力，但是在長期荷載作用下則不能受到拉應(yīng)力作用；其三是普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)則沒有施加預(yù)應(yīng)力。

2.3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點

首先，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)被施加預(yù)應(yīng)力之后，將能限制裂縫的出現(xiàn)，或者推遲裂縫出現(xiàn)的時間，進而可以提升結(jié)構(gòu)剛度和耐用性。同時，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對鋼材、混凝土材料的消耗較少，可以制成多種輕巧、可靠的混凝土構(gòu)筑物。

（2）缺點

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的缺點在于，工藝復(fù)雜程度比較高，對施工人員技術(shù)要求和施工質(zhì)量要求較高，同時需要用到包括張拉機、灌漿機、錨具在內(nèi)的多種專業(yè)化設(shè)備和材料。同時，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工設(shè)備、材料及技術(shù)方面對成本花費較大。另外，這種結(jié)構(gòu)在部分情況下不容易控制預(yù)應(yīng)力反拱度，一旦控制不好，容易造成構(gòu)筑物表面不平順。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在建筑樓蓋中的使用及施工方法

3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在建筑樓蓋中的使用

在建筑工程的樓蓋施工中，預(yù)應(yīng)力混凝土主要是將受力構(gòu)件中的鋼筋進行張拉，然后實現(xiàn)內(nèi)部預(yù)應(yīng)力的工藝。但是，在實際的工程施工過程中，受到鋼筋混凝土徐變、設(shè)備張拉力控制不恰當?shù)葐栴}的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)張拉應(yīng)力不平衡和損失的情況。為了解決這些問題，目前在建筑樓蓋施工中，主要采用鋼絞線或預(yù)應(yīng)力鋼筋來進行預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工。在使用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進行建筑樓蓋施工時，要求混凝土性能達到比較高的水平，并且需要注意以下幾點：

（1）保證抗壓強度。通過使用抗壓強度較高的混凝土材料，可以很大程度上提升樓蓋截面預(yù)應(yīng)力儲備，同時還可以減少混凝土結(jié)構(gòu)的材料消耗，達到降低樓蓋重量和荷載的目的。

（2）科學(xué)使用徐變量、收縮量較小的材料。在建筑樓蓋施工中，采用徐變量和收縮量較小的鋼筋、混凝土材料，可以很大程度上降低預(yù)應(yīng)力損失。例如，在建筑工程預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中，要求采用C30 級強度的混凝土材料。同時，在使用鋼絞線作為配筋來產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的時候，其強度要求高達C40 級。

3.2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在建筑樓蓋中的施工方法

目前預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在建筑樓蓋中的應(yīng)用，主要采用后張法進行施工。采用該方法時，需要先在預(yù)應(yīng)力相應(yīng)位置預(yù)留孔道，同時完成混凝土澆筑。在混凝土凝固達到一定強度之后，在預(yù)留的孔道之中插入預(yù)應(yīng)力筋。然后，在將預(yù)應(yīng)力筋固定在構(gòu)筑物上之前，需要確保在構(gòu)筑物上完成張拉操作。在混凝土澆筑完成并達到可靠強度之后，再利用筋束與之結(jié)合，并在過程中注意做好鋼筋防腐，避免影響預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

在進行預(yù)應(yīng)力鋼筋布置時，需要以事先計算好的曲線的形式來布置，保證鋼筋處于垂直、水平方向，并檢查好各個控制點的位置，確保布置的鋼筋體形成平滑曲線。對于梁板體系的施工，要先在明梁上方位置布置非預(yù)應(yīng)力鋼筋，在下方位置布置長跨度的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，再布置預(yù)應(yīng)力鋼筋，分別設(shè)置好分布筋和負筋。在此之后，安裝好錨具，矯正承壓板的位置，確保其符合工藝要求。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工實例

新陽西中學(xué)位于廈門市海滄區(qū)馬鑾灣片區(qū)，功能為學(xué)校及配套建筑?？傆玫孛娣e43347.82m2，擬建60 班，總建筑面積79809.4m2，其中地上建筑面積43309.4m2，地下建筑面積36500m2。此項目中7#樓為學(xué)校體育館，跨度達27.6m,支模高度最大值達10.12 米，其三層梁及屋面層有大截面預(yù)應(yīng)力框架梁施工。

預(yù)應(yīng)力梁抗震等級一級，混凝土強度等級為C40，張拉端錨具采用C40 細石混凝土封堵。預(yù)應(yīng)力筋采用1860 級(國標GB/T5224-2014)高強低松弛有粘結(jié)鋼絞線。鋼絞線抗拉強度標準值fptk=1860Mpa，直徑d=15.2mm，單根截面面積為140mm2。張拉端采用15-9、15-12 群錨(QM),;固定端采用擠壓錨。預(yù)應(yīng)力筋用錨具的性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準<<預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器>>GB/T 14370 等的規(guī)定。預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力=0.70fptk=1302MPa,超張拉3%。張拉時，相應(yīng)張拉位置混凝土強度應(yīng)達到C30。

預(yù)應(yīng)力施工前，項目部首先編制大跨度預(yù)應(yīng)力梁施工專項方案。項目班組選定有資質(zhì)的預(yù)應(yīng)力分包單位。施工期間嚴格按專項施工方案。結(jié)合工程實際，本工程選用盤扣式模板支架搭設(shè)，從而避免了預(yù)應(yīng)力構(gòu)件未張拉前不能承受自重及外部荷載所帶來的影響。本工程的預(yù)應(yīng)力施工從模板支撐體系，預(yù)應(yīng)力張拉、錨固，混凝土材料選用、澆筑及養(yǎng)護，灌漿等工序嚴格施工質(zhì)量，很好的控制了撓度和裂縫，確保大跨度混凝土結(jié)構(gòu)外觀和內(nèi)在質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，如今我國建筑行業(yè)飛速發(fā)展，很多體量較大、設(shè)計感比較強的建筑物項目越來越多，這類建筑的樓蓋施工工藝要求普遍較高。而預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)憑借著較好的抗拉、抗剪、抗裂性能，加上這種結(jié)構(gòu)本身可以滿足當今很多建筑樓蓋部分輕質(zhì)化、造型多樣化的需求，其十分適合應(yīng)用于各類建筑樓蓋工程之中。不過，相關(guān)技術(shù)人員需要根據(jù)工程實際情況，合理使用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工藝，并做好工藝質(zhì)量管理，確保預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)性能得到充分發(fā)揮，提升工程質(zhì)量。