大跨度后張拉緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

李昶 LI Chang；勾林 GOU Lin；李涵琦 LI Han-qi

（中國建筑第四工程局有限公司，廣州 510630）

0 引言

近年來緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力在航站樓、鐵路站房、大型場館等大跨混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來越普遍，如何在工程應(yīng)用中控制預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，是一個重要的課題。文章以長武縣育才中學項目綜合樓為例，講述了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工的全過程應(yīng)注意的事項及如何進行質(zhì)量控制。

1 項目概況及施工工藝

1.1 項目概況及預(yù)應(yīng)力材料

長武縣育才中學建設(shè)項目，總建筑面積20759m2，主要建設(shè)內(nèi)容包括教學樓，綜合樓，宿舍樓等。其中，綜合樓建筑面積4200m2，建筑高度23.15m，為地上三層建筑。其首層為食堂和廚房，二層為報告廳，三層為風雨操場；因使用功能要求，二、三層設(shè)計為大跨度預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，最大跨度22.5m，共有預(yù)應(yīng)力梁18 道，其中三層11 道，屋面層7 道，預(yù)應(yīng)力梁采用后張緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

本項目預(yù)應(yīng)力筋采用緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線（RPSR-180-540-15.2-1860JGJ/T369-2012），為直徑15.2mm 的高強度低松弛鋼絞線，fptk＝1860MPa。彈性模量Ep＝195GPa。緩凝粘合劑的標準張拉適用期為180d，標準固化時間為540d。

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋是由鋼絞線、外涂緩粘結(jié)劑和外包PE 組成。外包PE 表面須有凸凹不平的壓痕，該規(guī)格緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋肋高T 和肋槽深不得低于1.2mm。肋中緩凝粘合劑充盈，本項目用15.2mm 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋重量為1.35kg/m。

鋼絞線材料進場時要送檢，根據(jù)試驗結(jié)果，確定鋼絞線的實測彈性模量，再對計算的理論伸長值進行校核。

1.2 工藝流程

緩結(jié)預(yù)應(yīng)力施工主要工藝流程如圖1 所示。

圖1 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工工藝流程圖

2 后張緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁施工

2.1 綁扎梁鋼筋及支架定位

①框架梁鋼筋綁扎時應(yīng)避讓兩端錨墊板及預(yù)應(yīng)力筋，必要時對框梁鋼筋作適當調(diào)整，以保證預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)束型；在實際施工中，當張拉端墊板與框架梁的負彎矩筋交接處，在滿足錨固長度要求的同時可將梁端的負彎矩筋向內(nèi)縮進200mm 向下彎或側(cè)彎，以留出錨具及埋件位置。

②鋼筋工優(yōu)先綁扎預(yù)應(yīng)力梁的普通鋼筋。

③每道預(yù)應(yīng)力梁普通鋼筋（主筋及箍筋）綁扎完成后，應(yīng)留出時間和作業(yè)面，讓預(yù)應(yīng)力施工隊伍焊接定位支架，鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力筋按設(shè)計要求固定完畢，經(jīng)驗收合格后，方可進行梁內(nèi)構(gòu)造筋及拉結(jié)筋綁扎。

④定位支架的距離、位置應(yīng)滿足預(yù)應(yīng)力束形設(shè)計要求，并且考慮到緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的直徑，束形圖中的預(yù)應(yīng)力豎向位置是緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的中心線位置。支架鋼筋不宜小于φ10mm，布置間距不大于1m，豎向位置誤差控制在±10mm 以內(nèi)。

⑤鋼筋焊接作業(yè)時嚴禁將焊機地線接在預(yù)應(yīng)力筋上。進行電焊作業(yè)時，需對預(yù)應(yīng)力筋采取可靠保護措施，防止焊渣損傷預(yù)應(yīng)力筋PE 套，其他工種作業(yè)時應(yīng)也應(yīng)注意預(yù)應(yīng)力筋成品保護。

⑥預(yù)埋件應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)之后再安裝，但不得損害已鋪設(shè)好的預(yù)應(yīng)力筋。

⑦鋼筋綁扎完畢后，要做好隱蔽驗收工作。

2.2 預(yù)應(yīng)力筋下料

預(yù)應(yīng)力筋下料場地應(yīng)平整、干凈，在加工場或者工廠進行，下料長度按設(shè)計或者深化圖紙，結(jié)合預(yù)應(yīng)力筋錨固形式及張拉設(shè)備要求的操作長度準確測量其長度，并編號，避免混用。

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在制作和組裝時，不得到采用焊接或電氣切割。下料時用切割機逐根切割。在對其它部件進行氣割或焊接時，應(yīng)避免焊接火花和接地電流對緩粘結(jié)鋼絞線的影響。預(yù)應(yīng)力筋下料長度按照如下公式計算：

預(yù)應(yīng)力筋的下料長度=張拉長度＋曲線長度

其中張拉長度不低于1.0m，曲線長度可按水平直線長度×曲線系數(shù)計算。

2.3 擠壓錨制作

本項目緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉端采用夾片錨，固定端采用擠壓錨。錨具中錨環(huán)、螺旋鋼筋等必須配套使用，以保證張拉端及固定端的混凝土局部承壓強度?？捎肎YJ50-150型擠壓機制作固定端擠壓錨。制作擠壓錨時，鋼絞線端部要套上擠壓簧，然后將鋼絞線塞入擠壓模內(nèi)，再將擠壓套從擠壓機操作空間中套在鋼絞線上，開動油泵，將擠壓錨制作成型，擠壓錨可采用工廠加工。

2.4 預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)

在預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)前，及時檢查其規(guī)格、尺寸和數(shù)量，逐根檢查并確定其端部組裝配件可靠無誤后，方可使用，護套輕微破損處，可采用外包防水聚乙烯膠帶的方式進行處理，每圈膠帶搭接寬度不應(yīng)小于膠帶寬度的1/2。纏繞層數(shù)不應(yīng)少于2 層，纏繞長度超過破損長30mm，護套嚴重破損的緩粘結(jié)鋼絞線不得使用。

鋼絞線在穿越兩端框柱時，框柱鋼筋密，影響安裝錨墊板、錨具等，需提前對梁端鋼絞線布設(shè)進行深化（加腋），深化圖經(jīng)設(shè)計單位確認后實施。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝前，要進行預(yù)應(yīng)力筋束型矢高的放樣及支架的焊接固定：對于預(yù)應(yīng)力筋束型矢高的控制，應(yīng)先在框梁箍筋上放線，然后用直徑A10 及以上的鋼筋作為支撐架與梁的箍筋牢固固定在一起（點焊或綁扎），以保證預(yù)應(yīng)力筋的束型曲線（C4 曲線），支架筋的間距不大于1m。支架筋安裝完成后，即可進行預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)，并采用鐵絲綁扎牢，見圖2。

圖2 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋布置圖

梁中預(yù)應(yīng)力筋的矢高偏差見表1。

表1 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)束形允許偏差表

2.5 預(yù)應(yīng)力筋張拉端、固定端的安裝

緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完成后進行張拉端和固定端錨具的安裝固定，預(yù)應(yīng)力筋張拉端的承壓板固定在端部模板上，可利用短鋼筋與四周鋼筋點焊固定，且應(yīng)保證張拉作用線垂直于承壓板，張拉端內(nèi)側(cè)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)有一定長度的平直段。本項目張拉端采用凹入式作法，采用預(yù)留槽形式（可采用成品凹型模具或泡沫塊預(yù)留）。

固定端在梁端部的柱中時，錨固端應(yīng)超過柱子中心線。張拉端和固定端的螺旋筋和承壓板可采用直徑不小于12 的鋼筋與框梁鋼筋焊接固定，布置空間不足時可適當調(diào)整框梁鋼筋，見圖3。

圖3 張拉端組裝圖

在螺旋筋和承壓板固定后，可采用凹型模具預(yù)留張拉槽，保證梁面預(yù)留出100mm 的作業(yè)空間。張拉端處框梁鋼筋或柱子主筋可預(yù)先調(diào)整位置，使鋼筋的凈間距滿足承壓板的安裝和張拉端錨具安裝要求，以保證張拉所需的作業(yè)面。

在整體預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)及張拉端、固定端固定過程中，如有施焊作業(yè)，應(yīng)對預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)進行成品保護，防止焊渣損壞預(yù)應(yīng)力筋表面PE 層。其他工種作業(yè)應(yīng)注意預(yù)應(yīng)力筋的成品防護，以免造成質(zhì)量隱患。

2.6 混凝土澆筑和養(yǎng)護

①預(yù)應(yīng)力筋安裝完成后進行隱蔽驗收，砼澆筑前再次檢查墊板、承壓板、螺旋筋等位置是否準確，如發(fā)生移動，要調(diào)整后方可進行混凝土的澆筑。②在混凝土振搗過程中，振動棒嚴禁接觸預(yù)應(yīng)力筋；必要時提前與設(shè)計、商混站溝通，優(yōu)化混凝土配比，保證振搗密實。③在澆筑過程中除制作常規(guī)的混凝土試塊外，還應(yīng)制作兩組試塊，與澆筑混凝土結(jié)構(gòu)同條件護，為預(yù)應(yīng)力筋的張拉提供砼強度依據(jù)。④混凝土澆筑后，及時養(yǎng)護，保證砼強度，避免構(gòu)件出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。

2.7 張拉預(yù)應(yīng)力筋

預(yù)應(yīng)力張拉是通過張拉設(shè)備將力作用于預(yù)應(yīng)力鋼絞線上，然后通過錨固將力作用于框架梁上，從而在結(jié)構(gòu)中建立起預(yù)應(yīng)力；故預(yù)應(yīng)力筋張拉是整個預(yù)應(yīng)力施工的關(guān)鍵，施工時必須嚴格控制，確保工程質(zhì)量。

2.7.1 張拉準備工作

①預(yù)應(yīng)力構(gòu)件混凝土達到設(shè)計強度的80%后，拆除梁側(cè)面模板及梁面凹型模具，清理張拉槽和預(yù)應(yīng)力筋，安裝錨具。②預(yù)應(yīng)力筋主要用于承受梁上的活荷載，張拉前可拆除除預(yù)應(yīng)力梁以外的底模。③將錨具錐孔穿過鋼絞線，貼在墊板上，然后安裝夾片，并敲緊。④千斤頂周邊設(shè)置警戒線，防止非作業(yè)人員進入現(xiàn)場。施工時安排專職安全人，做好警戒和勸導(dǎo)工作，防止張拉作業(yè)中出現(xiàn)安全事故。⑤預(yù)應(yīng)力筋張拉前，以書面形式上報監(jiān)理單位，內(nèi)容包括：千斤頂標定報告、預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力控制、預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)砼強度報告、隱蔽驗收的檢驗批、現(xiàn)場準備情況等。⑥各種設(shè)備應(yīng)提前檢查、保養(yǎng)，并進行試運行。⑦預(yù)應(yīng)力筋張拉時，配備一個專用的三級配電箱。

2.7.2 張拉順序

依據(jù)圖紙設(shè)計要求，本項目的預(yù)應(yīng)力梁均采用一端張拉。在預(yù)應(yīng)力張拉過程中，應(yīng)根據(jù)預(yù)應(yīng)力梁在所在樓層的分布特點，分批次對稱均勻張拉，先張拉次梁，后張拉主梁。

2.7.3 張拉操作程序

①張拉流程。

0→初應(yīng)力（10%控制應(yīng)力、讀數(shù)量測伸長值L1）→20%控制應(yīng)力（讀數(shù)量測伸長值L2）→100%控制應(yīng)力（讀數(shù)量測伸長值L3）→持荷2 分鐘→預(yù)應(yīng)力筋錨固。

②張拉操作要點。

1）操作順序：工作錨安裝→工作夾片安裝→千斤頂安裝→操作設(shè)備施加應(yīng)力→持荷→預(yù)應(yīng)力筋錨固。2）錨具安裝時，錨板應(yīng)對正，夾片應(yīng)打緊（不得過重，以免敲壞夾片）。3）安裝張拉設(shè)備時，張拉力的作用線應(yīng)與預(yù)應(yīng)力筋末端的切線重合。4）張拉時，應(yīng)先從零加載至初應(yīng)力，然后分級加載至最終設(shè)計應(yīng)力。5）預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉過程中，各階段應(yīng)力要控制準確；油表讀數(shù)接近要求的讀數(shù)時，緩慢控制油泵進油速度，使指針定位準確并記錄好油表讀數(shù)，回油要平穩(wěn)。

2.7.4 伸長值的實測和校核

張拉時，實測伸長值△L 按下式計算：

式中：L1——10%σcon對應(yīng)的伸長值；

L2——20%σcon對應(yīng)的伸長值；

L3——100%σcon對應(yīng)的伸長值。

本項目初應(yīng)力為張拉控制應(yīng)力的10%。張拉時，校核張拉伸長值，可以反映預(yù)應(yīng)力筋是否存在異常。張拉時實測伸長值與理論計算伸長值的偏差應(yīng)在±6%范圍之內(nèi)，超出時應(yīng)立即停止張拉，查明原因并采取相應(yīng)的措施之后再繼續(xù)作業(yè)。

本項目采用一端張拉，張拉時做好記錄。

2.8 張拉操作要求

①布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋時，張拉端必須預(yù)留千斤頂工作長度，一般每一張拉端不少于1m。②張拉時油泵啟動供油正常后，開始加壓，當壓力達到3MPa 時，停止加壓。調(diào)整千斤頂?shù)奈恢?，確保千斤頂、錨具和預(yù)應(yīng)力筋三者中心在一條軸線上。當千斤頂行程不滿足所需伸長值時，可暫停張拉，做好臨時錨固后倒回千斤頂油缸，進行二次張拉。張拉時需要控制給油速度，不宜過快。③張拉時，張拉力按標定的數(shù)量進行，用伸長值進行校核，實測伸長值不應(yīng)超過理論伸長值的±6%。④張拉前要認真清理張拉預(yù)留槽，夾片、錨板和鋼絞線表面不能夾帶雜物；錨板、夾片和鋼絞線表面不能銹蝕。⑤操作張拉設(shè)備和量測伸長值的人員，應(yīng)處在千斤頂?shù)膫?cè)面操作，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，張拉作業(yè)過程中，作業(yè)人員不得站在預(yù)應(yīng)力筋的后方，也不得隨意穿行，不得擅自離開崗位。⑥張拉作業(yè)平臺應(yīng)牢固，底部鋪設(shè)模板，周邊應(yīng)有安全防護。

2.9 封錨

①預(yù)應(yīng)力筋錨固后，切除端頭多余的鋼絞線，切割后露出錨具夾片外不小于30mm，一般也不大于100mm，封錨前應(yīng)將周圍混凝土界面鑿毛并清理干凈，見圖4。②錨具等部位涂環(huán)氧類粘結(jié)劑，以加強新老材料的粘結(jié)，防止收縮裂縫。③按設(shè)計圖紙要求綁扎鋼筋網(wǎng)片，安裝張拉端封錨模板。④封錨模板安裝完畢后，立即進行混凝土澆筑，采用構(gòu)件同等級且不小于C30 微膨脹細石混凝土（也可采用低收縮砂漿等）澆筑并振搗密實，施工過程中不得直接振搗錨具。

圖4 切除料頭后的緩粘結(jié)錨具

3 結(jié)語

針對緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量不易控制的問題，文章以長武縣育才中學建設(shè)項目綜合樓緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制為切入點，從支架定位、下料，錨具制作，預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)，張拉端、固定端安裝，砼澆筑，張拉，封錨等工序進行分析、總結(jié)，在施工全過程中加強質(zhì)量管理，嚴格執(zhí)行相關(guān)工藝流程、規(guī)范要求，保證了項目施工質(zhì)量。