預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工方法
摘要：目前來(lái)看，預(yù)應(yīng)力混凝土梁是近年來(lái)建筑工程梁施工普遍采用的形式，因此有效的質(zhì)量控制措施，在建筑工程中有著十分重要的實(shí)際意義。文章概述了當(dāng)前預(yù)應(yīng)力混凝土梁的狀況，分析了其質(zhì)量控制要點(diǎn)，基于施工方法，闡述了有效的質(zhì)量控制施工措施。
關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土梁；建筑工程；施工方法；質(zhì)量控制
一、預(yù)應(yīng)力混凝土梁概述
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般是通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉形成回彈擠壓，使混凝土的截面內(nèi)在投入使用前就受到一定數(shù)量且分布均勻的內(nèi)壓力，用來(lái)局部或全部抵消由于使用荷載而形成的應(yīng)力。它能夠改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫和變形的性能，而且該拉應(yīng)力與混凝土中的壓應(yīng)力正好組成一個(gè)自平衡系統(tǒng)，使得混凝土結(jié)構(gòu)的受力更為合理。由實(shí)際使用測(cè)得，預(yù)應(yīng)力筋的抗拉強(qiáng)度約為普通鋼筋的四倍，但其價(jià)格并非也是四倍，按承受單位荷載的費(fèi)用計(jì)算，預(yù)應(yīng)力鋼材要更經(jīng)濟(jì)。在普通混凝土中，用高強(qiáng)鋼材，雖然抗拉強(qiáng)度較高，但由于過(guò)大的應(yīng)變而使得混凝土的裂縫更多。若滿(mǎn)足了裂縫的要求，則其高強(qiáng)性能得不到充分的利用而顯得浪費(fèi)，此時(shí)，若對(duì)高強(qiáng)鋼材首先進(jìn)行預(yù)張拉，則即可消除其在使用時(shí)出現(xiàn)過(guò)大的應(yīng)變，避免裂縫的發(fā)生，又充分發(fā)揮了材料的性能。
21世紀(jì)70年代末以來(lái)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁（板）因其節(jié)省材料，自重輕，減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，便于安裝等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。適用于大跨度、大空間的房屋建筑工程，如大跨度的混凝土梁、大偏心的框架柱、大柱網(wǎng)的混凝土樓板、大懸臂梁、轉(zhuǎn)換梁或轉(zhuǎn)換板、抗拔樁、基礎(chǔ)地梁、地下室底板等混凝土結(jié)構(gòu)中的各種構(gòu)件。但預(yù)應(yīng)力施工工藝相對(duì)較復(fù)雜，要求預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工的專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，但在實(shí)際施工中，有的施工隊(duì)伍水平不高，經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，加之有的設(shè)計(jì)方案考慮欠妥，引發(fā)梁（板）預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程中損失過(guò)大；空心板梁張拉后梁端頂?shù)装逯虚g部位出現(xiàn)縱向裂縫：工字梁梁體扭曲變形、梁端底部混凝土破碎，所以有效地控制質(zhì)量技術(shù)措施，是歷來(lái)預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工的重中之重。
二、預(yù)應(yīng)力混凝土梁材料質(zhì)量控制要點(diǎn)
?。ㄒ唬╊A(yù)應(yīng)力筋控制要點(diǎn)
必須要求強(qiáng)度高，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力的張拉應(yīng)力在構(gòu)件的使用過(guò)程中，會(huì)發(fā)生混凝土的收縮和徐變，鋼材松弛等。這些都會(huì)造成預(yù)應(yīng)力的損失，而強(qiáng)度越高的鋼材，這種損失越小。有較好的塑性與良好的加工性能，以滿(mǎn)足在施工中預(yù)應(yīng)力筋需要的彎曲和轉(zhuǎn)折，以及在錨夾具中受到較高的局部應(yīng)力等。在外型尺寸上需要均勻，橫斷面特征值的誤差小，使得控制應(yīng)力準(zhǔn)確。防腐性能良好，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋腐蝕數(shù)量級(jí)及后果比普通鋼筋嚴(yán)重得多。這不只因?yàn)閺?qiáng)度高的鋼材對(duì)腐蝕更敏感，主要是其直徑較小，即使是一個(gè)小小的銹點(diǎn)，也能顯著減小鋼材的橫斷面，引起應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)提前破壞。因此，不但要求預(yù)應(yīng)力筋本身對(duì)腐蝕不敏感，而且在使用前，需要對(duì)其外觀檢查和力學(xué)性能試驗(yàn)，并且要加強(qiáng)對(duì)其的合理保管與存放。
?。ǘ╊A(yù)應(yīng)力錨固體系控制要點(diǎn)
要求預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件的錨固性能安全可靠。預(yù)應(yīng)力錨固體系包括錨具、夾具和連接器。錨具是后張法構(gòu)件中未保持預(yù)應(yīng)力并將其傳遞到混凝土上的永久性錨固裝置，夾具是先張法構(gòu)件施工時(shí)為了保持預(yù)應(yīng)力筋拉力并將其固定到張拉臺(tái)座上用的臨時(shí)性錨固裝置，連接器則是先張法或后張法施工中將預(yù)應(yīng)力從一根預(yù)應(yīng)力筋傳遞到另一根預(yù)應(yīng)力筋的裝置。如果錨固體系出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)造成預(yù)加應(yīng)力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可能發(fā)生錨具破壞先于預(yù)應(yīng)力筋的破壞，不能保證其靜載和動(dòng)載錨固性能符合規(guī)范要求。因此錨具、夾具和連接器必須按照設(shè)計(jì)選用，其進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收必須經(jīng)外觀檢查合格，硬度檢驗(yàn)和靜載錨固性能試驗(yàn)合格，加強(qiáng)其存放管理。
?。ㄈ┗炷量刂埔c(diǎn)
首先，同預(yù)應(yīng)力筋一樣，對(duì)混凝土重要的條件是要求其本身強(qiáng)度要高，因?yàn)橹挥羞@樣，才能與強(qiáng)度高的鋼材相適應(yīng)，并且保證其在受拉和受剪以及粘結(jié)和承壓等方面有較高的抗力。保證預(yù)應(yīng)力鋼材充分發(fā)揮作用，滿(mǎn)足錨頭附近過(guò)大的應(yīng)力，并能合理有效地減小構(gòu)件截面尺寸，減輕自重。其次，要求混凝土強(qiáng)度必須均勻，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生高應(yīng)力的情況較多，在活載減小或增大時(shí)截面上都有高應(yīng)力出現(xiàn)。另外，為了加快施工進(jìn)度，增加設(shè)備及模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)，對(duì)混凝土提前進(jìn)行張拉，提高經(jīng)濟(jì)效益。則要求混凝土具有強(qiáng)度高和早強(qiáng)的性能。與此同時(shí)，還要采取多種措施，控制施工質(zhì)
量，精心對(duì)其養(yǎng)護(hù)，使得收縮和徐變降低，盡可能的減少預(yù)應(yīng)力損失。
三、預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工控制要點(diǎn)
一般來(lái)講，預(yù)應(yīng)力混凝土梁按照預(yù)加應(yīng)力的方法不同分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁，在房屋建筑施工中后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁應(yīng)用較多，現(xiàn)以后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁為例說(shuō)明其施工控制要點(diǎn)。
工藝流程：預(yù)應(yīng)力材料進(jìn)場(chǎng)、復(fù)檢→安裝底模→根據(jù)構(gòu)件特點(diǎn)綁扎普通鋼筋→預(yù)應(yīng)力筋下料、制作，穿預(yù)應(yīng)力筋（同時(shí)穿波紋管）→綁扎其余普通鋼筋、埋灌漿管（排氣管）→安裝側(cè)?！[蔽驗(yàn)收→澆筑混凝土（制作混凝土試塊，同條件養(yǎng)護(hù)）→養(yǎng)護(hù)，拆側(cè)模→張拉預(yù)應(yīng)力筋（張拉前進(jìn)行錨具檢驗(yàn)、設(shè)備標(biāo)定和檢查混凝土質(zhì)量，壓混凝土試塊）→孔道灌漿（制作水泥漿試塊）→切割、封錨→拆底模（壓水泥漿試塊）。
預(yù)應(yīng)力混凝土梁的強(qiáng)度較高，外摻劑較多，在配料、拌和、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)及控制等各個(gè)工序環(huán)節(jié)必須仔細(xì)的計(jì)劃安排，各種施工設(shè)備均處于一級(jí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。因任何原因造成的中途停頓，對(duì)工程質(zhì)量都產(chǎn)生很大影響，因此在施工時(shí)應(yīng)該備有備用的震搗器，電力及攪拌設(shè)備，在運(yùn)輸和搬運(yùn)過(guò)程中避免產(chǎn)生離析，盡可能的在澆筑地點(diǎn)附近攪拌。嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間及進(jìn)料程序，加強(qiáng)震搗，對(duì)成型混凝土的養(yǎng)生以不停的灑水養(yǎng)生比麻袋等物覆蓋養(yǎng)護(hù)要好，其余方面與普通混凝土區(qū)別不大。可以看出在其施工中質(zhì)量控制措施繁多，而控制的重點(diǎn)在于張拉和灌漿過(guò)程。[Page]
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預(yù)應(yīng)力工程施工的目的是對(duì)構(gòu)件成功施加張拉力，采取的各種方法和措施都是為此服務(wù)的。施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，以張拉力為控制量、張拉伸長(zhǎng)值為校核量。實(shí)際伸長(zhǎng)值與計(jì)算伸長(zhǎng)值偏差應(yīng)在±6%范圍內(nèi)，超過(guò)時(shí)應(yīng)停止張拉查找原因，采取措施后方能繼續(xù)張拉。張拉時(shí)應(yīng)分級(jí)張拉，分級(jí)控制。在張拉過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線斷裂、滑脫的數(shù)量以及無(wú)法張拉的數(shù)量不得超過(guò)結(jié)構(gòu)同一截面預(yù)應(yīng)力鋼絞線總數(shù)的3%，同時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）鋼絞線下料長(zhǎng)度應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力張拉和預(yù)應(yīng)力檢測(cè)的需要，鋼絞線編束不得紊亂；（2）在澆注過(guò)程中，應(yīng)防止混凝土進(jìn)入預(yù)留孔道而造成的管道摩擦力增大甚至堵塞；（3）盡量采用泵送混凝土，分層進(jìn)行澆搗。在鋼筋密集處采用小型振搗器振搗。為防止振搗棒碰到鋼管，施工前應(yīng)對(duì)每個(gè)振搗手進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底，使其熟悉各處鋼管的位置，以免造成鋼管變形與漏漿、預(yù)埋件變位等事故；（4）張拉前，應(yīng)有構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度試壓報(bào)告，當(dāng)混凝土的立方體強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后才可施加預(yù)應(yīng)力。設(shè)計(jì)文件無(wú)具體要求時(shí)，混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度值的75%。張拉控制應(yīng)力按設(shè)計(jì)文件要求，且不應(yīng)大于鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。在正式張拉前應(yīng)進(jìn)行試張拉，預(yù)應(yīng)力檢測(cè)工作也同時(shí)進(jìn)行，以測(cè)定相關(guān)數(shù)據(jù)；（5）設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，對(duì)普通松弛預(yù)應(yīng)力筋按以下超張拉程序操作：0→10%pj→105% pj（持荷2min）→pj→錨固或0→10% pj→103% pj→錨固；對(duì)低松弛預(yù)鋼絲和鋼絞線按以下超張拉程序操作：0→10%pj→pj→錨固；（6）張拉時(shí)錨具一定要坐落在喇叭口的定位槽口之內(nèi)，做到千斤頂、孔道、錨具三對(duì)中，以避免不必要的孔道摩擦損失。承壓板上的水泥殘?jiān)?、鋼絞線上的污物等均須清理干凈，以減少預(yù)應(yīng)力損失。
?。ǘ┕酀{施工措施
1．灌漿準(zhǔn)備。構(gòu)件張拉完畢，應(yīng)及時(shí)檢查張拉記錄和鋼絞線錨固狀況。錨具可能漏漿處用水泥砂漿封堵（封頭），待其達(dá)到一定強(qiáng)度后開(kāi)始灌漿。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢，須在48h內(nèi)完成灌漿。
2．灌漿。嚴(yán)格按水泥漿配合比加料，攪拌時(shí)間不小于2min。灌漿前先打通灌漿孔，用壓力水清洗孔道，直到張拉端部出水較大，各處均暢通時(shí)，方可安排灌漿。灌漿用水泥漿的水泥宜用不低于32.5等級(jí)的普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比不應(yīng)大于0.45，拌制后3h泌水率不宜大于2%，且不應(yīng)大于3%。泌水應(yīng)能在24h內(nèi)全部重新被水泥漿吸收。水泥漿宜摻入外加劑，外加劑應(yīng)不含氯鹽且對(duì)預(yù)應(yīng)力筋無(wú)腐蝕作用。水泥漿要嚴(yán)格按配合比配料，攪拌時(shí)間應(yīng)保證水泥漿混合均勻，一般需2～3min。灌漿過(guò)程中，水泥漿攪拌應(yīng)不間斷，水泥漿用篩網(wǎng)過(guò)濾，以免灌漿時(shí)堵管。灌漿時(shí)將灌漿機(jī)出漿口與灌漿管相接，并確認(rèn)連接處緊密后，開(kāi)動(dòng)灌漿泵加壓灌入水泥漿，從近至遠(yuǎn)逐個(gè)檢查出漿孔，各出漿孔出濃漿后逐一封閉，待最后一個(gè)出漿孔出濃漿后，封閉該出漿孔，繼續(xù)加壓至0.5～0.7mpa，保持1～2min，封閉進(jìn)漿閥門(mén)，待水泥漿凝固后，再拆卸連接接頭，并及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)浮漿及雜物，如發(fā)現(xiàn)管內(nèi)有空隙應(yīng)仔細(xì)補(bǔ)漿。構(gòu)件的底模支撐在無(wú)具體設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉及灌漿漿體強(qiáng)度達(dá)到15mpa后拆除。
3．預(yù)應(yīng)力端部封錨。張拉、灌漿后，用砂輪切割機(jī)切掉張拉端多余的預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度不宜小于其直徑的1.5倍，且不宜小于30mm，用環(huán)氧樹(shù)脂涂封錨具及外露預(yù)應(yīng)力筋，封閉前應(yīng)將錨具周?chē)幕炷凌徝?、沖洗干凈，凸出式的錨頭宜配置鋼筋網(wǎng)片，用微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行封閉。
4．灌漿質(zhì)量控制。水泥漿進(jìn)入壓漿泵前必須經(jīng)過(guò)≯5mm篩網(wǎng)過(guò)濾。使用時(shí)應(yīng)隨時(shí)攪拌灰斗內(nèi)的灰漿，防止泌水沉淀。灌漿用的水泥漿應(yīng)有足夠的流動(dòng)性，施工時(shí)采用流動(dòng)度測(cè)定儀測(cè)定。當(dāng)水灰比w／c=0.40～0.45時(shí)，流動(dòng)度在120～170mm即可滿(mǎn)足灌漿要求。一個(gè)梁中的多個(gè)孔道，宜盡量連續(xù)灌漿。
四、結(jié)語(yǔ)
預(yù)應(yīng)力混凝土梁預(yù)制、安裝、施工質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量、安全和使用壽命，施工時(shí)把握重點(diǎn)環(huán)節(jié)，并切實(shí)抓好每道工序，各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，只有把握好質(zhì)量關(guān)，才能為安全提供有力保障。
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