預應力混凝土梁施工方法

　　摘要：目前來看，預應力混凝土梁是近年來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際意義。文章概述了當前預應力混凝土梁的狀況，分析了其質(zhì)量控制要點，基于施工方法，闡述了有效的質(zhì)量控制施工措施。

　　關鍵詞：預應力混凝土梁；建筑工程；施工方法；質(zhì)量控制

　　一、預應力混凝土梁概述

　　預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般是通過對預應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，用來局部或全部抵消由于使用荷載而形成的應力。它能夠改善結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫和變形的性能，而且該拉應力與混凝土中的壓應力正好組成一個自平衡系統(tǒng)，使得混凝土結(jié)構(gòu)的受力更為合理。由實際使用測得，預應力筋的抗拉強度約為普通鋼筋的四倍，但其價格并非也是四倍，按承受單位荷載的費用計算，預應力鋼材要更經(jīng)濟。在普通混凝土中，用高強鋼材，雖然抗拉強度較高，但由于過大的應變而使得混凝土的裂縫更多。若滿足了裂縫的要求，則其高強性能得不到充分的利用而顯得浪費，此時，若對高強鋼材首先進行預張拉，則即可消除其在使用時出現(xiàn)過大的應變，避免裂縫的發(fā)生，又充分發(fā)揮了材料的性能。

　　21世紀70年代末以來，預應力混凝土梁（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力，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，便于安裝等優(yōu)點，在國內(nèi)建設中得到廣泛應用。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、基礎地梁、地下室底板等混凝土結(jié)構(gòu)中的各種構(gòu)件。但預應力施工工藝相對較復雜，要求預應力結(jié)構(gòu)施工的專業(yè)性強，但在實際施工中，有的施工隊伍水平不高，經(jīng)驗不夠豐富，加之有的設計方案考慮欠妥，引發(fā)梁（板）預應力施工過程中損失過大；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)量技術措施，是歷來預應力混凝土梁施工的重中之重。

　　二、預應力混凝土梁材料質(zhì)量控制要點

　?。ㄒ唬╊A應力筋控制要點

　　必須要求強度高，因為預應力的張拉應力在構(gòu)件的使用過程中，會發(fā)生混凝土的收縮和徐變，鋼材松弛等。這些都會造成預應力的損失，而強度越高的鋼材，這種損失越小。有較好的塑性與良好的加工性能，以滿足在施工中預應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，使得控制應力準確。防腐性能良好，因為預應力筋腐蝕數(shù)量級及后果比普通鋼筋嚴重得多。這不只因為強度高的鋼材對腐蝕更敏感，主要是其直徑較小，即使是一個小小的銹點，也能顯著減小鋼材的橫斷面，引起應力集中，最終導致結(jié)構(gòu)提前破壞。因此，不但要求預應力筋本身對腐蝕不敏感，而且在使用前，需要對其外觀檢查和力學性能試驗，并且要加強對其的合理保管與存放。

　?。ǘ╊A應力錨固體系控制要點

　　要求預應力筋-錨具組裝件的錨固性能安全可靠。預應力錨固體系包括錨具、夾具和連接器。錨具是后張法構(gòu)件中未保持預應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)件施工時為了保持預應力筋拉力并將其固定到張拉臺座上用的臨時性錨固裝置，連接器則是先張法或后張法施工中將預應力從一根預應力筋傳遞到另一根預應力筋的裝置。如果錨固體系出現(xiàn)了質(zhì)量問題，會造成預加應力達不到設計要求，可能發(fā)生錨具破壞先于預應力筋的破壞，不能保證其靜載和動載錨固性能符合規(guī)范要求。因此錨具、夾具和連接器必須按照設計選用，其進場驗收必須經(jīng)外觀檢查合格，硬度檢驗和靜載錨固性能試驗合格，加強其存放管理。

　　（三）混凝土控制要點

　　首先，同預應力筋一樣，對混凝土重要的條件是要求其本身強度要高，因為只有這樣，才能與強度高的鋼材相適應，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。保證預應力鋼材充分發(fā)揮作用，滿足錨頭附近過大的應力，并能合理有效地減小構(gòu)件截面尺寸，減輕自重。其次，要求混凝土強度必須均勻，因為預應力混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生高應力的情況較多，在活載減小或增大時截面上都有高應力出現(xiàn)。另外，為了加快施工進度，增加設備及模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)，對混凝土提前進行張拉，提高經(jīng)濟效益。則要求混凝土具有強度高和早強的性能。與此同時，還要采取多種措施，控制施工質(zhì)

　　量，精心對其養(yǎng)護，使得收縮和徐變降低，盡可能的減少預應力損失。

　　三、預應力混凝土梁施工控制要點

　　一般來講，預應力混凝土梁按照預加應力的方法不同分為先張法預應力混凝土梁和后張法預應力混凝土梁，在房屋建筑施工中后張法預應力混凝土梁應用較多，現(xiàn)以后張法預應力混凝土梁為例說明其施工控制要點。

　　工藝流程：預應力材料進場、復檢→安裝底?！鶕?jù)構(gòu)件特點綁扎普通鋼筋→預應力筋下料、制作，穿預應力筋（同時穿波紋管）→綁扎其余普通鋼筋、埋灌漿管（排氣管）→安裝側(cè)?！[蔽驗收→澆筑混凝土（制作混凝土試塊，同條件養(yǎng)護）→養(yǎng)護，拆側(cè)?！鷱埨A應力筋（張拉前進行錨具檢驗、設備標定和檢查混凝土質(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）。

　　預應力混凝土梁的強度較高，外摻劑較多，在配料、拌和、運輸、澆筑、養(yǎng)護及控制等各個工序環(huán)節(jié)必須仔細的計劃安排，各種施工設備均處于一級運轉(zhuǎn)狀態(tài)。因任何原因造成的中途停頓，對工程質(zhì)量都產(chǎn)生很大影響，因此在施工時應該備有備用的震搗器，電力及攪拌設備，在運輸和搬運過程中避免產(chǎn)生離析，盡可能的在澆筑地點附近攪拌。嚴格控制攪拌時間及進料程序，加強震搗，對成型混凝土的養(yǎng)生以不停的灑水養(yǎng)生比麻袋等物覆蓋養(yǎng)護要好，其余方面與普通混凝土區(qū)別不大?？梢钥闯鲈谄涫┕ぶ匈|(zhì)量控制措施繁多，而控制的重點在于張拉和灌漿過程。[Page]

　　（一）張拉施工措施

　　預應力工程施工的目的是對構(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的。施加預應力時，以張拉力為控制量、張拉伸長值為校核量。實際伸長值與計算伸長值偏差應在±6%范圍內(nèi)，超過時應停止張拉查找原因，采取措施后方能繼續(xù)張拉。張拉時應分級張拉，分級控制。在張拉過程中，預應力鋼絞線斷裂、滑脫的數(shù)量以及無法張拉的數(shù)量不得超過結(jié)構(gòu)同一截面預應力鋼絞線總數(shù)的3%，同時還應注意以下幾點：（1）鋼絞線下料長度應保證預應力張拉和預應力檢測的需要，鋼絞線編束不得紊亂；（2）在澆注過程中，應防止混凝土進入預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，施工前應對每個振搗手進行現(xiàn)場交底，使其熟悉各處鋼管的位置，以免造成鋼管變形與漏漿、預埋件變位等事故；（4）張拉前，應有構(gòu)件混凝土的強度試壓報告，當混凝土的立方體強度滿足設計要求后才可施加預應力。設計文件無具體要求時，混凝土強度不應低于設計強度值的75%。張拉控制應力按設計文件要求，且不應大于鋼絞線強度標準值的75%。在正式張拉前應進行試張拉，預應力檢測工作也同時進行，以測定相關數(shù)據(jù)；（5）設計無具體要求時，對普通松弛預應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；對低松弛預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、錨具三對中，以避免不必要的孔道摩擦損失。承壓板上的水泥殘渣、鋼絞線上的污物等均須清理干凈，以減少預應力損失。

　?。ǘ┕酀{施工措施

　　1．灌漿準備。構(gòu)件張拉完畢，應及時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），待其達到一定強度后開始灌漿。有粘結(jié)預應力筋張拉完畢，須在48h內(nèi)完成灌漿。

　　2．灌漿。嚴格按水泥漿配合比加料，攪拌時間不小于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，方可安排灌漿。灌漿用水泥漿的水泥宜用不低于32.5等級的普通硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比不應大于0.45，拌制后3h泌水率不宜大于2%，且不應大于3%。泌水應能在24h內(nèi)全部重新被水泥漿吸收。水泥漿宜摻入外加劑，外加劑應不含氯鹽且對預應力筋無腐蝕作用。水泥漿要嚴格按配合比配料，攪拌時間應保證水泥漿混合均勻，一般需2～3min。灌漿過程中，水泥漿攪拌應不間斷，水泥漿用篩網(wǎng)過濾，以免灌漿時堵管。灌漿時將灌漿機出漿口與灌漿管相接，并確認連接處緊密后，開動灌漿泵加壓灌入水泥漿，從近至遠逐個檢查出漿孔，各出漿孔出濃漿后逐一封閉，待最后一個出漿孔出濃漿后，封閉該出漿孔，繼續(xù)加壓至0.5～0.7mpa，保持1～2min，封閉進漿閥門，待水泥漿凝固后，再拆卸連接接頭，并及時清理現(xiàn)場浮漿及雜物，如發(fā)現(xiàn)管內(nèi)有空隙應仔細補漿。構(gòu)件的底模支撐在無具體設計要求時，應在預應力筋張拉及灌漿漿體強度達到15mpa后拆除。

　　3．預應力端部封錨。張拉、灌漿后，用砂輪切割機切掉張拉端多余的預應力筋，預應力筋的外露長度不宜小于其直徑的1.5倍，且不宜小于30mm，用環(huán)氧樹脂涂封錨具及外露預應力筋，封閉前應將錨具周圍的混凝土鑿毛、沖洗干凈，凸出式的錨頭宜配置鋼筋網(wǎng)片，用微膨脹細石混凝土進行封閉。

　　4．灌漿質(zhì)量控制。水泥漿進入壓漿泵前必須經(jīng)過≯5mm篩網(wǎng)過濾。使用時應隨時攪拌灰斗內(nèi)的灰漿，防止泌水沉淀。灌漿用的水泥漿應有足夠的流動性，施工時采用流動度測定儀測定。當水灰比w／c=0.40～0.45時，流動度在120～170mm即可滿足灌漿要求。一個梁中的多個孔道，宜盡量連續(xù)灌漿。

　　四、結(jié)語

　　預應力混凝土梁預制、安裝、施工質(zhì)量直接影響工程質(zhì)量、安全和使用壽命，施工時把握重點環(huán)節(jié)，并切實抓好每道工序，各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，只有把握好質(zhì)量關，才能為安全提供有力保障。