預(yù)應(yīng)力梁的施工方法

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摘要：目前來看，預(yù)應(yīng)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(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，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)件一般是通過對預(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(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(yīng)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(yù)張拉，則即可消除其在使用時出現(xiàn)過大的應(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，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)簡單，安全可靠，便于安裝等優(yōu)點，在國內(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)力施工工藝相對較復(fù)雜，要求預(yù)應(yīng)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(shè)計方案考慮欠妥，引發(fā)梁（板）預(yù)應(yīng)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(shù)措施，是歷來預(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
　　（一）預(yù)應(yīng)力筋控制要點
　　必須要求強度高，因為預(yù)應(yīng)力的張拉應(yīng)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(yù)應(yīng)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(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，因為預(yù)應(yīng)力筋腐蝕數(shù)量級及后果比普通鋼筋嚴(yán)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(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)力筋本身對腐蝕不敏感，而且在使用前，需要對其外觀檢查和力學(xué)性能試驗，并且要加強對其的合理保管與存放。
　?。ǘ╊A(yù)應(yīng)力錨固體系控制要點
　　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)件施工時為了保持預(yù)應(yīng)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(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)量問題，會造成預(yù)加應(yīng)力達不到設(shè)計要求，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。
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　　首先，同預(yù)應(yīng)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(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，滿足錨頭附近過大的應(yīng)力，并能合理有效地減小構(gòu)件截面尺寸，減輕自重。其次，要求混凝土強度必須均勻，因為預(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截面上都有高應(yīng)力出現(xiàn)。另外，為了加快施工進度，增加設(shè)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(yù)應(yīng)力損失。
　　三、預(yù)應(yīng)力混凝土梁施工控制要點
　　一般來講，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)力混凝土梁為例說明其施工控制要點。
　　工藝流程：預(yù)應(yīng)力材料進場、復(fù)檢→安裝底模→根據(jù)構(gòu)件特點綁扎普通鋼筋→預(yù)應(yīng)力筋下料、制作，穿預(yù)應(yīng)力筋（同時穿波紋管）→綁扎其余普通鋼筋、埋灌漿管（排氣管）→安裝側(cè)模→隱蔽驗收→澆筑混凝土（制作混凝土試塊，同條件養(yǎng)護）→養(yǎng)護，拆側(cè)模→張拉預(yù)應(yīng)力筋（張拉前進行錨具檢驗、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(xì)的計劃安排，各種施工設(shè)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(yīng)該備有備用的震搗器，電力及攪拌設(shè)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(yán)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。可以看出在其施工中質(zhì)量控制措施繁多，而控制的重點在于張拉和灌漿過程。
　?。ㄒ唬埨┕ご胧?br /> 　　預(yù)應(yīng)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(wù)的。施加預(yù)應(yīng)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(yīng)在±6%范圍內(nèi)，超過時應(yīng)停止張拉查找原因，采取措施后方能繼續(xù)張拉。張拉時應(yīng)分級張拉，分級控制。在張拉過程中，預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼絞線總數(shù)的3%，同時還應(yīng)注意以下幾點：（1）鋼絞線下料長度應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力張拉和預(yù)應(yīng)力檢測的需要，鋼絞線編束不得紊亂；（2）在澆注過程中，應(yīng)防止混凝土進入預(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(yù)埋件變位等事故；（4）張拉前，應(yīng)有構(gòu)件混凝土的強度試壓報告，當(dāng)混凝土的立方體強度滿足設(shè)計要求后才可施加預(yù)應(yīng)力。設(shè)計文件無具體要求時，混凝土強度不應(yīng)低于設(shè)計強度值的75%。張拉控制應(yīng)力按設(shè)計文件要求，且不應(yīng)大于鋼絞線強度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。在正式張拉前應(yīng)進行試張拉，預(yù)應(yīng)力檢測工作也同時進行，以測定相關(guān)數(shù)據(jù)；（5）設(shè)計無具體要求時，對普通松弛預(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(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(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(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)不含氯鹽且對預(yù)應(yīng)力筋無腐蝕作用。水泥漿要嚴(yán)格按配合比配料，攪拌時間應(yīng)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(yīng)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(rèn)連接處緊密后，開動灌漿泵加壓灌入水泥漿，從近至遠(yuǎn)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(yīng)仔細(xì)補漿。構(gòu)件的底模支撐在無具體設(shè)計要求時，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力筋張拉及灌漿漿體強度達到15MPa后拆除。
　　3．預(yù)應(yīng)力端部封錨。張拉、灌漿后，用砂輪切割機切掉張拉端多余的預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋，封閉前應(yīng)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(xì)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(yīng)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(yīng)有足夠的流動性，施工時采用流動度測定儀測定。當(dāng)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(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(guān)，才能為安全提供有力保障。