预应力施工技术在高层建筑中的应用

吴幼琴

（绍兴奥力仕体育塑胶有限公司，浙江 绍兴312046）

实践已经证明，预应力技术能有效提高建筑结构和构件的受力性能，增强耐久性、耐疲劳性和抗震性，有效节约材料、减轻结构自重。随着预应力混凝土技术的不断成熟，在高层建筑中也得到广泛的应用，特别是对于跨度比较大的梁。

1 工程概况

某高层建筑，采用框架剪力墙结构结构建筑，工程中共有22条预应力混凝土框架梁,采用后张有粘结预应力混凝土技术，且采用两端对称张拉，曲线预应力筋为二次抛物线。

钢筋采用：Φ—HPB235级，二级—HRB335级，三级—HRB400级。混凝土采用：预应力梁混凝土等级C40（注意预应力混凝土中严禁使用含有氯离子的外加剂）。预应力施工采用后张有粘结预应力施工工艺——波纹管预埋成孔、后张、压力灌浆。预应力钢筋采用高强低松弛钢绞线，强度等级fptk=1860Mpa，公称直径15.2mm,钢绞线为七根钢丝捻制的标准型钢绞线,标记为1×7标准型-15.2-1860-II-GB/T5224-1995。预留管道采用Φ70mm、Φ80mm、Φ90mm镀锌金属波纹管。波纹管接头分别采用Φ75mm、Φ85mm、Φ95mm的镀锌金属波纹管。

2 后张有粘结预应力混凝土框架梁施工工艺及质量控制

2.1 施工工艺。后张有粘结预应力混凝土框架梁施工工艺流程：支梁底模→绑扎梁普通钢筋→焊接波纹管固定点→支架波纹管→留排气孔→安装配件→布设预应力筋→浇筑混凝土→混凝土养护→张拉预应力筋→孔道灌浆→切割→锚具封闭。

2.2 质量控制。 2.2.1钢绞线下料、制作。预应力钢筋束（钢绞线束）比较长，一般呈圆盘状运到现场。预应力筋的制作一般需经开盘冷拉（预拉）、下料编束等工序。预应力钢绞线束在下料前为了减少钢绞线的构造变形和应力松弛损失，需经预拉。预拉应力值采用钢绞线抗拉强度的85%，预拉速度不宜过快，拉至规定应力后，应保持5～10min，然后放松。钢绞线下料前应在切割口两侧50mm处用铁丝绑扎，切割后应将割口焊牢，以免钢绞线松散。

理论下料长度：L总=L＋2（L1＋L2＋L3＋250）

其中：L——孔道长度；L1——夹片式工作锚厚度；L2——穿心式千斤顶长度；L3——夹片式工具接头板厚度。钢绞线下料场应平坦，下垫方木或彩条布。下料时，将钢绞线盘卷装在放线盘内，从盘卷中央逐步抽出，较为安全。钢绞线下料实际长度必须有适当的余长，一般按理论下料长度加400～500mm。所需长度用砂轮切割机切割，不得采用电弧切割。如遇钢绞线有死弯，应切除死弯部分弃用。钢绞线下料完毕，成盘、起吊到工作楼面铺设。

2.2.2 孔道留设。本项目采用预埋波纹管法。预埋波纹管法中的波纹管是镀锌波纹金属软管。它可以根据要求做成曲线、折线等各种形状的孔道。所用波纹管施工后留在构件中，可省去抽管工序。

采用波纹管施工时宜事先在构件的侧模上弹线，以孔底为准按弹线布管。固定波纹管要采用钢筋卡子并用铁丝扎牢。钢筋卡子焊在箍筋上，箍筋下面用垫块垫实；卡子的间距不大于600mm，波纹管的连接采用大一号同型波纹管，接长长度为200mm，用密封胶带或塑料热塑管封口。使用波纹管时应尽量避免反复弯曲，以防管壁开裂；同时应防止电焊火花烧伤管壁。安装后检查管壁有无破损，接头是否密封等，并应及时用胶带修补。

采用波纹管时，灌浆孔、泌水孔的做法为：在波纹管上开口，用带嘴的塑料弧形压板与海绵垫片覆盖，并用铁丝扎牢，再接塑料管（外径20mm，内径16mm），该管垂直向上延伸至顶面以上500mm，灌浆孔间距不宜大于30m。为了防止浇筑混凝土时将塑料管压扁，管内临时衬有钢筋，以后再拔掉。

2.2.3 垫板、波纹管、钢筋网片安装及泌水孔设置。本工程预应力梁与非预应力梁相连接处,经设计修改决定：端头垫板安装时，端头垫板尽量往上,非预应力梁下降300mm～400mm,以保证张拉时正常操作。建梁底模安装完成后，梁钢筋尚未绑扎，垫板和螺旋筋安装工作立即插入施工。此时，垫板、螺旋筋安装简便、快捷。

喇叭管与波纹管接头处的密封问题：选用棉纱填喇叭管与波纹管之间的大间隙，后用胶带缠绕。波纹管与喇叭管连接时，插入40～80mm，要避免波纹管挡住灌浆口。波纹管与垫板表面应垂直。

在土建柱钢筋绑扎完毕后，进行波纹管安装。波纹管堆放、吊运、铺设时应避免损坏。按设计给定的中心线和支撑间距架设预应力筋波纹管支撑，用Φ10圆钢筋水平焊接在箍筋上。波纹管在进入喇叭口与锚垫板的接口前应有约1000mm的直线段，确保其与垫板锚具垂直，进入喇叭口的接合处裹1层海绵，铁丝绑扎牢固后用胶带密封，以防漏浆进入管内。最后将波纹管绑扎固定在托架上。柱节点处波纹管的预埋，在最上面一排波纹管顶面焊接Φ25钢筋支撑梁上部非预应力钢筋，确保该位置波纹管在梁筋绑扎过程中不被压坏。波纹管接头应特别注意，为防止渗浆必须用大一号的波纹管接头，接头长度为200mm，在接头处用胶带密封。

2.2.4 预应力混凝土框架大梁混凝土浇筑。由于梁柱接头处钢筋密集，空隙狭窄，如何保证混凝土浇筑质量很关键。因此，预应力混凝土框架大梁采用自密实混凝土。石子粒径为0.5～3cm，砂为中砂，水泥用量340kg/m3，掺10%的U型膨胀剂，并掺泵送剂，由搅拌站试验室多次试配确定配合比，保证混凝土强度达到设计要求。混凝土配合比（kg/m3）为：水泥:水:砂:石:AE:粉煤灰:UEA=340:185:830:870:14.1:160:34。

混凝土采用泵送施工，浇筑过程要连续进行，不可中断，每层下料厚度严格控制在50mm。浇筑过程中，派专人值班，要求保证混凝土振捣密实，不得有空鼓，孔道不变形、不移位，保护张拉盒、管道、排气孔等，及时检查孔道情况，应特别注意振动棒不要直接接触波纹管，张拉端及梁柱节点等重点部位宜采用小直径振动棒振捣密实，以免出现蜂窝，张拉时造成事故。已浇灌混凝土的钢绞线每隔0.5h用手动葫芦来回抽动一次，直至大梁混凝土终凝。

2.2.5 预应力筋张拉。预应力筋张拉施工是预应力混凝土结构施工的关键工序；张拉施工的质量直接关系到结构安全。张拉施工前应精心组织，做好各项施工准备工作，以保证张拉施工的顺利进行。

预应力筋的张拉顺序，应使结构及构件受力均匀、同步，不产生扭转、侧弯，不应使混凝土产生超应力，不应使其他构件产生过大的附加内力及变形等。因为本项目预应力筋束较长，所以采用两端对称张拉，即将张拉设备同时布置在预应力筋两端同时同步张拉的施工工艺。

2.2.6 孔道灌浆。将灌浆机出浆口与孔道相连，保持密封，开动灌浆泵注入压力水泥浆，从远至近逐个检查出浆口，待出浓浆后逐一封闭，最后一个孔封闭后，继续加压至0.5～0.7Mpa，稳压1～2min，封闭进浆孔阀门，待水泥浆凝固后，再拆卸连接接头，及时清理。

用灰浆搅拌机搅拌好的水泥浆，必须通过过滤器后，置于贮浆桶内备用，并不断搅拌，以防泌水沉淀，灌浆机再从贮浆桶中吸浆、灌浆。用灌浆泵灌浆时，按先下后上顺序缓慢均匀地进行，不得中断，并应通畅排气。待孔道两端冒出浓浆并封闭排气以后，宜再继续加压至0.5～0.6N/mm2，稍后再封闭灌浆孔。灰浆硬化后即可将灌浆孔的木塞拔出，并用水泥砂浆抹平。当灰浆强度达到15MP时，方能移动。

结语

本工程中后张有粘结预应力混凝土框架结构施工技术的应用是成功的，达到了设计和施工规范的要求。通过施工实践，后张有粘结预应力混凝土框架结构施工技术有较强的实用性，技术条件成熟，不仅满足了工期和质量要求，还取得了良好的经济效益。

[1]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范[S].GB 50010-2002.

[2]陶学康主编.后张预应力混凝土设计手册[M].中国建筑工业出版社，2006.