缓粘结预应力在工程中的应用及问题研究

丁 伟,胡世金,赵成成

(1.中航工程监理(北京)有限公司，北京 100088；2.北京市政路桥管理养护集团有限公司，北京102308)

缓粘结预应力技术是介于无粘结和有粘结预应力之间的一种预应力技术，兼有无粘结预应力施工简便和有粘结预应力良好延性的特点。本文以河北省廊坊某工程为例，对缓粘结预应力施工技术进行了分析总结。

1 工程概况

本工程是商务酒店，包括主楼及裙房，总建筑面积55 200 m2。裙楼是地下一层，地上二层，建筑总高度11.0 m，结构类型为框架结构。在裙楼宴会厅10 m高的屋面结构中共有4根次梁和8根框架主梁采用了缓粘结预应力技术，详见表1。

表1 缓粘结预应力梁汇总表

本工程缓粘结预应力筋应用北京市建筑工程研究院的专利成果，采用φS15.2高强1860级国家标准低松弛预应力钢绞线，张拉端和固定端分别采用夹片式和挤压式锚具。张拉时结构实体混凝土强度不低于设计强度的95 %即40×95 %=38 MPa，张拉控制应力是钢绞线强度的75 %即1 860×75 %=1395 MPa，施工时超张拉3%。

2 施工准备

2.1 施工组织

预应力施工属于特殊的专项工程，通过招标择优选择具有设计和施工资质及施工经验的专业分包单位深化设计和专业施工。缓粘结预应力一般都按后张法有粘结预应力设计方法进行设计，深化设计图完成后经原设计单位审核同意后方可实施，预应力施工专项方案编制完成后经专家论证会论证并修改完成方正式施工。

2.2 工程物资

缓粘结预应力施工技术的核心是缓粘结胶粘剂，即涂包在预应力钢绞线和外包护套之间的具有一定厚度的、有良好防腐性能的、缓凝特性的专门胶结材料，缓粘结的性能全部由缓粘结胶粘剂提高。本工程采用北京市建筑工程研究院研制开发的BUPC高效预应力成套体系及其产品，其中缓粘结预应力筋是由钢绞线、外涂缓粘结剂和外包PE组成，经试验全部合格。

由于缓粘结胶粘剂最佳张拉时间为2个月内，因此本工程提前1个月通知厂家订货，穿筋前7天通知厂家生产并到货，为施工预留充足时间。因预应力筋材料试验时间较长而张拉又有最佳时间控制，故本工程先取预应力筋和缓粘结胶粘剂进行试验，待成品缓粘结预应力筋到场后再取样验证。

3 施工

缓粘结预应力施工的工序为：搭设梁板模板支架和梁的底模→绑扎梁的非预应力筋→缓粘结预应力筋测量定位、调整非预应力筋、绑扎缓粘结预应力定位筋→穿缓粘结预应力筋并固定→安装锚垫板和支设梁侧模、板底模和侧模→绑扎板钢筋→浇筑梁板混凝土及养护混凝土至不低于设计强度的95%→张拉缓粘结预应力筋→锚固、封锚→拆除梁板支架、模板。缓粘结预应力的施工基本同后张法预应力施工，只是不再需要注浆填实，现将重点、特别之处和施工经验教训作一说明供同类工程参考借鉴。

3.1 材料存放、下料、安装

缓粘结预应力筋在生产、运输、存放、下料、安装、张拉的全部过程中不得受碰撞刮擦等外力损伤、受冻和受烘烤高温，整盘移动时应使用尼龙绳绑扎吊运。

3.1.1 材料存放

(1)因为缓粘结预应力筋应在张拉适用期内使用，所以缓粘结预应力筋应随生产随用，不能长期存放备用，经计算张拉时将会超过张拉适用期的筋不得使用。

(2)缓粘结预应力筋应按不同规格型号分类放置在平整的垫木上，若应置于通风良好的室内或有遮荫防热设施的室外，严禁太阳暴晒或高温受热。

3.1.2 预应力筋下料

(1) 缓粘结预应力筋应是通长不得有接头，为节省材料，一般将成盘的缓粘结预应力筋置于梁端，穿筋调整好适用长度后再截断。

(2)应用砂轮锯切断缓粘结预应力筋，严禁电弧焊切断。

(3)截断后的2个端头应立即用水密性胶带或热收缩塑料密封，不得长时间敞口。

(4)施工人员接触缓粘结胶粘剂时，必须戴橡胶手套。

3.1.3 预应力筋安装

(1)绑扎完梁的非预应力筋后，按设计图纸测设预应力筋坐标位置，严禁偏移。

(2)当非预应力筋与预应力筋交叉打架时，调整非预应力筋位置保证预应力筋准确到位，不得偏移预应力筋绕过。

(3)不得在梁非预应力筋上直接焊接预应力筋定位筋，当绑扎定位困难时可在非预应力筋上绑扎附加筋，将定位筋焊接在附加筋上。

4)穿预应力筋前应在筋端头上写上筋的编号，穿完截断后在另一端也写上相同的编号并挂牌标识。

5)混凝土应分层浇筑密实，特别是承压板、锚板周围的混凝土严禁漏振，不得有蜂窝或孔洞。

6)做好成品保护，特别注意预防电焊和振捣混凝土时损伤预应力筋。

3.2 预应力筋张拉和锚固

(1)当梁板混凝土实体强度达到设计要求后方可张拉预应力筋，其强度值以现场同条件养护的混凝土试块的强度为准，不得以标养试块强度代替。

(2)张拉设备的校验周期不应超过半年且校验后的使用次数不超过200次，否则和张拉设备出现反常现象或在张拉设备检修后一样应重新校验。

(3)校验后的张拉设备应配套使用，不得互换或改换。

(4)张拉前同规格铺设的钢绞线，必须在现场至少取3根进行摩阻损失试验，根据实测的摩阻系数调整张拉力。

(5)施加预应力以张拉力为控制量，张拉伸长值为校核量，当实际伸长值与设计伸长值偏差超过±6%应马上停止张拉，经分析原因并采取措施后方可继续张拉。

(6)张拉锚固完毕后，用砂轮锯切断多余的预应力筋，然后必须封堵密实预应力筋的两外露端。本工程原设计使用加微膨胀剂的细石混凝土封堵梁头，根据现场实际条件经设计认可改为微膨胀无收缩灌浆料进行封堵，但灌浆料的强度比预应力梁的提高一级为C45。封堵前将梁端混凝土面凿毛并清理干净杂物。

将既符合人身从属性质，却又和传统用工关系有明显区别的这种特殊用工关系归入劳动法进行调整十分必要，是对财产和劳动者合法权益进行有效保护的重要措施，也是当代政府平衡两者关系的有效策略。所以，必须要对雇主责任明确划分。即劳动者进行劳务过程中所产生的后果需要用人单位负责，承担相应的法律责任。这十分有利于进一步保障财产安全和劳动者的人身权益。

4 问题与处理措施

4.1 预应力筋断筋、倾斜

在张拉时有1根缓粘结预应力筋在张拉到30 MPa时断裂，另外有2根开始张拉时钢绞线发生严重倾斜。

4.1.1 预应力筋断裂、倾斜的原因

梁柱节点处的钢筋太密造成承压板与预应力筋锚具不垂直，梁端头未打磨平整就张拉，张拉角度过大后锚具硌伤钢绞线发生断裂。

4.1.2 处理和预防措施

(1)提高同一道梁上的其它预应力筋的拉应力，以补偿断筋损失的承载力；

(2)由于梁柱节点处钢筋太密，剔凿混凝土不能解决问题，决定在不影响装修的前提下在外部再加一个斜垫片和承压板，使预应力筋与锚具垂直，张拉完毕后使用灌浆料掺中砂将其封堵；

(3)施工过程中尽量放缓张拉速度。

4.2 同束的各钢丝伸长值不同

4.2.1 原因分析

(1)预应力设计单位与设计院所设计的图纸基本一致，断筋原因与设计无关；

(2)预应力筋及相关材料进场后都做了试验检测且结果合格，断筋与材料关系不大；

(3)张拉千斤顶在加压过程中产生未匀速张拉，突然加力，对预应力筋造成损伤；

(4)锚具压片没有完全压到位，造成预应力筋张拉时受力不均，是造成一根钢绞线上几束钢丝拉伸长度不同的主要原因。

4.2.2 处理和预防措施

(1)预应力施工分包单位对断筋梁按现有的预应力筋重新进行了强度、挠度、裂缝宽度等项的验算，该验算结果经设计单位和审图单位审核，认可该预应力梁满足结构安全和使用功能要求，不需加固；

(2)张拉前必须对施工人员做好技术交底，检查设备、设施是否到位并运行正常，必须垂直匀速张拉。

4.3 伸长值误差值超标

预应力筋张拉伸长值误差值应符合设计要求，设计无规定时，应控制在6 %以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

当误差值超过允许值10 %以上且发生率在50 %以上，这就不是操作不当的问题，要从理论上分析：首先是检测力筋的弹性模量是否等于或大于理论伸长值的取用值；伸长值是否有计算错误；压力与读表回归方程系数是否精确或换算中有错；这些方面检查定会发现存在一个或多个问题，重新调整计算理论伸长值或油压表换算值继续张拉。

当误差值超过允许值不大，在10 %以内且是个别束筋，这就是操作不当的问题：最主要的是初始应力(即10 %荷级)的伸长值不准，力筋未调顺直，锚环与锚板未贴紧，各股受力不均，且含有非弹性值，两端开始张拉不同步，两端伸长值成倍的差误，甚至读尺错误，种种原因使得伸长值未反映弹性真值。做到各个环节细心操作，问题会得到解决，特别是力筋调直、锚环贴紧锚垫板不露空隙最为重要。 (1)本工程结构施工于2012年9月完成，12根缓粘结预应力梁评定合格，2013年12月底交付使用。经现场回访，未发现裂纹、下挠等影响结构安全性和可靠性的问题。

5 结论与建议

(2)缓粘结预应力技术的核心是如何确保缓粘结剂能发挥作用实现缓粘结的效果，全程加强成品保护；施工的关键是缓粘结预应力放置位置准确、匀速垂直张拉到设计值。

[1] DB/T29-190-2010 缓粘结预应力混凝土结构施工技术规程 [S]

[2] GB 50010-2010混凝土结构设计规范 [S]

[3] GB 50204-2002(2011版)混凝土结构工程施工及验收规范 [S]