房屋建筑预应力施工技术的应用研究

杜树堂

摘 要：预应力施工技术是目前建筑工程领域应用比较广泛的新型施工技术，在房屋建筑中的应用尤为广泛。文章采用理论结合实践的方法，简单介绍了预应力技术的基本原理，分析了此项技术的应用过程，并提出具体应用要点。分析结果表明，科学合理地应用预应力技术，可以解决房屋建筑施工中遇到的裂缝问题，保证施工质量和耐久性，值得大范围推广应用。

关键词：房屋建筑;预应力施工技术;原材料;张拉

中图分类号：TU75 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）12-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.12.030

在房屋建筑施工中，科学合理地应用预应力施工技术，可以减轻施工阶段的支撑，控制施工裂缝和挠度，减少建筑工程結构部分截面尺寸，提升房屋建筑施的抗震性，更好地保护居民生命和财产安全。随着科学技术的不断发展，预应力施工技术具有良好的发展前景，开展房屋建筑预应力施工技术应用研究的重要性日益凸显。

1 预应力施工技术概述

1.1 预应力的应用意义

房屋建筑工程施工建设的过程中，通过科学规范使用预应力施工技术，能够提高工业民用建筑的施工建设水平。目前，我国房屋建筑、道路、桥梁等规模在逐渐扩大，结构的复杂程度更高，各种工程项目施工建设使用的施工技术的相似度比较高。房屋建筑工程施工过程中，如果预应力施工技术出现问题，就会导致土建施工的质量无法得到保障，尤其是在施工建设前期。

1.2 预应力施工技术基本原理

预应力施工技术是目前建筑工程领域应用比较广泛的新型施工技术，主要原理是根据混凝土结构的质量要求和形式要求，按照房屋建筑结构形式和使用特点，做好预应力筋的设计工作，先给混凝土施加外部荷载，达到要求之后，再进行预应力结构张拉，在房屋建筑中形成张拉和拉力，更好地平衡外部荷载，避免混凝土结构因为承受应力过大而形成崩裂和损坏，保证房屋建筑工程的总体质量和结构的稳定性。

2 预应力施工技术在房屋建筑中的应用

2.1 控制原材料的质量

应用预应力施工技术需要用到很多原材料，如预应力筋、各种固定锚具、混凝土等，每种原材料都有其独特的作用。在具体施工中，原材料的质量直接决定了房屋建筑的总体质量，各种原材料在进入施工现场前，要由厂家提供材料的质量合格证书，以及能够反映材料质量和性能的检验报告，要在监理单位的组织下进行抽检，确认达标后才能使用，否则需要返厂处理。

2.2 预应力筋下料和制作固定锚具

预应力筋的质量直接关系到整个建筑工程的总体质量，为保证施工质量，在预应力筋下料之前，要将预应力筋切断成设计所需的长度，要尽量采用砂轮机切割，控制预应力筋的应力变形量。预应力筋下料完成后，及时跟进固定端锚具制作，按照设计要求制作锚具。

预应力筋和锚具制作完成后，要及时运输到施工现场，在钢绞线下料时，要严格控制钢绞线的下料长度，保证大于实际设计长度，以满足温度张拉的需求。

预应力筋下料完成后要做好校直工作，避免存在任何磨损和死弯问题，否则会影响后期张拉效果。进入预应力施工现场的钢绞线要按照长度的不同分类堆放，并做好钢绞线规格、尺寸、外观质量、数量、型号的检验工作。

2.3 预应力张拉

张拉需要按照设计标准，严格把控张拉力，具体的张拉程序为：0张拉力，缓慢增大到初应力σ0，然后再增加到20%σcon、70%σcon、σcon，张拉到σcon之后不能立即撤去张拉力，而是需要继续持荷2 min以上后再进行锚固[1]。

为提升预应力筋施工的张拉效果，保证房屋建筑的总体质量，在具体张拉过程中，要采取“双控”方法，以控制张拉应力为主，控制钢绞线伸长量为辅，二者相互校核。控制张拉时的实际伸长量和理论伸长量的误差控制在±6%以内，且张拉力必须满足设计要求。如果超过设计允许范围，必须立即停止张拉，查找问题根源并处理后再继续张拉。张拉力达到控制所需的应力后，要持荷至少2 min再锚固，并填写张拉记录。

预应力张拉时的注意事项包括三个方面。第一，把锚垫板中的各种杂物清理干净，如果钢绞线上存在污泥、锈蚀要清理干净。第二，精确安装锚板，在锚板穿钢绞线的孔洞上涂抹一层黄油，再将工作夹片安装到锥孔中。随后，将千斤顶也安装在指定位置，将限位板套在预应力张拉所需的位置后安装千斤顶和工具锚板。第三，等混凝土强度达到张拉设计强度后，采用精度比较高的智能化张拉设备进行张拉操作。

2.4 预应力孔道灌浆

当预应力张拉完成后，必须在24 h内完成孔道灌浆操作，如果遇到停电、大雨、大风等特殊情况，要做好保护措施，避免锚固装置、钢绞线等发生锈蚀问题，防止发生滑丝现象。孔道灌浆是预应力施工技术的核心工序，灌浆效果对房屋建筑工程质量具有较大影响。为保证孔道灌浆质量，在开始压浆前，要对压浆机进行全面系统的检查和标定，确认各项精度都达到施工要求后再进行关键操作。通过灌浆机向管道内部注压清水，以便全面冲洗管道，润湿管道，待管道被充分润湿后再进行压浆操作，提升浆液和管道之间粘结的紧密性[2]。

灌浆浆液可选择由普通硅酸盐水泥配制而成的纯水泥浆液，水灰比控制在0.4～0.5。为控制水化热，要加入约5%的减水剂。灌浆浆液的技术指标为：最大泌水率不超过3%，3 h泌水率不超过2%，泌水在24 h内能够被浆液全部吸回;浆液的自由膨胀率不能超过10%;稠度控制在14 S～18 S;28 d抗压强度不小于68.9 MPa。

3 房屋建筑预应力施工技术的应用要点

3.1 在板柱结构中的应用

预应力施工技术在房屋建筑板柱结构中应用时，施工顺序为：先进行杯形基础杯底施工，以精确控制安装标高;再进行板柱安装，做好校正和固定工作后，进行支撑楼板的临时托架施工;然后进行楼板和边梁施工;最后灌注板柱之间的砂浆并进行科学养护。具体的应用机理为：从柱网纵横区域穿入预应力筋，通过预应力张拉方法，提升板柱之间结合力度，保证所有结构都能形成主体，提升房屋建筑工程的总体稳定性和抗震性[3]。

在板柱结构中应用预应力施工技术时，关键是合理配置预应力筋，在现场施工条件允许，在保证施工和质量的基础上，尽量选择碳素钢丝，也可以选择钢绞线束。预应力锚具要选择钢质锥形锚具，辅以YC-18型穿心式千斤顶进行高空张拉[4]。

在整个张拉过程中，板柱轴线的长度不足，要先对其进行固定，然后再进行上层楼板吊装，进行板柱之间的混凝土灌注，等混凝土灌注完成之后，强度达到设计要求后，继续开展下层预应力筋张拉。此种预应力施工张拉方法，能够控制柱顶的位移量。如果在张拉时遇到轴线长度较长的情况，为避免发生砂浆压缩变形过大的问题，要采取一系列行之有效的方法和措施，消除或者是减小柱的弯矩，保证张拉效果。

3.2 在加固施工中的应用

随着我国建筑工程规模的扩大，人们对建筑的整体稳定性要求越来越高。为提高我国土地资源的利用率，必须采用合理的方式提高对年久失修建筑的加固改造技术水平。预应力施工技术既能保证建筑的整体支撑能力，又能加固建筑。預应力施工技术的应用优势可以体现在两个方面：一是实现整体结构的加固;二是局部加固，提高建筑局部的强度。

3.3 在混凝土框架中的应用

我国城市建筑工程数量越来越多，且房屋建筑的可用面积在逐步缩小。为了提高我国土地资源的利用率，建筑高度则逐渐增加，这就要求建筑结构的整体承载能力必须符合国家的相关要求。高层建筑施工的过程中会使用大量的框架结构，框架结构的稳定性直接影响建筑整体结构的稳定性，因此，施工单位必须加强对混凝土框架结构稳定性的重视。

现阶段，施工单位通过不断摸索与探究，将预应力施工技术应用到混凝土框架的施工中，混凝土框架结构的稳定性显著增强。技术人员通过对施工现场周密的勘察与分析，全面了解混土框架的整体情况，并结合实际情况制定科学合理的施工方案。例如，根据混凝土浇筑中出现的混凝土渗漏等问题，可以加强对波纹管的防护，保证波纹管的使用安全性。

3.4 在转换层结构中的应用

随着现代化建筑的发展规模越来越大，高层建筑越来越多，很多建筑都是综合性的建筑，在楼层受力方面的要求不同，需要使用结构转换层，将两种不同的结构体系融合在一起，而预应力技术在其中起着十分重要的作用。房屋建筑工程应发挥预应力施工技术在高层建筑转换层结构中的应用优势，在转换层中使用预应力技术，满足大空间应力的需求，节省空间和材料，以达到较好的应用效果。

3.5 在多跨连续梁中的应用

房屋建筑工程施工的过程中会涉及多跨连续梁的施工，多跨连续梁的施工难度比较大，施工人员需要加强对预应力施工技术的应用，从而提高多跨连续梁的整体刚度。同时，将预应力施工技术应用到多跨连续梁施工中还可以加固整体结构，提高整体结构的稳定性，避免出现多跨连续梁变形的问题。

3.6 在受弯构件中的应用

房屋建筑工程施工建设的过程中，受多种不同因素的影响，建筑整体结构的稳定性以及强度会受到影响，因此，可以通过受弯构件的方式提高建筑的稳定性，确保建筑能够承载一定的压力。

处理构件时，采用碳纤维施工技术会导致构件的承载力下降，从而影响建筑使用的安全性。融合预应力施工技术与碳纤维施工技术，能够提高建筑构件的承载能力，保证受弯构件加固建筑结构。

3.7 在无粘结楼面结构中的应用

无粘结楼面结构可以很好地应用预应力技术，但要先考虑预应力筋的布置情况，例如，对多跨单向平板无粘结预应力筋而言，可采取纵向的多波连续性曲线配置方法。在采用此种方法时，曲线筋选择的形式要和楼板承受荷载形式、活荷载情况以及荷载的比值等需要呈现出相互对应的关系[5]。

对于多跨向平板无粘结预应力筋施工，可采取纵横双向多波连续曲线配筋的方法，在均匀布置荷载的情况下实现均匀布筋。应用预应力施工技术时，要根据房屋建筑设计要求合理确定耐火等级，如果梁体宽度为20 cm～30 cm，要涂刷一些防火涂料。

3.8 在楼板施工中的应用

结合房屋建筑工程的结构特点以及现场施工单位的综合能力，制定有针对性的施工方案。控制施工段长度在30 m～40 m，当地一段混凝土浇筑施工完成后，及时进行第二段混凝土施工，要保证第一段混凝土施工预应力张拉全部完成后才能进行第二段混凝土浇筑[6]。尤其是预应力筋方向布置的剪力墙，会在一定程度上影响板柱预应力的建立。具体施工中，必须综合考虑这一影响因素，对剪力墙可采取三面预留施工缝的方法处理，以保证剪力墙和板柱相互分离，等楼板预应力筋张拉完成后，再施工缝重新补浇。

4 预应力施工的质量控制措施

在房屋建筑工程预应力工程施工过程中，质量控制非常关键。

第一，管理人员要对材料采购环节加强监督管理，结合项目施工的实际情况选择合适的施工原材料，制订相应的项目预算与采购方案，保证采购环节工作开展的科学性与规范性。工作人员要全面调研和分析材料的市场价格，明确材料采购的最高上限金额，同时，要全面了解材料供应商的资质和信誉，保证材料的质量、数量、型号、尺寸、外观等相关信息符合建筑工程项目施工的实际要求。

第二，技术人员要严格管控预应力张拉环节，需要保证预应力筋的张拉长度符合工程需要，进而发挥预应力的作用。施工人员在灌浆施工前，需要全面清理预留孔，保证其干净整洁。

第三，管理人员需要加强预应力筋预埋环节的精细化管理，保证预应力筋曲线形状满足施工需求，并由监理人员监督该环节的施工过程。管理人员应详细检查筋外部波纹套管的质量，避免出现损坏等质量问题，确保其完整性，控制预应力筋预埋的施工质量。同时，要防止混凝土振捣操作过程中出现套管破损等质量问题。

5 结语

当前，房屋建筑施工的数量不断增加，预应力技术便是其中重要的技术类型。预应力施工技术具有抗拉能力强、提升构件刚度、扩大构件应用范围等优势，可解决房屋建筑施工存在的强度不足、裂缝等问题，对增强相关结构构件的承载能力、提高结构的整体性起到了重要的作用，影响施工项目的综合水平与建筑的质量和结构稳定性。

文章采用理论与实践相结合的方法，研究了房屋建筑预应力施工技术的应用。研究结果表明，预应力施工技术在控制裂缝、提升房屋建筑质量和抗震性等方面具有较大优势，但预应力施工技术涉及内容较多，要综合考虑房屋建筑结构特点，严格控制工序质量，最大限度地保证房屋建筑施工质量，发挥预应力施工技术应有的作用。

参考文献

[1] 田玉驰.房屋建筑有粘结预应力施工技术探讨[J].现代物业（中旬刊），2019（8）：192-193.

[2] 许洪云.房屋建筑工程中预应力施工技术的运用[J].建筑技术开发，2019，46（14）：46-47.

[3] 张耀培.房屋建筑工程预应力混凝土施工关键技术研究[J].建材发展导向，2019，17（2）：49.

[4] 杨建斌.房屋建筑工程预应力混凝土施工关键技术的阐述[J].产业科技创新，2019（15）：95-96.

[5] 代云飞.预应力施工技术在房屋建筑质量控制中的应用分析[J].住宅与房地产，2019（33）：114.

[6] 周贤涛.预应力混凝土结构施工技术在房屋建筑中的应用探讨[J].农家参谋，2020（8）：161.