房建大跨度预应力混凝土梁施工技术实践研究

王宁龙，黄建伟，赵帅

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

现阶段，预应力技术已成为建筑领域中使用率高、使用效果好的关键技术类型。将其应用到混凝土梁施工的设计与作业实践中，可显著改善梁构件整体的力学性能，从而避免其在实际投用中因荷载过大而出现开裂问题，为房屋建筑整体的安全性、抗震性、耐久性提供有力保障。

2 大跨度预应力混凝土梁施工技术实践的原理及背景

在现代房建工程的建设实践中，预应力技术的应用较为常见，且对综合施工质量有很强的保障与提升作用。普通的钢筋混凝土构件在结构刚度、应力抗性等方面相对有限，一旦受到过大的拉力作用，很容易出现开裂问题，进而导致受拉部位乃至建筑整体的结构稳定性、使用安全性及使用耐久性大打折扣。通常情况下，为了有效解决此类问题，人们倾向于通过增加构件的钢筋含量、增大构件面积尺寸的手段实现构件的结构强化，从而提升其对外部作用力的抵抗能力。但结合业内经验来看，钢筋量的增加与构件体积的增大，势必会增加大量的额外成本，且会导致房屋建筑整体重量和规模的变化，既不利于保障房建工程的经济效益，也不利于实际施工。除此之外，虽然通过调整混凝土型号、优化混凝土配比的方式也能在一定程度上提高建筑构件的力学性能与结构强度，但实际提升量往往较小。相比之下，通过应用预应力技术不仅能达到有效强化建筑构件的效果，还能将房建工程的综合效益控制在较高水平。

具体来讲，预应力施工时，需要对建筑构件先进行加压处理，从而在混凝土结构内部形成预压力，这种压力可以为建筑构件提供较大的对外作用力。当构件受到外力影响时，外部作用力首先需要与预应压力相互抵消，才能真正作用于构件结构本身。这样一来，便能有效缓冲和推迟建筑构件受到的荷载的影响，为构件的结构稳定性与使用耐久性提供充分保障。同时，混凝土内部预应力越大，建筑构件的应力抗性也就越强。所以，将预应力技术应用到房建大跨度混凝土梁的施工实践中有较强的可行性与优势[1]。

3 大跨度预应力混凝土梁施工技术的实践要点

以某工程为例，对房屋建筑工程大跨度预应力混凝土梁的施工技术进行实践分析。该工程为房建项目的地上主体结构工程，涉及局部大跨度框架梁及次梁构件，均采用预应力技术进行施工。单榀梁长度为19 m，横截面规格500 mm×1 100 mm。具体来讲，实际施工中的技术实践要点如下。

3.1 施工准备

在大跨度预应力混凝土梁的施工实践中，做好图纸方案规划与材料用物准备工作尤其重要。相关人员应对工程现场情况与屋面建设需求进行综合考量，并据此做好施工图纸的设计与技术流程的规划。在此基础上，对钢绞线、锚固件、波纹管等材料的型号规格、材质性能等进行合理选择。具体做法如下：

1）选择钢绞线。本案例工程对钢绞线的性能要求比较高，相关选用标准见表1。本项目所用钢绞线如图1所示。

图1 钢绞线

表1 钢绞线性能参数

为了确保性能标准的有效落实，避免低质钢绞线应用于施工实践，相关人员在工前准备阶段对钢绞线进行了多次全面检测，确认所有批次材料均符合工程要求。同时，出于保证钢绞线性能质量稳定的目的，在施工现场搭建了专门的保存场地，以免日照、降雨等自然因素对材料产生侵袭影响。

2）锚固件。除钢绞线外，施工中还需要使用多种锚固件，如锚固夹具、张拉端锚具、固定端锚具等。本案例工程中，相关人员对各类锚固件以分批抽样形式进行了清单核对、外观检查、硬度检测、性能检测等工作，确认各项检验结果与采购、设计要求相匹配，且符合相关国标规定与技术规范，可进场投用到后续施工活动当中。

3）波纹管。本案例工程主要使用直径为80 mm的波纹管，并基于大跨度梁的施工需求对波纹管实施了转接处理，单管长度在200～300 mm。经过工前抽样试验，确认波纹管的材质刚度、结构强度符合施工要求。最后，基于大跨度预应力混凝土梁施工方案，构建明确化、精细化的组织管理体系，对各项施工任务、施工责任进行逐层分化落实，从而为技术应用与施工管理的综合质量夯实队伍基础，以确保后续施工活动的稳定、高效开展。

3.2 施工流程

准备工作结束后即可正式开展预应力施工。施工时，任何一个施工环节、任何一项施工指标的波动变化，都将对预应力混凝土梁的最终施工效果产生影响，进而给屋面工程乃至房建工程整体造成一定的质量风险。所以，务必保证施工流程的有序性与施工把控的严谨性。

1）测量放线。施工前期，相关人员需要进入施工现场，依托设计图开展测量放线工作，对施工的点、线及区域实施精准的测量标记。落实好这一施工环节，既能有效地提升施工效率，又能大幅消解后续施工中的参数偏误风险，进而保障施工质量[2]。

2）成孔穿束。在成孔作业中，相关人员首先要依据施工现场的放样标记进行开孔作业。作业方式以钻机操作为主，应做到对点开钻、一次成孔，并在钻孔过程中做好水平、竖直方向的测量监控工作，以避免钻孔的位置、角度发生偏差。在此期间，若出现钻孔卡顿的情况，应先稳定地撤出钻头，并检查钻机是否存在故障问题，并通过更换构件、清理调试等手段恢复钻机性能。然后，继续开展钻孔作业。当钻孔深度、尺寸满足设计要求时，应对孔内进行清理，以避免对后续的混凝土注浆质量产生影响。本案例工程中，为了更好地满足施工需求，在实际施工时将钻孔深度控制为设计值以上10 cm处。在穿束作业中，本工程施工人员在钢绞线的前端安装了导向帽部件，有效地降低了钢绞线穿入混凝土构件的难度。并且，在钢绞线全部穿入后，对材料外露部分的长度进行了反复调整，达到了良好的穿束效果。

3）加压注浆。在开展这一环节的施工时，相关人员需要先对成孔情况进行检查，确认无误后，将止浆塞安装在钻孔中，即可插入注浆管，按方案实施注浆作业。注浆过程中，注浆管末端深度以控制在孔底上方35 mm处为宜，注浆压力应设置为0.7 MPa。其后，根据实际的砂浆灌注情况，适时加压多次，以提高注浆效率、保证注浆连续性。同时，基于注浆面高度的逐渐提升，适当将注浆管向外拉出。待注浆量达到设计值时，缓缓撤出注浆管与止浆塞，并灌注适量水泥砂浆填补孔洞。本案例工程中，为了实现砂浆性能的进一步强化，促成预应力等级的提升，相关人员还在配制阶段向浆内添加了早强剂、减水剂及膨胀剂。需要注意的是，对锚索部分注浆施工时，应着重控制好注浆压力与孔内的砂浆灌注量，若出现压力骤升的情况，应及时进行停工检查。加压注浆施工初步完成后，相关人员需要利用预留的泌水孔、排气管将砂浆内的泌水及气体充分排出，随即对孔洞进行封堵处理。若发现排气受阻，可基于冲击回波等效波速法（IEEV）判断排气管故障部位（见图3），并采取有效的疏通措施。

图3 IEEV法

4）预应力张拉。开展预应力张拉施工时，相关人员需要采用多次张拉的方式逐步对预应力筋进行拉伸，并进行各次张拉参数的精准测量与记录。在本案例工程中，初次张拉完成后，预应力筋强度为预设总强度的0.95倍，预期值为0.75倍即表明施工合格。二次张拉后，预应力筋强度达到预设总强度的1.03倍，且各项参数整体平稳，顺利地达成了预期目标。在此阶段应注意的是，相关人员应基于施工记录信息对预应力筋的拉伸情况进行监督与把控。若发现实际拉伸率过大（超出6%），需要及时停止张拉作业，并对梁构件及预应力筋的质量进行检查。然后，酌情采取构件修复、参数调整等应对处理，再开展后续的施工作业[3]。

5）注浆养护。为了在最大程度上提升大跨度预应力混凝土梁的结构质量，在预应力张拉结束后还需要做好施工缝排查与二次注浆修补工作。在此阶段，注浆施工使用的砂浆材料应与前期施工保持不变。二次注浆完成后，相关人员应及时实施覆膜、洒水等常规养护工作，以确保混凝土结构的最终质量达到预期水平，实现预应力技术作用的有效发挥。

6）完工验收。在整体施工任务完成后，相关人员需要对大跨度预应力混凝土梁的建设质量进行审核验收。一方面，要做好严格的现场检查，审验是否存在裂缝、断筋、钢绞线外露过长等情况。另一方面，应结合图纸方案，对施工成果各项参数信息实施精细化的测量检验，从而保证图实一致，与施工方案的所有要求相符。在此阶段，若出现验收不合格的情况，应及时进行返工重修，并待完成后再次进行质量验收。

4 结语

综上所述，大跨度预应力混凝土梁施工具有技术性强、流程复杂、质量要求高的特点，所以，相关人员在实际施工过程中，要坚持做到按图施工、按规范施工，并做好前期准备与中后期施工的全程化把控，从而保证最终的施工效果完全符合工程要求。