后张法预应力施工技术在建筑工程中的应用研究

朱开林

摘要：本文介绍了后张无粘结预应力混凝土梁的施工工艺和技术措施，着重介绍了无粘结预应力张拉过程及工艺，提出了施工质量控制措施。

关键词：后张法预应力施工技术建筑工程

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1、前言

在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预压应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。正是这些优点，使得预应力结构被广泛应用于建筑工程当中。但该技术在工程中应用时也有其不可避免的缺陷，施工过程应当注意。本文结合工程案例具体探讨此问题。

2、无粘结预应力混凝土梁优点

在荷载作用下，当普通钢筋混凝土构件中受拉钢筋应力为20~30MPa时，其相应的拉应变为（1.0~1.5）×10-4，这大致相当于混凝土的极限抗拉应变，此时受拉混凝土可能会产生裂缝。但在正常使用荷载下，钢筋应力一般在150~200MPa左右，此时受拉混凝土不仅早已开裂，而且裂缝已展开较大宽度，另外构件挠度也会比较大。因此，为限制截面裂缝宽度、减小构件挠度，往往需要对普通钢筋混凝土梁施加预应力。

3、工艺原理

无粘结预应力混凝土梁在施工过程中不需要留孔、穿束、灌浆等，而是把预先组装好的无粘结预应力筋和锚头按设计要求铺放在模板内，然后浇筑混凝土。待混凝土强度达到设计要求之后，利用预应力筋与其周围混凝土不黏结、可在结构内滑动的特性，进行张拉锚固，借助端头锚具对结构产生预压应力。

4、工程概述

某多层住宅建筑面积16885 m2，共7层，采用框架结构，屋面设计为预应力楼盖，4根主梁为无粘结预应力梁，截面尺寸500 mm×1 500 mm，其中跨度26.51 m梁2根，预应力配筋为2×8Φs15.2+2×7Φs15.2，跨度为20.86 m梁2根，预应力配筋为2×6Φs15.2+2×5Φs15.2及2×8Φs15.2+2×7Φs15.2，预应力梁混凝土设计强度为C40。

5、施工技术

5.1施工流程

安装梁及楼面模板→放线→下部非预应力钢筋铺放、绑扎→铺放暗管、预埋件→安装无粘结筋张拉端模板(包括打眼、钉焊预埋承压板、螺旋筋、穴模及各部分马凳筋等)→铺放无粘结筋→修补破损的护套→上部非预应力钢筋铺放、绑扎→自检无粘结筋的矢高、位置及端部状况→隐蔽工程检查验收→浇灌混凝土→混凝土养护→松动穴模、拆除侧模→张拉准备→混凝土强度试验→张拉无粘结筋→切除超长的无粘结筋→端部封闭。

5.2钢筋工程

5.2.1预应力筋铺放。预应力筋布筋时，严格按图施工，预应力筋数量、质量及种类必须符合图纸要求，具体要求有：①严格按设计要求曲线形式布筋，保证在垂直方向上各控制点达到规范要求，形成平滑曲线，反弯点最高最低点位置按图施工。在跨中部位，无粘结筋可直接绑扎在底部钢筋上。无粘结筋的水平位置应保持顺直；②板柱结构体系布筋时要求柱上板带任何一向穿过柱内的预应力筋不少于2束；③铺筋时需与水、电、气专业密切配合，尽量避免电气管线及上下管道影响预应力筋垂直位置，上下水管道等需按图预留孔洞,严禁事后打凿；④预应力筋保护层最小厚度：板顶面20 mm，板底面20 mm；梁顶面50 mm，梁底面50 mm；⑤张拉端及固定端处的锚具、承压板必须可靠固定，并保持张拉作用线与承压板面垂直。张拉端和张接端均采用凹入式做法，采用聚乙烯泡沫块形成凹口，预应力筋如有外套管破损者，必须用透明胶带修补好，在固定非预应力筋时如有烧焊工作，严禁烧伤预应力筋外套管。

5.2.2隐蔽工程验收。验收前进行一次全面的自检，包括：①预应力筋安装位置、数量是否符合图纸要求；②产品是否保护好，是否受到损坏；③预应力筋外套管有无损坏；④其他工作是否遗漏。在自检合格的前提下，请有关单位进行隐蔽工程验收，该工作可与普通钢筋验收一起进行。

5.3混凝土浇筑

在隐蔽工程验收合格后方可浇筑混凝土。在混凝土浇筑过程中，要有专人值班看护。在浇筑过程中必须严格控制混凝土的水灰比并振捣密实，作好现场养护，以防止出现早期裂缝；施工时需按施工规范预留试块，且有一定数量的试块与构件同条件养护。混凝土初凝后即开始洒水养护，保证混凝土养护期不少于7 d。

5.4预应力筋张拉

本工程采用超张拉方法减少无粘结预应力筋的松弛损触。材料表面用防水帆布覆盖，在堆放期间严禁与硬物碰失，无粘结预应力筋的张拉程序如下：从零应力开始张拉至1.05倍预应力筋的张拉控制应力σcon，持荷2 min后，卸荷于预应力筋的张拉控制应力。张拉要求如下：①无粘结预应力筋张拉前,应清理承压板面，并检查承压板后面的混凝土质量。如有空鼓现象，应在无粘结预应力筋张拉前修补。②安装张拉设备时，对直线的无粘结预应力筋，应使张拉力的作用线与无粘结预应力筋中心线重合；③无粘结预应力混凝土楼盖结构的张拉顺序，宜先张拉楼板，后张拉楼面暗梁。④无粘结曲线预应力筋的长度小于25 m时，采取一端张拉；长度超过25 m时，采取两端张拉。⑤无粘结预应力筋张拉过程中，当有个别钢丝发生滑脱或断裂时，可相应降低张拉力。但滑脱或断裂的数量不应超过结构同一截面无粘结预应力筋总量的2%，且1束钢丝只允许1根（对于多跨双向连续板其同一截面应按每跨计算）。

5.5张拉质量控制。①控制应力、油压表及千斤顶配套标定的精度，通过同一束预应力筋在控制应力范围内，以同样的张拉力多次放张及复张拉，以此来测定其伸长量的变化。测试结果表明，张拉力控制准确，建立的有效预应力乃至建立在楼板混凝土上的预压应力满足设计要求。②张拉伸长值的测量方法，K值及μ值的实际施工误差等。实际施工时测得的张拉伸长值为预应力筋在0.2σcon~1.03σcon范围内的伸长。而0.2σcon以下的伸长值，通常则根据预应力筋弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系，用图解法或计算法确定。

5.6张拉验收。①预应力筋张拉时，必须如实填写《预应力筋张拉原始记录表》。②张拉完毕后，根据“预应力筋张拉原始记录”整理出《预应力筋张拉伸长值整理表》，作为预应力施工技术资料的一部分。③切除多余预应力筋：张拉完成后，用小砂轮机切除张拉端超长部分的预应力筋，截留长度不小于30 mm。④张拉端防腐处理：在多余预应力筋切割后，将粘附在锚环、夹片上的粉尘擦掉，涂上红丹油做防腐处理。

6、结语

现代预应力的广泛应用在减少结构的建筑高度、增大使用面积、节约材料、节约能源与土地、满足特殊的建筑需求、提高综合效益等方面发挥了突出的作用，其应用领域正变得越来越宽广。可以预见，未来预应力混凝土必将在建筑工程中扮演重要角色。

参考文献 ：

[1] 陈浪，后张法预应力施工技术[J]，黑龙江科技信息，2009（21）

[2] 荣中玲，邓华明，后张法无粘结预应力混凝土的施工与质量控制[J]，山西建筑，2008（15）

[3] 林琳，佟海霞，崔天景，浅析后张法预应力施工[J]，科技信息，2009（32）

[4] 唐金育，建筑工程预应力施工技术的探讨[J]，科技风，2010（05）