建筑工程施工中预应力混凝土施工技术应用

2022-11-23 20:33吴升宇
佛山陶瓷 2022年8期
关键词:波纹管预应力构件

吴升宇

(中铁十七局集团建筑工程有限公司,太原030000)

1 预应力混凝土的概念

预应力是指预先施加的压力。为了防止工程施工中出现混凝土裂缝,必须使用高性能的混凝土和高强度的钢,在建筑物受到外力作用之前,施加于建筑物,减少混凝土结构的拉力,从而提高结构的刚度、强度和抗裂性能。与普通混凝土相比,预应力混凝土具有强度高、刚度大、抗裂性能好的特点,同时降低了混凝土结构的整体质量,提高了混凝土构件应用的稳定性,尤其是在人重、人跨工程中,应用更为广泛,不但材料用量减少,而且工程造价降低。因此,预应力混凝土技术在工民建施工中的应用越来越广泛。预应力混凝土施工中,根据建筑工程的结构特点和体系发展状况,将预应力混凝土的主要支撑点设在框架的顶部。针对建筑物顶面偏心的特点,采用预应力混凝土施工可有效地消除这种结构偏差,而混凝土施工则能有效地提高建筑物承重梁柱的稳定性。在建筑工程中采用预应力混凝土,一方面能使建筑工程的功能达到建筑设计的要求,另一方面能有效地提高结构的稳定性。

2 预应力混凝土技术概述

2.1 全预应力混凝土和部分预应力混凝土

全预应力混凝土技术是为了防止构件的拉边在荷载作用下产生拉力。在全应力先张法施工中,相关构件无开裂现象。部分预张法施工时,混凝土构件会出现裂缝,对裂缝的大小有严格的规定,故为了保证施工安全,裂缝不能超过规定范围。全预应力混凝土施工工艺所需的材料成本远高于部分预应力混凝土施工工艺,其原因在于,为了保证预应力强度满足要求,需要在混凝土中加入大量的预应力钢筋,而部分预应力混凝土施工工艺对预应力强度的要求较低。为保证施工质量,控制施工裂缝,可在部分预应力混凝土的预应力筋配置中加入一定数量的非预应力钢筋。

2.2 黏结预应力混凝土和无黏结预应力混凝土

黏结预应力混凝土的粘结作用会大大降低预应力钢筋的拉应力,同时降低混凝土压应力,为确保施工安全,应尽量减少粘结面积。粘结预应力混凝土的生产设备比较简单,生产方法也比较简便,无需张拉式支架,适用于制造人造混凝土结构。无黏结预应力混凝土的施工方法与普通混凝土相似,钢筋放置在预先设计的位置,然后浇筑。

3 预应力混凝土工程施工难点

虽然预应力混凝土施工在建筑上取得了很好的效果,但在我国特别是基层建筑工程中应用较少,在许多建筑工程中,预应力混凝土施工仍然存在着一定的难题。

3.1 材料配置困难

工作人员在配置配料工艺时,需严格控制配料比例,在承载力和布局上满足建筑整体要求。与此同时,为了有效地避免对建筑整体结构质量的影响,还需严格控制减水剂和细集料的用量。与此同时,若要进一步提高施工质量,则需要相关施工人员制订施工质量控制计划。尤其在此过程中,施工单位还必须以混料结构为参照点,有效发挥混凝土结构的稳定性优势。

但是,随着越来越多的新型混合材料进入建筑市场,且绝大多数混合材料在结构中的成分和材料差异较大,质量标准不统一,加上传统材料难以与之混合在一起,容易给整个工程结构的质量控制带来很大的影响。

3.2 底板施工难以达到要求

预应力混凝土支座安装及底板施工是施工管理的难点。在施工中,经常要依靠底板钢筋支撑以满足承载力要求,一般单位面积的板材间采用25~30 根预应力钢筋,承载板需保证有120 cm 厚,故很多预应力混凝土底板的施工都难以达到要求。

3.3 预应力安装质量难以控制

在预应力安装过程中,预应力支撑点的控制与选择,需要借助建筑设计和梁柱支撑点确定,其配置内容较为复杂,若支撑点位置不合理或存在相关粘结预应力位置误差,将严重影响预应力混凝土的施工效果,甚至影响整个建筑工程的质量。与此同时,在建筑内部结构的预应力控制中,核心梁板柱的承载力配置多采用型钢,容易造成预应力支承波纹管和钢筋等材料在施工过程中互相干扰,而在预应力张拉顶端采用外锚形式的预应力支承柱,也是其施工难点之一。

3.4 预应力混凝土养护困难

预应力混凝土的养护一般为蒸汽法,但是在养护预应力混凝土时,养护效果受温度的影响较大,一旦温度升高,混凝土中的钢筋就会受到影响,在高温下发生热膨胀,但基座不受温度的影响,因此会产生温差,从而影响预应力。为最大限度地减少这一现象,必须在混凝土中间强度未达到预定要求的情况下,控制好温度差。

4 预应力混凝土技术在工民建施工中的应用要点

4.1 预应力曲线放线

工程上严格按照设计标准曲线设置预应力梁内波纹管,曲线形状由反弯点和最低点控制。施工过程中,在箍筋上画出预应力钢筋图,并按1.0 m~1.5 m 的间距标准布置控制点。

4.2 焊接固定架

每一个控制点预应力钢筋由固定框架支撑。一般钢筋绑扎成型后,根据波纹管底标高及设计要求的预应力曲线标高,在控制点标注箍筋,在梁箍筋上焊接支架,间距1000 mm。为了避免混凝土浇筑时发生位移,固定框架必须有足够的支撑,支撑直径不小于10 mm。为了确保固定架位置准确,焊工和放线员需焊接固定架。

4.3 安装波纹管

在预应力混凝土施工中,一般采用钢筋绑扎,支架焊后进行铺管作业。铺设管道时,应先安装固定端锚固板,将波纹管从拉端插入。波纹管的连接,按要求使用同尺寸的管子,长度为400 mm,每边拧入150 mm。对接完成后,用胶带密封。波纹管与固定端钢绞线同时用棉线和胶带密封,横梁中的波纹管必须保持笔直,无明显弯曲。

4.4 预应力筋穿束

施工时,普通钢筋绑扎固定架焊接完毕后,先进行波纹管铺设施工,再进行预应力钢筋穿孔施工。完成全部铺装作业后,将风箱绑在固定架上安排预应力束穿线,人工单束穿线。穿线端处用胶带或其他材料包裹,以防止穿线损坏波纹管。运行后,检查防尘罩状况,查看是否有损坏。如果有损坏,就用防水胶带固定。

4.5 设置排气泌水孔

对于预应力筋,采用固定架控制其垂直位置,使其保持水平位置顺直。放置并固定好后,选择波纹管的最高点和两端的位置,放置一个分泌孔。作业时,选择波纹管上方位置,设置直径大小为20 mm 的圆孔,利用带嘴塑料压板与海绵进行覆盖,同时使用铁丝进行固定,做好接头位置的控制。使用的塑料压板嘴上的塑料管要向外延伸至梁面,并且兼作泌水孔。

4.6 放置螺旋筋与锚垫板安装

施工中,选择预应力张拉端位置,螺旋筋按设计要求布置,承受局部压力。固定板的安装应该从波纹管的末端插入并固定到柱子上。与此同时,固定端的锚固应该深入构件厚度的50%。作业要求受拉端部和固定端部底板垂直于预应力筋。

4.7 混凝土浇筑

在预应力束架设完成后,应对管道的位置和数量进行全面检查和调整。对损坏的波纹管进行检修,并进行隐蔽验收。在达到施工要求后,组织混凝土浇筑作业。浇筑时,应注意避免振捣器碰到波纹管。对受拉端和梁柱节点采用小直径振动器,防止由蜂窝引起的受拉事故。浇注时预留养护条件相同的混凝土试件,强度试验结果作为后张施工的依据。

4.8 预应力筋张拉

使用预应力筋张拉技术前,施工人员需要清洁锚杆内部的垃圾,并去除钢筋表面的灰渍,然后进行锚杆的有效连接。锚杆连接完成后,施工人员可以在锚杆成孔内部刷一层黄油,保证锚杆不会出现被锈蚀的问题。同时,采用千斤顶定位的方式做好锚杆洞内夹片的敷设。千斤顶以及高压油泵的选择需要结合施工的实际需求,从而保证完成相应的工作。此外,结合施工设计方案的要求合理调整各项参数,保证预应力张拉施工稳定进行。

4.9 孔道灌浆

预应力钢筋张拉施工结束后,施工人员需要根据实际情况做好孔道内的灌浆施工。为了避免锚固设备以及钢筋被锈蚀,施工人员需要做好锚固设备以及钢筋的保护工作,严格控制抽丝现象出现的概率。全面检查所有的压浆设备,保证压浆施工能够安全进行。孔道灌浆施工前,技术人员需要调节泥浆中各组分原材料的比例,严格控制水灰比。必要时,可以使用适量的缩水剂。泥浆灌注必须保持连续性,避免出现混凝土凝固的问题,影响灌注的质量。泥浆灌注完成后,应及时排出泥浆内部的气体,全面提高孔道灌注的整体质量。

5 土建施工中预应力技术的应用

5.1 在建筑工程加固施工中的应用

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。为了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够保证建筑的整体支撑能力,又能加固建筑。预应力施工技术的应用优势可以体现在两个方面:第一,实现整体结构的加固;第二,局部加固,提高建筑局部的强度。

5.2 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有效提高建筑的稳定性,确保建筑能够承载一定的压力。在对构件进行处理时,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。将预应力施工技术与碳纤维施工技术进行有效融合,能够有效地提高建筑构件的承载能力,保证受弯构件加固建筑结构。

5.3 在混凝土框架中的应用

现阶段,我国城市中建筑工程数量越来越多,并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,显著提高了混凝土框架结构的稳定性。技术人员通过对施工现场周密的勘察与分析,全面了解混凝土框架的整体情况,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,从而保证波纹管的使用安全性。

5.4 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。土建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。

5.5 在多跨连续梁中的应用

土建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,从而有效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,保证整体结构的稳定性有所提高,避免出现多跨连续梁变形的问题。

6 结论

总之,预应力混凝土技术这项施工新技术可改善土木工程施工的结构性能、使用性能和工艺性能,从而有效地提高经济效益,因此分析预应力混凝土技术在土木工程施工中的应用意义重大。

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