浅析建筑混凝土预应力施工质量控制

　　一、引言

　　近年来，预应力混凝土这门新技术得到了广泛应用。混凝土预应力施工质量的控制是预应力楼盖施工质量的重要保证。

　　下文笔者将结合某建筑工程实例, 探讨建筑混凝土预应力施工质量控制。该工程建筑面积7885m2,结构为框架结构,屋面设计为预应力楼盖, 主梁为有粘结预应力梁, 截面为500mm×1500mm, 其中跨度26.51m梁2 根, 预应力配筋为2×8Φ515.2+2×7Φ5, 跨度为20.86m梁2 根, 预应力配筋分别为2×6Φ515.2+2×5Φ515.2 及2×8Φ15.2+2×7Φ515.2,预应力梁混凝土设计强度为C40, 次梁及楼板为普通钢筋混凝土结构, 混凝土设计强度为C25。

　　二、混凝土施工质量控制

　　1、施工难点。预应力主梁混凝土设计强度为C40、次梁及楼板混凝土设计强度为C25,施工时间在炎热夏季, 当地又无法采购到商品混凝土, 在组织不同等级混凝土同时浇筑, 且受场地限制, 采用自拌泵送混凝土实际泵送能力只能达到20m3/h, 若不采取可靠措施, 按通常施工工艺, 不仅预应力主梁混凝土设计强度难以保证, 而且气温较高, 不同强度等级混凝土的接缝处容易产生冷缝, 对屋面防水性能造成相当不利的影响。

　　2、采取的措施。经过反复探讨,制订了详细的质量控制计划, 主要采取了以下措施, 取得了良好效果, 施工后经灌水试验, 结构混凝土未发现一处渗漏。

　　1安排在傍晚气温不高的时候开始浇捣混凝土。

　　2C40、C50 混凝土均采用TW-4缓凝剂,掺量为水泥用量的2%, 延长初凝时间6小时～7小时,以保证不产生冷缝。

　　3参考梁、柱节点混凝土强度不同时的处理方法,在主梁边h/2(h;次梁高度)处,沿主梁方向通长布设快易收口网(快易收口网在一个箍筋间距内倾斜), 以控制混凝土流淌范围, 保证预应力梁混凝土振捣密实,达到设计强度。

　　4施工时先浇C40 捣混凝土, 后再调整配合比浇捣C25 混凝土, 在接缝处的次梁底模应开小孔, 排除振捣C40 混凝土时聚集到混凝土表面的水, 以免水稀释C25 混凝土,在接缝处产生夹砂层。

　　5接缝处应充分振捣使C40 混凝土与C25 混凝土结合密实。

　　6提高混凝土抗渗能力为P8, 屋面混凝土掺TW-2高性能防水剂, 通过微膨胀, 防止C25、C40 混凝土干缩差异造成开裂。

　　7混凝土初凝后, 在表面覆盖二层麻袋及一层塑料薄膜,保湿养护,以防干缩开裂。

　　三、预应力施工质量控制

　　1、施工工艺流程

　　施工准备→支梁底模板→绑扎普通钢筋→焊接定位钢筋、埋设金属波纹管→穿预应力钢纹线→张拉端锚垫板、固定端承压板定位焊接→排气管(兼泌水)预埋定位→封梁侧、端模板→隐蔽工程验收→浇筑混凝土→混凝土养护,搭设张拉脚手架→混凝土达到设计强度后, 安装锚具、张拉预应力筋并锚固→灌浆、切割外露多余钢绞线→端部处理。

　　2、主要施工方法

　　1预应力筋的下料

　　本工程预应力筋采用1860 级Φ515.2 高强度低松驰钢绞线, 其抗拉强度标准值为fprk=1860Mpa。下料时,在放线盘上放预应力筋在平整的场边上按下料长度在场地两端设里标记、定长下料, 并将预应力筋拉直理顺, 用砂轮锯切割,要求端头断面整齐。

　　2预应力筋及波纹管的铺设

　　支模板时, 梁的一侧模板先不封, 以便于金属波纹管和预应力筋的埋设。在非预应力钢筋笼绑扎好后, 根据设计的曲线用普通圆钢筋设置定位钢筋,定位钢筋间距800mm。特别注意反弯点处的标高。

　　定位钢筋固定好后, 即可安装金属波纹管,波纹管逐根穿入钢筋笼, 与定位钢筋固定, 波纹管接头用大一号波纹管连接并缠上胶带防止漏浆。

　　安装好波纹管后,即可进行钢绞线穿束。穿束前钢绞线端部应用胶带包扎好, 钢绞线可整捆或逐根穿入波纹管。

　　3预应力张拉端节点的安装

　　张拉端的定位, 应根据设计图纸要求的水平和垂直位固定牢固。由于端头节点梁柱普通钢筋较密,张拉端采用外锚式处理办法。粱张拉端锚垫板按设计要求固定于梁的端部, 在预应力筋张拉并灌浆以后,再后浇混凝土封闭, 端部的位在绑扎普通钢筋时, 应尽可能避开预应力筋和端部锚垫板的位置,以使预应力筋顺利穿过。

　　4灌浆孔的安装

　　有粘结预应力构件在预应力筋铺设后, 应进行排气管(兼泌水)的埋设。梁构件灌浆孔在锚垫板上, 梁构件排气管(兼泌水)一般设在支承附近排气管(兼泌水)高度要高出混凝土表面30cm左右。

　　5模板、支撑

　　预应力梁跨度大、自重大, 施工中应采取可靠措施保证支撑与模板的强度和稳定性, 防止跑模和梁底下挠。根据要求预应力梁底模和支撑在预应力张拉完毕前不得拆除。

　　6隐蔽工程验收

　　为确保工程质量在浇筑混凝土之前, 相关单位共同对预应力分项工程进行全面的隐蔽验收,内容包括：①原材料验收是否合格,质保资料是否齐全;②预应力筋的数量、规格、束形是否符合设计图纸要求;③波纹管有无破损, 接头是否牢靠;④张拉端和固定端的安装是否符合工艺要求。各方确认合格,隐蔽工程验收后方可浇筑混凝土。

　　7混凝土浇筑与养护

　　混凝土浇筑时, 严禁踩压波纹管、预应力筋、定位钢筋、排气管(兼泌水管)及端部预埋件。振捣时,振动棒不得碰到波纹管、锚具等,以确保预应力筋的束形和锚具的位置准确。混凝土应振捣密实,浇筑好后要注意养护, 以确保混凝土有足够的承压力, 若发现有不密实和空鼓现象,必须在张拉前进行修补。

　　8预应力筋的张拉。①预应力梁预应力筋采用两端张拉方式, 锚具采用LQM型夹片式锚具。混凝土强度达到设计强度(C40)的75%以上,方可进行张拉。②张拉设备油泵采用ZB4 一500 型高压电动油泵;千斤顶采用YCW150、YCW250 型千斤顶。张拉前应对千斤顶、油泵和油压表进行配套标定, 张拉设备应在标定的有效期内使用。③预应力筋的张拉控制应力为1.03×0.70fptk =1341N/mm2(超张3%)单束张拉力为187.75KN(包括超张3%)。④预应力筋张拉时采用张拉力和伸长值双控制, 以张拉力为主, 测量张拉伸长值作为校核, 伸长量误差允许值为±6%, 如超出范围, 应暂停张拉, 查明原因并采取措施予以调整后,方可继续张拉。⑤预应力筋张拉时, 通过张拉伸长值的校核可以综合反映张拉力是否够孔道摩擦损失是否偏大, 以及预应力筋是否有异常现象。预应力筋张拉伸长值AL,可按下式计算：

　　△ L=FpmLp/ApEp式中：Fpm—- 预应力筋的平均张拉力(KN)

　　Lp—- 预应力筋的长度(mm)

　　Ap—- 预应力筋的截面积(mm2)

　　Ep—- 预应力筋的弹性模量(KN/mm2)

　　⑥预应力筋的实际伸长值宜在初始张拉力为控制应力左右时开始量测,分级记录。

　　9灌浆及端部处理。①张拉完毕后,用手提砂轮锯切除外露多余预应力筋,切除后露出夹片的钢绞线长度30mm～50mm然后清除杂质。②在锚具及承压板表面涂以环氧树脂, 起防水防锈保护作用。③灌浆预应力筋张拉结束后,有粘结预应力梁孔道应及时进行灌浆。水泥浆的水泥采用42.5 普通硅酸盐水泥, 水灰比为0.4,掺入少量减水剂和徽膨胀剂,减水剂采用TW- 3型高效早强减水剂, 掺量为水泥用量的1.5%,膨胀剂采用AEA膨胀剂,掺量为水泥用量的8%灌浆前孔道应灌水洗净、润湿, 灌浆应缓慢均匀地进行, 不得中断, 并应排气通顺, 在灌满孔道排出水泥浆并封闭排气孔后, 宜再继续加压至0.5Mpa～0.6 Mpa,稍后再封闭灌浆孔。

　　参考文献

　　1、张敏强.预应力施工在房屋建筑工程中的应用研究.广东建材，2010年第26卷第2期

　　2、周文彤.预应力楼盖的混凝土及预应力施工要点分析.四川建材，2007年第33卷第1期

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文章名称： 浅析建筑混凝土预应力施工质量控制

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