试议预应力高层建筑预应力混凝土施工技术

摘要：文章结合工程实例对某小区高层住宅预应力工程施工特点及难点进行了简要的分析，以供类似工程参考。
关键词：高层住宅；预应力混凝土；施工技术

一、 工程概况

某小区地下停车库工程设置在地下，地上为多栋10~13 层小高层住宅，采用钢筋混凝土框架结构，其中地下室2 层，建筑面积为16040m2，灌注桩基础，基坑底面标高为-8.60m。结构平面较规则，呈“L”型，结构总长度126.9m，总宽度60.3m；底板厚700mm，基础梁1200mm ×700mm； 外侧板厚400 ～600mm，地下1、2 层板厚120mm，最大梁400mm×800mm；首层板厚180mm，最大梁500mm×2150mm；⑨～⑩轴间设宽800mm后浇带；底板、侧壁及部分框架梁应用有粘结预应力混凝土技术，混凝土达到90%设计强度后张拉；部分次梁应用无粘结预应力混凝土技术，混凝土达到75%设计强度后张拉。

二、 预应力混凝土梁、板设计要点

2.1 底板用5BΦj15.24， 暗梁用4×5BΦj15.24，底板张拉端距暗梁边2.5m，固定端距暗梁边

1.0m，预应力筋曲线形布置，单向张拉。

2.2 侧板用2BΦj15.24@500mm，第一道预应力筋离板面0.8m，预应力筋直线形布置，单向张拉。
2.3 框架梁除首层用2×5BΦj15.24，其它用5BΦj15.24，预应力筋曲线形布置（见下图1），单向张拉；次梁用5UΦj15.24；预应力筋直
线形布置，单向张拉。
2.4 张拉端和固定端：锚具采用Ⅰ级锚具，张拉端底板、框架梁采用5孔群锚，侧板采用2孔群锚；固定端底板、侧板采用梨形压花锚具，框架梁采用挤压锚具；次梁张拉端采用夹片锚，固定端采用单孔挤压锚具。
2.5 有粘结预应力筋在后浇带等长期暴露的位置用镀锌波纹管，其它部位可用不镀锌波纹管；底板和框架梁采用φ55 金属圆形波纹管，侧板用金属椭圆波纹管。

三、 预应力工程特点及难点分析

3.1 结构平面尺寸较大，预应力筋分成2 段或数段，然后在结构的中间部位进行搭接，每段预应力筋分别张拉锚固；采用板面张拉的工艺，具体作法如下：
图1 框架梁预应力筋布置大样
预应力筋在接近张拉端的部分向板面倾斜15°～20°，并将张拉端锚垫板与梁板面筋焊接固定，应确保锚垫板与预应力筋的中心线垂直；若锚垫板处的梁板面筋太密，则需将局部的钢筋进行调整。用专门制作的塑料组合穴模（或泡沫）套在张拉端锚垫板外露出的预应力筋上，混凝土浇筑完后抽出塑料组合穴模（或泡沫）。满足张拉时安装千斤顶。模板在张拉端处承压不满足，该位置板加厚，否则容易造成局部混凝土被压裂；框架梁有粘结预应力筋张拉在梁侧，即板底张拉，张拉处楼板加厚至400mm；次梁无粘对预应力筋在板面张拉，张拉处楼板加厚至200mm；承受局部荷载。

四、有粘结和无粘结预应力施工技术

4.1 施工准备

4.

1.1 预应力材料

1）预应力筋用Φj15.24 钢绞线，抗拉强度标准值fptk=1860MPa ，张拉控制应力σcon=1395MPa ，单根预应力筋张拉力Ncon=195.3MPa ；预应力筋进场时按现行国家标准《预应力混凝土用钢铰线》GB/ T5224 等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量须符合有关标准的规定；钢绞线复检应包含弹性模量量测。
2）所用锚具、夹具符合国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》（GB/ T14730-2000）的规定。
3）金属波纹管径向、抗渗漏性能进行复检。
4）孔道灌浆用水泥按规定复检。

4.2 有粘结预应力筋布设

4.

2.1 下料组装

1)预应力筋下料严格按下料单用无齿锯切割机进行切割并做好标识；有专人负责对切割完的各种规格预应力筋的数量和长度进行复核。
2)固定端采用梨形压花固定端锚具，把切好的预应力筋穿过压花机夹片同时顶入压花机顶杆，向油缸供高压油，由于压花机夹片夹住了预应力筋，顶杆将预应力筋挤压成一个梨型的自锚头。
3)下好料的预应力筋应当卷起来，宜按布筋顺序木方架空堆放，不致于搅乱。
4.

2.2 铺筋次序

1） 底板：安装桩承台和暗梁普通钢筋、箍筋，安装板普通钢筋底筋；预留柱和墙钢筋；铺放暗梁和板长跨方向预应力筋；铺放板短跨方向预应力筋；铺放板普通钢筋负筋；组装承压板。
2）侧板和框架梁：安装普通钢筋，安装预应力筋控制点支架，布设预应力筋，安装张拉端配件。
4.

2.3 预应力筋布设

1）波纹管和支托布设：波纹管安装前，按设计图中预应力筋曲线矢高在梁箍筋上焊接Φ12mm 钢筋支托，底板底筋上绑Φ12mm 马凳支托。从梁或底板一端穿入Φ 金属圆波纹管，边穿边用连接套管连接，波纹管与支托钢筋用铁丝绑牢。波纹管安装就位后，应检查其位置、曲线开关是否符合设计要求，波纹管的固定是否牢靠，如有破损，应及时用粘胶带修补。
2）穿筋和安装承压板：预应力筋套好约束圈后从固定端波纹管穿入，梨形压花固定端锚具与波纹管端部钢绞线裸露自由段≥1.0m；预应力筋遇集水井可绕开，绕开的预应力筋距洞口≥300mm， 水平偏移的曲率半径≥7000mm；挤压固定端锚具与波纹管端部钢绞线褐露自由段长度≥300mm； 固定端安装φ12mm 钢筋支架，张拉端安装螺旋筋及承压板，承压板与预应力筋焊接固定；张拉端外露出的预应力筋套泡沫块，混凝土浇筑完后凿掉泡沫块，为张拉时安装千斤顶预留出斜槽。波纹管端部在张拉端的接缝处用胶带密封，在固定端用棉纱密封。
3）泌水排气孔的设置：锚具或喇叭口及每跨最高点设置灌浆孔或排气孔，孔距≤12m（直线孔道≤20m）。灌浆孔（或排气孔）在跨内高点处设在孔道上侧方，在跨内低点处应设在下侧方。泌水管设在每跨曲线孔道的最高点处，开口向上，露出梁面的高度一般不小于100mm，泌水管用于排除孔道灌浆后水泥浆的泌水，并可二次补浆。波纹管上可先不打孔，待孔道灌浆前再用钢筋穿过泌水管打穿波纹管。

4.3 无粘结预应力筋布设

4.

3.1 下料制作

无粘结预应力筋包涂完成后，按图纸尺寸及千斤顶夹持长度编号下料，用砂轮切割机切断，套上螺旋筋和底托板，将固定端挤压成型，缠绕成盘后运到施工现场，分类堆放；有破损用塑料水密性胶带缠绕修补，破损严重应予以更换。
4.

3.2 铺筋次序

绑扎普通钢筋，安装梁中控制点支架，布设无粘结预应力筋，安装张拉端配件。
4.

3.3 布设

1） 按图纸标高在已就位的梁箍筋上焊接Φ12mm 支托，间距约2m，从固定端穿入梁内并从张拉端穿出，用铁丝绑固。
2）张拉端单根无粘结预应力筋应套好螺旋筋、承压板，承压板与加厚板筋焊接固定，保证无粘结预应力筋中心线与承压板垂直。
3）每根用塑料组合穴模套在张拉端锚垫板外露出的预应力筋上，为将来安装千斤顶预留出斜槽。
4）检查无粘结预应力筋的标高是否符合设计要求，外皮是否破损。

4.4混凝土浇注

普通钢筋、预应力筋铺放和端头固定完成，隐蔽验收合格后，方可浇筑混凝土。混凝土及外加剂中对预应力筋有侵蚀作用物质的含量应符合国家有关规范标准要求。混凝土浇筑振捣密实，尤其预应力筋张

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拉端及固定端处。混凝土振捣过程中不要使预应力筋、波纹管、支撑钢筋和锚具的位置发生变动，严禁踩踏预应力筋张拉端，严禁用振捣棒直接触碰预应力筋和波纹管。混凝土浇筑完成后做好养护，防止产生收缩裂缝。每区段多预留两组试块作同条件养护用以确定预应力筋的张拉日期。

4.5预应力筋张拉

4.5.1 张拉前的准备

1）千斤顶和油表配套送试验室标定，根据校验报告计算出张拉力所对应的油表读数。
2）张拉前对预应力结构构件两侧模板及端部模板拆除，并将张拉端槽孔和外露钢绞线剔凿清理干净，满足安放锚板及千斤顶张拉就位，在结构边缘位置张拉须搭设千斤顶张拉操作平台。
3）同条件养护的混凝土试件送试验室检测，混凝土抗压强度报告呈报监理工程师确认后方可进行预应力筋的张拉；有粘结预应力混凝土达到90%设计强度后张拉；无粘结预应力混凝土达到75%设计强度后张拉。

五、 结束语

综上所述，应用预应力混凝土技术降低了结构钢筋及混凝土的用量，提高了结构的刚度及抗裂要求，有效地减少了混凝土裂缝的产生，提高了地下室的防水抗渗性能，减少伸缩缝的留设。文章分析了高层住宅预应力框架梁、板结构设计要点和施工的重点难点；并对其梁板结构采用的有粘结和无粘结预应力综合施工技术措施进行了深入阐述。