预应力无粘结预应力技术在建筑工程中运用中国

摘要：无粘结预应力技术是新时期的一种先进施工工艺，具有诸多的优点，目前在建筑工程施工中得到广泛的应用。本文结合工程实例，重点围绕预应力钢筋、模板体系和混凝土浇筑这几方面探讨了无粘结预应力施工技术，并总结了施工质量控制要点，以供类似研究参考。
关键词：建筑工程；无粘结预应力；施工工艺；质量控制
随着我国社会经济建设步伐的加快，城市建筑科学技术得到进一步的发展，建筑物数量日益增加的同时，其使用功能和用户的需求都发生的很大的变化，建筑物逐渐向大型化、现代化和多功能化的方向发展。但国内许多建筑在后期使用过程中容易出现裂缝、脱落等现象，严重影响到建筑物的使用性能和使用寿命。无粘结预应力技术作为一项新兴施工工艺，具有工期质量高、成本低、抗裂度高、结构截面小和工期快等优点，能够有效改善高层建筑结构性能，提高建筑物结构的抗裂度，满足建筑大跨度、大空间的需要，目前广泛应用与城市建筑工程施工当中。本文通过探讨无粘结预应力技术在建筑工程中的应用，总结其施工质量控制要点，以期提高建筑的整体质量安全。
1工程简介
某办公楼是一幢4层框架结构的大型公共建筑，总建筑面积8400m2。该工程第4层多功能厅设预应力无梁楼盖，采用后张有粘结预应力技术，大梁最大跨度为18m，截面为800mm×1300mm。
2施工工艺
严格的技术要求是成功完成预应力结构的基础。无粘结预应力混凝土工程可分为3个关键部分：钢筋工程、混凝土工程和模板工程。

2.1钢筋工程

（1）无粘结预应力筋的组成及要求
钢绞线：该工程采用的无粘结钢铰线，即钢绞线包塑采用专用防腐油脂涂料层和外包层，其质量要求符合JG3006-93钢绞线、钢丝束无粘结预应力筋专用防腐润滑脂标准的规定。
无粘结筋制作：下料长度的正确与否是无粘结预应力筋制作的关键。下料长度可采用计算的方法求出。计算公式分两部分：第一部分为结构长度；第二部分为外露工作长度，此部分由锚固形式、张拉方式与千斤顶型号决定。
下料长度=构件内长度+千斤顶工作长度+锚具厚度
无粘结预应力筋下料在加工厂完成，不需现场提供下料场地及下料所用的电源。下料切割后应及时在预应力筋上贴上标签，标明其长度、编号，制作固定端，分类存放，然后按照要求规格、数量、使用日期运至现场。下料应用砂轮机切割，不得用氧乙炔或电弧切割。绘制预应筋布置图，按照设计给出的控制点高度进行预应力筋标高放样。
（2）成型工艺
涂包成型工艺可以采用手工操作完成，内涂刷防腐沥青或防腐油脂，外包塑料布，也可以在缠纸机上连续作业，完成编束、涂油、镦头、缠塑料布和切断等工序。挤压涂料工艺主要是钢丝通过涂油装置涂油，涂油钢丝束通过塑料挤压机涂刷聚乙烯或聚丙烯塑料薄膜，再经冷却筒模成型塑料套管，此法涂包质量好，生产效率高。
（3）预应力筋张拉
预应力筋张拉是整个预应力施工的关键，它将最终决定构件中预应力值的大小。张拉前要提供混凝土试验报告，达到拆模要求后，将水泥砂浆清理干净，安装好锚板以备张拉。无粘结筋采用YDC2240Q前千斤顶单根张拉。本工程拟投入以下主要张拉设备：电动油泵(ZB42500)1台；前卡式千斤顶(YDC2240Q)1台。准备工作做好以后，对千斤顶与油表在有资质的试验检测机构万能机上按主动态(即和张拉工作状态一致)方式进行配套标定。
（4）预应力筋锚固体系
预应力锚固体系由锚环、夹片、承压板、螺旋筋等组成。该工程根据图纸要求选用OVM15系列锚具。张拉端锚具采用OVM1521单筒锚，固定端采用P型挤压锚，其质量应符合GB/T14370-2007预应力筋锚具、夹具和连接器中对锚具的质量要求。
锚具固定性能要求：根据JGJ92-2004无粘结预应力混凝土结构技术规程及GB/T14370-2007预应力筋用锚具、夹具和连接器要

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求，锚具静载锚固效率系数ηA和实测极限拉力的总应变Fcapu必须分别达到不小于0.95和不小于

2.0%，预应力筋锚具组装件———静载锚固效率系数可按下式计算：

ηA=Fapu/[ηp×Fcapu]
其中：Fcapu=fptm×Apm
式中：Fapu—预应力筋锚具组装件实测极限拉力；
ηp—预应力筋的效率系数取1；
Fcapu—组装件各根预应力筋钢材极限拉力之和；
Fptm—试验预应力钢材极限抗拉强度平均值；
Apm—锚具组装件各根预应力筋总截面积。
该工程预应力张拉力不压顶，因此张拉端预应力筋的内缩量限值为6～8mm，挤压锚在挤压时应有足够的锚固长度，制作完成后，钢绞线应外露1mm以上，以保证钢丝衬套充满挤压套。
（5）无粘结预应力筋铺放
无粘结预应力筋成型后，及时检查成品的数量、规格，无误后方可分类堆放，准备铺筋。铺放时要按编号对号入座，搁置在支架上，并严格按设计位置铺放，弧形部分弯曲自然，避免局部小弯，预应力筋穿过张拉端螺旋筋、锚垫板及模板，在模板的长度不宜少于300mm，并应注意在埋件内300mm一段的无粘结筋应与埋件面垂直。无粘结筋铺放完成后安装张拉洞口穴模，并检查无粘结筋的编号、破损、位置和外露长度等，经自检合格后申报监理部门对预应力筋铺放进行隐蔽验收。
（6）预应力筋端部处理
无粘结预应力筋采用钢丝束镦头锚具时，其中塑料套管供钢丝束张拉时锚环从混凝土中拉出来用，软塑料管是用来保护无粘结钢丝末端因穿锚具而损坏的塑料管。无粘结钢丝的锚头防腐处理，应特别重视。当锚环被拉出后，塑料套筒内产生空隙，必须用油通过锚环的注油孔向套筒内注满防腐油脂，灌油后将外露锚具封闭好，避免长期与大气接触造成锈蚀。

2.2模板工程

模板工程为混凝土的浇筑做好基础。该工程单层面积较大，施工时必须配备足够的支撑及脚手架，模板及支撑应考虑能承受结构自身和施工荷载，要求支撑有足够的承载能力，稳定性好。预应力梁底模及模支撑在张拉前不得松张，底模及支撑必须待预应力筋张拉结束后方可拆除，支撑的拆除应从跨中向两边对称。端模制作：位于张拉端头模板采用木模，要在预应力筋布置完备后封闭。根据施工图的预应力筋相应位置在木模上打孔，安装模板时其圆孔应与预应力筋伸出位置相对应。

2.3混凝土工程

该项目中，采取了事前检查、事中控制构件混凝土浇筑的要求。
（1）浇筑前检查：预应力筋铺放完毕应立即进行隐蔽验收，混凝土浇捣前应再次进行自检工作，主要检查承压板、螺旋筋等是否正确，预应力筋外皮破损应调整修补后方能浇筑混凝土。
（2）混凝土浇捣：混凝土制配按设计要求，浇筑时不得集中卸料，防止预应力筋移位。混凝土应采用机械振捣，以免影响混凝土的密实性，尤其是钢筋密集部位主端部，但应不使振动棒击无粘结筋，以免破损或移位。混凝土浇捣结束后，应加强养护，保持充分湿润，防止水分过早蒸发而使表面产生裂缝。在浇筑时除留置土建竣工资料中需要的试块外，尚要留置2组施工试块，并与构件同等条件养护，以确定预应力筋张拉时之用。混凝土浇筑后及时拆除部模板，清理端部埋件。
3施工质量控制要点

3.1预应力筋的制作和安装质量控制

①固定端挤压锚预应力筋外端应露出挤压套筒1～5mm。②检查预应力筋的水平间距、数量及规格是否符合设计图纸和铺放图的要求。③预应力筋控制点(最高点、最低点、反弯点)竖向允许偏差板内为±5mm，水平偏差为±30mm，且预应力筋线形应保持平顺。④检查预应力筋定位点及绑扎点的牢固性，以保证浇筑混凝土时预应力筋不移动、上浮、变位等。⑤检查张拉端承压板与预应力筋末端是否垂直固定，与模板贴紧的牢靠性。⑥检查锚具后螺旋筋及固定端的位置是否正确。⑦切割无粘结预应力筋时应采用砂轮锯，不得采用电弧切割，且施工过程中应避免电火花损伤预应力筋。

3.2混凝土的浇筑质量控制

混凝土浇筑时振捣棒不得扰动、破坏预应力筋，且保证预应力筋在张拉端与锚垫板垂直。预应力筋张拉端、固定端处的混凝土必须振捣密实。

3.3张拉和封锚保护

①张拉前应检查张拉机具和仪表的标定资料是否符合有关规定。张拉设备的标定期不能超过半年，且当张拉设备出现反常现象或千斤顶检修后，应重新标定。②预应力筋张拉时，混凝土强度必须达到设计要求。③检查张拉端处混凝土有无蜂窝、麻面、裂缝等现象，若有必须进行修补。④张拉预应力筋时以张拉力控制为主，同时应校验预应力筋的伸长值，实际伸长值与计算伸长值的相对偏差应控制在±6%范围内，超过时应停止张拉并查明原因。⑤张拉完成后，用手提砂轮锯将多余预应力筋切除，外露长度≥30mm，并做封闭处理，即在锚具端头与钢绞线处涂防腐润滑油，并罩上封端塑料盖帽，也可在该处涂刷环氧树脂封闭。⑥对内置式锚具，锚具表面经上述处理后，再用微膨胀混凝土或低收缩砂浆密封，且保护层厚度≥20mm。
4结语
综上所述，通过探讨无粘结预应力技术在建筑工程中的应用可知，该项技术综合了先张法和后张法施工工艺的优点，不仅可以降低建筑高低以减轻整个建筑物的重量，而且能够使建筑物平面布置更加灵活，最大限度满足建筑物个性化的需求。同时无粘结预应力技术的施工工艺正逐步趋于成熟，未来具有较好的发展前景。
参考文献
路诗伟.房屋建筑无粘结预应力施工技术应用[J].中国科技纵横.2012年第11期
王继中.无粘结预应力钢筋施工的质量控制[J].中国高新技术企业.2012年第16期