有粘结预应力混凝土施工技术初探
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摘 要：本工程预应力梁连续跨度较大，预埋波纹管时要严格控制最高点、最低点及反弯点，在张拉过程中以控制张拉力为主伸长值校核的原则进行，在浇筑混凝土时确保不出现漏浆现象。施工中应注意以下难点和重点的控制：波纹管的定位和安装；波纹管接头和防止漏浆的处理；预应力张拉过程的控制。
1 工程概况
某综合楼工程为商业及办公用途，地上15 层，地下1 层，部分楼层为满足大空间需要，结构局部采用有粘结预应力梁，预应力粱的基本跨度为 10.8m、1 1.5m、1 2.0m、12.5m 等，基本断面为300mm ×800mm，+450mm×800mm，55 0mm×850mm，35 0mm×700mm，35 0mm×650mm，45 0mm×750mm。每架梁中配置 1～2 孔波纹管，每孔波纹管内置5～8 根钢绞线，预应力筋采用 φ 15.2mm、1860 级高强低松弛有粘结钢绞线。
2 预应力施工工艺
2.1 施工工艺流程
图1粘结预应力框架结构施工工艺流程
2.2 材料的选用及验收
2.2.1 预应力筋
本工程预应力筋采用高强低松弛有粘结钢绞线渍1 5.2mm，钢 绞线抗拉强度标准值f ptk =1860MPa。钢绞线应有出厂质量证明书或试验报告单，进 行外观检查和标牌检查，抽 取试样委托相应资质单位做力学性能试验，3 根一组。
2.2.2 锚具
锚具采用 QM 型锚具，锚具应有出厂质量证明书或试验报告单，进行外观检查和硬度试验，数量为锚环5 个，夹片25 副，符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》中 I 类锚具的要求。
2.2.3 波纹管
波纹管采用金属螺旋管，管内径分别为 5根钢绞线 60mm，6 、7 根钢绞线 70mm，8 根钢绞线 75mm，接头管内径分别为大一号同型螺旋管。其尺寸性能要求符合国家标准《预应力混凝土用金属螺旋管》的规定。
2.3 设备进场及标定验收
预应力工程用设备有：液压千斤顶及相应油泵、挤压机、灌浆机等, 检验及标定需提供有相应资质的单位出具的标定报告。遇到以下情况需重新标定：
1）千斤顶及油泵校验期限超过半年时；
2）张拉时，出现断筋、滑丝而找不到原因时；
3）千斤顶严重漏油或修理后、油泵修理后；
4）油压表不归零或损坏、失灵，更换新表后；
5）实测预应力筋的伸长值与计算值相差过大。
2.4 施工要点
2.4.1 模板及支撑
1）考虑到预应力的反拱作用，预应力梁的底模起拱应稍小，本工程取梁跨度的 1／1000；
2）模板及支撑应能承受结构自重和施工荷载，在不扰动梁底模的情况下，板底模和梁侧模在张拉前全部拆除，以保证预应力建立的效果；
3）在梁张拉后，孔道内水泥浆强度达到30MPa，方可拆除大梁支撑和底模。
2.4.2 孔道的留置
1）孔道在砼浇筑前留置要做到：孔道的尺寸位置必须正确，保证孔道畅通，孔道的线形平顺，采用的波纹管不漏浆，孔道端的预埋钢板垂直于孔道中心线；
2）孔道波纹管应满足在外荷载作用下，有一定抵抗变形的能力，且在堆放、吊运、铺设过程中应小心，不可损坏管道，保证混凝土在浇筑过程中水泥浆不渗入管内；
3）波纹管安装时，事先按设计好的预应力筋的曲线坐标在侧模上弹线或制作好明显的标记，以波纹管底边沿为准定出波纹管曲线位置，也可以以底模板为基准，直接量出各部位曲线相应高度，标在箍筋上，定出波纹管的曲线位置；
4）波纹管接长采用比纵管大一号同波纹管进行接长，接长套管长度 250mm，每边旋入125mm，对接后用胶带仔细缠裹，保证不漏浆。
5）波纹管与喇叭管连接时，插入长度 40～80mm，棉丝封堵，再用胶带密封；
6）波纹管用10 钢筋托架为支撑，间距1000mm，托架横筋点焊或绑扎在梁箍筋上，箍筋下部的保护层应在孔道点焊固定前垫置；
7）波纹管安装就位后，必须用钢丝将波纹管与钢筋托架绑扎在一起，或在波纹管顶部横向绑扎一根筋，防止波纹管上浮；
8）波纹管安装过程中应尽量避免反复弯曲，防止管壁开裂，同时还应防止电焊火花烧伤管壁。如有开裂或烧伤时，应仔细检查，并用密封胶布密封；
9）波纹管安装后，应仔细检查波纹管位置，曲线形状，固定情况，接头封闭情况和管壁完好情况，外观上波纹管在梁内顺直、平滑，梁侧看曲线应流畅连续；
10）灌浆孔、排气孔、排水孔、泌水孔都必须在留置孔道时同时留置。
2.4.3 灌浆孔、排 气孔、泌水孔的留置
1）灌浆孔、排气孔应设置在构件两端及跨中最低点，并伸出板面，用胶带仔细缠裹，也可留设于锚具或铸铁喇叭处，间 距不大于 12m，孔径采用 16mm；
2）曲线孔道灌浆时最低点应设置灌浆孔，以利于空气的排空，保证孔道在灌浆后的密实。为方便施工，将灌浆孔、排气孔设置为同时兼备2 种功能的管孔，还可以起到泌水的作用。
2.4.4 预应力筋的制作和穿束
1）预应力筋的制作根据钢材的品种、锚具形式及生产工艺来确定，按相应的计算公式准确计算出下料长度。下料完成后，分不同品种、长度、部 位等分别编号，分别存放；
2）预应力筋固定端制作采用挤压机制作，挤压腔内保持清洁，每次挤压完要清理。挤压时，保 持钢绞线、挤压模及活塞杆在同一中心线上；
3）按照施工顺序作业，依次定位波纹管、张拉端的大螺旋筋、喇叭管、张拉盒及锚固端的大螺旋筋、钢环、大垫板，然后穿束,如图2～图 3。
4）本工程在铺完波纹管后即将预应力筋穿人波纹管中。穿束后张拉端外露长度应满足张拉要求；
5）浇筑混凝土前根据实际铺设情况完善铺束图，既可以作为张拉前编号的依据，又可作为计算预应力伸长值时的参考资料。张拉前根据铺束图，按“ 先次梁，后主梁”及对称张拉的原则对预应力束进行编号，确保张拉工作有序、合理进行。
图 2 固定端承压板、螺 旋筋安装图
图3张拉后状态
2.4.5 混凝土的浇筑
大梁设计采用 C40 混凝土，其施工要点：
（1）混凝土浇捣前对波纹管标高、位置、牢固情况，模板支架稳定，拼缝的紧密程度，构件的预埋铁位置、尺寸等进行全面验收；
（2）混凝土振动器绝对不能直接振击波纹管，以防振瘪引起波纹管漏浆影响张拉和孔道压浆；
（3）严格控制混凝土的质量，除做混凝土试块外，经常检查混凝土坍落度；
（4）混凝土浇筑后及时养护，检查和清理孔道、锚垫板及压浆孔。
2.4.6 预应力张拉
1）根据设计要求确定预应力筋控制张拉应力值，计算出其理论伸长值；
2）为避免构件端部开裂，锚 具区砼强度必须满足局部承压要求；
3）本工程采用一端张拉。采用200t 千斤顶时，张拉程序 010%100%锚固；因受张拉空间限制的梁，需采用 27t 千斤顶时，将每束钢绞线分3 批张拉，第 1 批（2～3 根）张拉程序0102%锚固，第 2 批（2～3 根）张拉程序0101％锚固，第 3 批（ 2～3 根）张 拉程序0100%锚固；
张拉过程实行双控管理，即以应力控制为主，并同时实施伸长值测量控制。在正式张拉前进行试张拉，实测摩擦损失系数，再根据实测结果填写“张拉要点”。张拉的实际伸长值不应大于计算伸长值的+6%或小于 -6%，若发现实际伸长值超出此范围，应停止张拉，查明原因可继续张拉。预应力的伸长值计算：参数取值 K=0.0015，U =0.25，E =1.95 ～2.0×105Mpa
注：预应力筋伸长值采用分段迭加法计算，
计算值如表 1：
2.4.7 有粘结预应力孔道灌浆
1）预应力束张拉后孔道及时灌浆，采用水灰比为 0.4～0.45 的水泥浆，为改善水泥浆的性能，可适当添加外加剂,水泥采用 42.5 级普通硅酸盐水泥；
2）灌浆前，用压力水冲洗孔道，以利于保持压入水泥浆的流动性，利于浆壁结合，也同时可检查灌浆孔、排气孔是否正常；
3）水泥浆搅拌机放置在临时支座上。均匀搅拌后，浆液在重力作用下经过金属过滤网流进一个自制的贮液罐中吸浆、灌浆，这样水泥浆的产生是连续的，而灌浆可以逐条梁间歇进行，保证了水泥浆的数量和质量；
4）灌浆压力控制在 0.8～1.2MPa。缓慢均匀进行，不得中断，并应排气通顺。
2.4.8 封锚
预应力束张拉锚固后，外露长度过长的采用机械切割的方式截断至外露长度不大于30mm，锚具用 C40 微膨胀混凝土封锚，在 接头处原有砼表面凿毛，增强砼粘结性。封锚的砼尺寸应大于预埋件或锚具的尺寸，厚度大于100mm，如 图 4。
图 4 防护后状态
3 结语
综上所述，本工程经过合理组织及专业单位的积极配合，项目很顺利地完成，达到了节约钢材、提高了经济效益的预期效果，显示出了预应力技术在大面积建筑中的独特优势。在施工过程中，要确保预应力筋位置的准确和张拉效果，满足结构工程的要求。在防止孔道漏浆方面做了大量工作，没发生一次孔道堵塞情况。在预应力筋制作过程中严格按实际尺寸控制，波纹管按模数下料，降低损耗，取得良好的经济效果，本工程快速优质地完成，可为类似工程提供借鉴。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。