后张法预应力混凝土工程.doc

浅谈后张法预应力混凝土工程摘 要： 建筑工程施工中，预应力混凝土工程施工技术能有效的增强建筑物的抗裂性、耐久性和刚度，因此被广泛使用。本文分析介绍了后张法预应力混凝土工程施工技术、施工管理和主要问题及解决方法。关键词： 后张法；预应力混凝土工程；管理预应力混凝土结构是由配置受力的预应力筋通过张拉或其他方法建立预应力的混凝土制成的结构。预应力混凝土按施加预应力的方式分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。预应力混凝土能有效地用高强度钢材，提高结构的抗裂度和刚度，减少构件的截面尺寸，节省材料，提高结构的耐久性。但是预应力混凝土增加了施工难度，需要专用的施工设备和机具，操作要求严格，技术高。预应力混凝土适用于大柱网和大跨度结构。先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土强度达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。后张法，指的是先浇筑水泥混凝土，待达到设计强度的以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。本文主要浅谈后张法预应力混凝土工程。一、 后张法先制作构件，并在构件体内按预应力筋的位置留出相应的孔道，待构件的混凝土强度达到规定强度（一般不低于设计强度标准值的75%）后，在预留孔道中穿入预应力筋然后进行张拉，并利用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，依靠构件端部的锚具将预应力筋的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力，最后在孔道内灌入水泥浆，使预应力筋与混凝土构件形成整体。后张法施工，又可分为有粘结预应力施工和无粘结预应力施工两类。二、 后张法预应力施工流程（1）有粘结预应力梁：预应力分项工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绞线固定端定位焊接张拉端定位焊接排气管(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锚具防腐处理端部细石混凝土封堵。（2）有粘结结合无粘结预应力梁：预应力分项工程施工准备支梁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绞线穿无粘结预应力筋、并绑牢固定端定位焊接张拉端定位焊接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切割外露多余钢绞线锚具防腐处理端部细石混凝土封堵。三、 后张法预应力施工技术及其特点后张法预应力混凝土施工时，不需要预留孔道、芽筋、灌浆等工序，而是把预先组装好的无粘结筋同非预应力钢筋一道按照设计要求铺放，然后浇筑混凝土。当混凝土强度达到75%以后，利用无粘结筋与周围混凝土不粘结、在结构内可作纵向滑动的特性，借助两端锚具进行张拉锚固，达到对结构产生预应力的效果。其技术特点包括:（1）跨度大：这使室内格局的布置更灵活；（2）超高层：这是业主寄希望在指定的高度内多建几层楼，从而降低结构层高而保持不变的净空间；（3）节约材料：增加预应力筋后，总的钢筋含量降低，预应力梁变小，板厚度变薄，混凝土的含量降低；（4）工期问题：现浇预应力结构的预应力筋铺设与钢筋绑扎可以组织流水施工。混凝土浇注后，如同普通结构一样可继续上一楼层施工，预应力筋张拉待混凝土达到强度后穿插进行，基本不影响工期。由于采用预应力混凝土结构后，模板、钢筋与混凝土用量减少，工期反而有可能缩短。四、 后张法预应力施工工艺1.材料的选用及验收预应力混凝土所使用的钢材，强度很高，是施加预应力和承载时受拉的主要对象，其质量好坏直接影响整个预应力混凝士构件的安合与成败，使用前必须对原材料及张拉设备进行检验。（1）检验钢丝、钢绞线有无出厂质量合格证明，并对其进行外观检查，钢丝和钢绞线的表面不得有裂纹、油渍及锈蚀现象，然后取样送有关规定取样送检测部门检验。（2）锚、夹具连接器应有产品出厂合格证明文件，并按有关规定取样送检测部门检验。（3）波纹管要逐根进行外观检查，表面不得有砂眼，咬口必须牢固，不得有松散现象，波纹管表面要保持清洁，不得锈蚀，同时在使用前必须做强度和密封性试验，以保证其在外力作用下有抵抗变形的能力，并满足在混凝土灌注过程中水泥浆不会渗入管内的要求。2.张拉机具的检验千斤顶的检验：千斤顶使用前要对接好的油路进行试运转，不得有油外渗现象，并根据在关规定进行检验标定；电动油泵及液压控制阀的检验电动油泵及液压控制阀在调试动转良好方可使用；压力表的检验：压力表在使用前须单独校验，并与千斤顶配套标定使用。3.套管、锚具安装质量控制（1）波纹管的铺设，一定要严格按设计给定孔道座标位置固定，固定管道的钢筋支架，间距不得大于50cm，支架要与梁体钢筋焊牢，管道与定位钢筋要绑扎结实，绑扎间距不应大于50cm，并防止管道位置移动。施工人员不得随意踩踏套管，同时要防止套管接口松散、脱落，以避免灌注混凝土对水泥浆的渗入。电焊作业时，不得伤及套管，并派专人负责检查处理。混凝土灌注过程中，要注意保护套管，振捣时振捣棒不得触及套管防止套管发生位移或被砸扁，避免造成孔道堵塞。（2）在模板上安装锚具时，必须保证锚具安装牢靠，防止混凝土灌注时从模板与锚具之间漏进水泥浆。当布设锚具时，一定要进行详细检查，以保证锚固面与预应力管道垂直，而且在锚具和套管的接缝部分不产生折线，保证锚具的安装质量。4.施工要点预留孔道施工要点:（1）预应力筋预留孔道的尺寸与位置应正确，孔道应平顺，端部的预埋钢垫板应垂直于孔道的中心线。（2）管道应采用定位钢筋固定安装，使其能牢固的至于模板内的设计位置，并在混凝土浇筑期间不产生位移。固定各种成孔管道用的定位钢筋的间距，对于钢管不宜大于1：对于波纹管不宜大于0.8：对于胶管不宜大于0.5：对于曲线管道易适当加密。（3）金属管道接头处的连接管道宜采应用大一个直径级别的同类管道，其长度宜为被连接管道内径的5倍，连接时不应使接头处产生角度变化及在混凝土浇注期间发生移动或移位，并应包裹紧密防止水泥浆的渗入，否则将给下一道工序留下隐患。（4）所有管道均应设压将孔，还应注意在最高点设排水孔及需要时在最低点设排水孔。压浆管、排水管和排水管应是最小的内径为20的标准管或适合的塑性管，于管道之间的连接应采用金属塑料结构扣件，长度应是以从管道引出结构之外。管道在模板内安装完毕后，应将其端部盖好，防止水或其他杂物进入。张拉的安全要求:（1）在任何情况下，张拉时作业人员都不得站在预应力30筋的两端，也不得随意跨越。（2）操作张拉设备和测量伸长值的人员，应处在千斤顶的侧面操作，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位。如需离开，必须将油阀门全部松开或切断电源。（3）张拉作业点的上、下、垂直处附近，应严禁其他人员同时作业，以防坠物伤人，必要时应设醒目的安全标志，并有专人监护。（4）张拉作业的平台应牢固，底部铺设木板并有围护和安全网，作业人员必须佩戴安全带等。灌浆施工质量控制的问题:（1）灌浆前孔道应湿润、洁净，所有灌浆孔、排气孔、溢流孔、泌水孔均应畅通，否则孔道不密实。（2）灌浆顺序宜先灌下层孔道，后灌上层孔道，灌浆孔的间距一般为30cm60cm。（3）灌浆工作应缓慢均匀地进行，不得中断，并应防止空气压入孔道内而影响灌浆质量。灌浆压力以0.50.6N/mm时为宣，如压力过大，易张裂孔壁。为了灌浆饱满，孔道的出入口应及时封闭。（4）在工程中一次灌浆往往不密实，为了提高孔道灌浆的密实度，可以进行二次灌浆，二次灌浆时间要掌握恰当，一般在水泥浆泌水基本完成，初凝尚未开始时进行（夏季约30cm45cm，冬季约1一2h）。（5）预应力筋孔道灌浆后，预应力筋锚固的外露锚具及预应力筋也应及时进行防腐处理，用混凝土封端保护。五、 对后张法施工的质量控制混凝土预应力结构在工程建设中的应用已十分广泛，大大降低了建筑材料用量，加快了工程建设速度，提高了综合经济效益。与此同时，在建设工程施工监理工作中，预应力分项工程的质量监理也已成为混凝土结构施工监理的重点。在预应力混凝土结构施工的监理工作中，首先必须严把质量控制关混凝土预应力结构工程质量控制的关键在于抓住几个重点环节，这是实现张拉，达到设计和规范要求的基础，也是工程监理的要点。1.依据工程的承包合同文件、设计文件及相关规范要求，对后张法施工进行全过程、全方位的监督、检查与控制，是工程施工质量控制的重要内容。2.选择的预应力筋等钢材、锚具在采购订货前应向监理工程师申报，提交样品，材料运到施工现场，必须有厂合格证、质量保证书，并由施工单位按规定要求进行检验，向监理工程师提出检验、试验数据分析报告。3.对施工单位的质量控制自检系统进行监督，对预应力张拉工序还应在现场进行施工过程的旁站监督与控制，在施工单位自检与互检的基础上，应进行工序交接检查。4.做好隐蔽工程记录。根据规范要求，按照预应力工程质量评定和施工验收标准进行验收。六、 后张法预应力施工中可能出现的问题及处理方法在后张法预应力施工中，经常遇到的质量问题主要有：1、穿丝困难；2、预应力钢筋伸长值异常；3、断丝、滑丝。1、穿丝困难孔道形成后，将按设计编好的预应力钢束穿入孔道内，即常说的穿丝。常用的穿丝方法有人工直接穿入和机械牵引穿入，穿丝困难大多是由于预留孔道发生异常情况而造成。处理方法：此类事故的发生，往往是几种可能情况共同造成的结果，又因孔道内的情况无法知晓，很难准确分析判断，施工中常根据成孔工艺、穿丝方法、穿丝时现场情况等进行初步分析，针对可能造成的原因进行处理。常用方法有：（1）重新进行清孔：用橄榄球在孔道中来回拉动，可以清除孔道内部分杂物。（2）改变穿丝方式：如人工穿丝不行，在可改用机械进行牵引穿入，在孔道轻微变形时是可行的；在条件允许的情况下，采用混凝土浇筑前先穿入钢束的方法，此法仅适用于波纹管成孔，应在砼浇筑完成后多次来回拖动钢束，防止漏入水泥浆包裹钢束、凝固粘结。（3）处理钢束头部：将钢束头部做成锥形并缠绕多层胶带或加装一个锥形钢套，可在管道轻微变形或孔径缩小不大、异物直径较小等情况时穿过。（4）在进行以上处理时，注意不能蛮干，防止由此造成其它更加严重的问题，实在无法穿入时，应在孔道阻塞的相应位置将混凝土凿开，对管道进行相应处理，如清除异物、扩大孔径、理顺管道等，穿好预应力筋后，再进行修补，通常采用环氧树脂混凝土进行修补处理，并应做好取样试验工作。 2、伸长值异常预应力施工采用双控指标，即以张拉应力控制为主，并用预应力筋伸长值校核。根据规范要求，实测伸长值与理论计算伸长值之差应控制在理论计算伸长值的 6 % 范围内，超过即可认为伸长值异常。处理方法：当发现伸长值出现异常时，应立即停止张拉施工，查找原因，采取相应的处理措施后，才可继续进行张拉，切不可草率处理或不做处理就进行割丝、压浆施工，当发现问题时已无法进行处理，而造成大的经济损失。常用处理方法有：（1）对理论计算伸长值进行全面复核，特别是几个取值是否合理，符合实际情况，必要时进行现场实验测定。（2）检查张拉机具、油压表等是否有异常情况，复核计算的油压表读数等数据是否准确。设备异常应更换设备重新张拉，数据有误应重新计算后依新数据进行张拉。（3）对管道异常引起的伸长值偏差应认真分析，可采取适当超张拉的办法处理，规范要求不超过张拉控制应力的 1.05倍；若管道变形严重，应对孔道进行扩孔处理使其圆顺后再重新进行张拉。（4）对由于波纹管破损而漏浆，造成钢束与混凝土握裹，摩阻力增大的情况，处理方法为，采用反复多次张拉并持荷一段时间，以克服摩擦力过大的影响，但反复张拉次数应不超过规范要求的 3 次。（5）安排有一定经验并有上岗证的人员，严格按程序及规范要求施工，及时准确地做好伸长值测量标记，做的标记划线不能太粗，读数时应以两次划线的同一侧为基准。3、断丝断丝处理：断丝数量若超过规范允许，必须进行处理后方可继续施工。（1）断丝发生在锚固前，在张拉顶卸荷时，用专用工具卡住锚塞或工作夹片，使之不能锚固而退丝，换丝后重新张拉。（2）断丝在锚固过程中或锚固后，对采用钢绞线的可先用卸锚器松锚，然后移动钢束，用单孔小顶进行张拉；对用钢丝的可用张拉顶进行松锚、退丝。4、滑丝滑丝的处理：滑丝处理一般采用单孔补张，补张不成功时可用叠加锚环法处理。七、 总结由于后张法预应力混凝土所具有的特点使得其在现代工程中的应用越来越多，使得施工企业必须注重预应力混凝土施工技术水平的培养和提高。加强施工技术人员的技术培养、加强施工技术管理人员和质量管理人员的专业技术培养，提高企业预应力混凝土施