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摘要：预应力混凝土是高强钢材与高性能混凝土的有效结合。随着高层、大跨度建筑的发展，预应力混凝土的应用日益广泛，因此本文对预应力混凝土施工技术在民用建筑中的应用进行了分析。
关键词：民用建筑；预应力混凝土；施工技术
随着城市化进程的加快和社会经济的快速发展，建筑行业也得到迅猛发展。混凝土和钢材是建筑工程最主要的材料，我国每年使用混凝土24～30亿m3，建筑用钢8000万t。生产混凝土和钢材需消耗大量能源和资源，以致产生巨大的资源和能源压力，对环境也有不良影响。使用预应力混凝土可节约30%～50%的混凝土，减少75%的钢材用量，建筑成本下降20%～30%，可见推广预应力混凝土具有重大的现实意义[1]。为了充分发挥预应力混凝土的价值，必须掌握预应力混凝土的使用特征和关键技术，因此本文对预应力混凝土施工技术及在民用建筑中的应用进行了分析。
1 预应力混凝土的主要施工技术
1.1 先张法
先张法是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的施工方法。即在张拉台座上安装拉力张拉筋束，并临时锚固。浇筑混凝土，养护，待强度不低于设计强度的75%后，放张使筋束回缩。因在筋束与混凝土之间粘结作用约束下，回缩受到很大限制，这样混凝土就被动地获得了预加应力。先张法所用预应力筋束通常为高强钢丝、钢绞线，张拉钢筋为临时锚固。施工工序简单，锚具可重复使用，但由于预加力作用点不能随使用荷载弯矩变化而灵活调整，所以只适用于中小跨径受弯构件，且在预制空心板上应用较多，无法充分发挥材料优势，因而应用前景不乐观。
1.2 后张法
后张法是先浇筑混凝土结构或构件，待混凝土养护至一定强度后，再张拉预应力筋的方法。一般在浇筑混凝土时预留预应力筋的孔道，当混凝土达到设计强度的75%以上后，再将预应力筋穿过孔道，以混凝土结构或构件作为支座张拉预应力筋，张拉至符合要求后以锚具进行固定，混凝土即获得预压应力。相比于先张法，后张法不需要专门的台座，灵活性好，适于大跨距受弯构件。根据预应力筋与混凝土之间有无粘结作用，后张法又分为有粘结预应力技术、无粘结预应力技术和缓粘结预应力技术三种类型。后张有粘结预应力技术在我国各类建筑、桥梁工程中获得广泛应用，而后张无粘结预应力技术在20世纪90年代得到有效推广，并在百项各类建筑中得到应用。
2 预应力混凝土施工技术在民用建筑中的应用
以后张无粘结预应力框架梁的施工为例，分析预应力混凝土施工技术在民用建筑中的应用。
2.1 工艺流程
施工准备→底模安装→纵向非预应力筋安装→梁端锚垫板、螺旋筋、波纹管安装→上部架立筋绑扎→波纹管上开灌浆孔并封闭→梁侧模板安装→侧模板拉杆螺栓安装→梁端模板封闭→混凝土浇筑→混凝土养护→锚具安装→钢束张拉→侧模拆除→钢束端钢绞线切断→砂浆封锚→孔道压力灌浆→端头锚具封头→底模拆除。
2.2施工准备
模板安装前，根据施工图纸计算支撑空间尺寸，分析支撑与脚手架的受力状态，应考虑模板承受能力，包括结构自重和施工荷载，确保其有足够的强度和稳定性[2]。
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2.3 模板安装
模板采用多层胶合板，板背面有木方。梁普通钢筋可采用“下沉式”绑扎方法，即绑好再放到模板内，但梁中有预应力筋后，为了便于调整波纹管标高，应在波纹管定位后再封闭两侧模板。如果方便的话，也可先封闭一侧模板，空出另一侧用来调整预应力筋。端头模板应采用木模板，并在预应力筋穿过之后封闭，事先可根据预应力筋位置在木模板上钻孔。
2.4 钢筋绑扎与波纹管安装
预应力筋要求通长铺设，当非预应力筋与预应力筋位置有冲突时必须优先保证预应力筋的位置。非预应力筋全部绑扎后，再铺设预应力筋孔道。预应力筋的位置精度必须满足规范要求。波纹管安装前需进行严格的检查，有破损的必须排除，端口毛刺、卷边和折角要去掉。波纹管铺放前应根据施工图纸进行放样，即在模板上标出预应力筋孔道的位置，然后准备支架或马凳。波纹管连接应采用大一号同型接头管，并在接口处封裹胶带，为了穿束方便，可在每根波纹管内事先穿入几根通长钢丝作为预应力筋的牵引线。
2.5 锚垫板的安装与灌浆孔的设置
锚垫板用于锚具的定位，同时也用来把张拉力传递到构件上。其结构形式为一段定位管外焊接一块钢垫板。安装时，严格按施工图尺寸定位，先穿入波纹管，再以短钢筋承托固定。灌浆孔应设在波纹管最高处，开直径25mm的孔，再盖上海绵和特制塑料盖板，用铁丝绑紧，将25mm塑料管接在盖板嘴上。为避免浇筑混凝土时塑料管被挤瘪，可在浇筑前往塑料管内插入一根钢筋，浇筑完毕取出，并用胶带密封管口。
2.6 预应力筋穿束
预应力筋穿束分为先穿束法和后穿束法。前者在混凝土浇筑前进行，穿束容易，但束端易生锈；后者在浇筑混凝土后进行，不占工期，易于防锈，但穿束比前者困难。以先穿束法为例，铺管完成后即可穿入钢绞线。检查管道畅通且无破损，然后利用人工或卷扬机穿束。穿束时如有管道损坏，应即时用胶带密封或更换[3]。穿束后固定端管口应采用裹水泥浆的棉纱严密封堵。外露钢绞线需用塑料布等包裹，以防锈蚀。
2.7 混凝土浇筑与拆模
浇筑前，应对锚垫板、波纹管等进行仔细检查，发现问题要及时处理。浇筑时，要避免集中卸料，以防预应力筋受到冲击而变动位置。卸料后及时振捣，尤其是钢筋密集、锚垫板等部位，既要保证振捣密实，又不能让振棒触动波纹管和预应力筋，以免影响以后张拉。可在浇筑前，在这些位置插入竹竿或钢筋作为标志，振捣时采用小直径振棒小心操作。浇筑后2～3d，先拆端模板，以便清理端部和安装锚具；在张拉前拆除侧模板，张拉后再拆除梁底模板。
2.8 预应力筋的张拉
张拉流程为：锚具安装→千斤顶安装→预应力筋张拉→伸长值校核→持荷稳压→卸荷锚固。张拉前检查设备，包括穿心千斤顶、电动油泵，委托有资质单位校准压力表。张拉力控制（为设计张拉力）：初始采用10%，量测伸长值；再将张拉力升至20%，量测伸长值；张拉力达到100%，量测伸长终值；持荷稳压2min，顶紧夹片，锚固锁定。预应力梁采用两端张拉工艺，由中部向两端张拉，梁会出现反拱现象，但反拱高度一般不超过10mm。张拉过程中，锚垫板、锚具、千斤顶应始终处于同一轴线。有异响、混凝土破裂、断丝等现象必须立即卸荷，查明原因并采取纠正措施后才能恢复张拉。
2.9 孔道灌浆与封锚
灌浆采用水泥净浆，水灰比0.3～0.4，掺入外加剂。灌浆前，用压力水冲洗孔道，再用压缩空气吹出水分。一般采用压力灌浆，压力0.5～0.7MPa。灌浆时，先打开波纹管最高点的排气孔，预留孔灌满后先封闭灌浆孔，排气孔冒浆后再封闭排气孔，保压一段时间。灌浆后，清理锚具，安装钢筋网，浇筑混凝土封平。
3 结语
随着建筑使用功能要求的提高以及结构复杂性的增加，预应力混凝土在民用建筑中应用越来越广泛。为了充分发挥材料优势，高性能预应力材料不断涌现，预应力混凝土施工工艺不断更新，预应力混凝土应用领域也在不断拓展，这些必将为预应力混凝土在民用建筑中应用带来更光明的前景。
参考文献：
[1]周超.预应力混凝土工程技术的发展现状及发展方向研究[J].景德镇学院学报，2015，30（6）：8-12.
[2]张朝营.预应力混凝土的技术优势及其在工业与民用建筑施工中的应用[J].河南科技，2014（20）：21-22.
[3]余绍彪.浅析建筑预应力混凝土结构技术要点及施工管理[J].价值工程，2018（13）：148-149.
论文作者:陈松
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月上
论文发表时间:2018/9/5
标签：预应力论文; 混凝土论文; 模板论文; 孔道论文; 波纹管论文; 垫板论文; 民用建筑论文; 《建筑细部》2018年2月上论文;