建筑工程中预应力混凝土施工技术的应用分析

摘 要:为了使现代房屋建筑工程更具安全性、耐久性、牢固性,需要广泛应用到预应力混凝土技术, 通过可靠的结构设计技术,保证房屋建筑整体的稳定性。为此,本文在全面掌握预应力混凝土技术特点的基础上,结合具体案例,对建筑工程中预应力混凝土施工工艺进行了分析与探讨。

关键词:建筑工程;预应力混凝土;特点

1 预应力混凝土技术特点

预应力混凝土结构不仅采用了更高强度的钢筋与混凝土材料、在制作工艺和处理上进行了优化,使得钢筋混凝土结构更加的轻巧,节省了材料用量。预应力混凝土技术利用了钢筋的张拉工艺对结构建立了预加应力,使得预应力混凝土结构不仅在材料硬度、刚度上更胜一筹,而且在受到外界拉压扭弯时,能够具有更好的抗形变能力。因此,预应力混凝土十分适合被应用于现代房屋建筑工程。其特点如下:

1)预应力混凝土材料轻巧,便于房屋建筑施工。因为预应力混凝土结构采用的是更高强度的钢筋混凝土,因此在结构中材料的用量会相对的减少,使得预应力混凝土构件比传统钢筋混凝土构件重量更轻。在施工中,预应力混凝土构件更加的便于运输和搬运,加快了房屋建筑的施工进度。其次,由于建筑材料用量的减少,使得房屋建筑的墙体、横梁等部分结构更加的轻薄,节省了房屋内部的空间,使房屋整体效果更加具有美感。

2)预应力混凝土结构具有高强度。在高强度材料和预应力技术的前提下,预应力混凝土结构具有更好的建筑性能。在施加了预应力后,钢筋混凝土结构具有很好的强度和抗裂性能,使结构在受到很大压力的时候不会出现断裂的情况,或者使开裂界限提高,让裂缝延迟出现。预应力混凝土技术有效地改善了建筑材料的性能。

3)预应力混凝土结构可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。以预应力混凝土为结构的梁中,由于预应力混凝土结构中的曲线钢筋束的作用,使得梁两端支座所受的竖向剪力大幅度减小,使得支座所承受的梁的压力影响减小,延长了铰接支座的寿命,更好的保障了梁的稳定度、为居住者的安全提供了保证。因为混凝土结构中预应力的存在,钢筋混凝土梁的主体上所承受的主拉应力也相应的减小,使梁在长期荷载的作用下仍能夠起到支撑的作用,提高了整体结构的抗疲劳性能。

4)预应力混凝土结构具有防侵蚀、防渗透的作用。预应力混凝土结构具有预应力的处理,使结构在使用过程受压的时候可以不出现拉应力或者减小拉应力,使结构中混凝土不易开裂,保护了结构内部的钢筋不受雨水或渗水的侵蚀,使房屋建筑的防水性能有很大的提升。

2 工程概况

本文以某建筑工程为例,共有两层框架结构,建筑面积共2532m2,建设场地路基主要土质为砂土、粉土和粉质粘土,表面没有积水,地势比较平坦。该工程结构为50年的使用年限,建筑抗震等级为三级,安全等级为二级。施工场地属暖温带大陆性气候,不存在极度恶劣的天气,四季分明。为此,决定采用后张预应力混凝土进行施工。

3 后张预应力混凝土施工工艺

1)模板支设。使用竹模板作为梁端模板,在模板上固定喇叭型垫板,用泡沫塑料将孔道进行封闭。在将梁钢筋、模板和波纹管位置、尺寸进行确定以后,才能够将梁端模板合上。预应力混凝土梁的支撑系统需要和次梁、板分开,以便于将除预应力混凝土梁以外其余的模板和支撑系统在张拉前进行拆除,使预应力混凝土梁底模板和梁的支撑系统得到保障。预应力混凝土梁的起拱高度可控制在1.5%。

2)波纹管安装。在绑扎好非预应力钢筋骨架以后,将波纹管穿插其中。为了使螺旋管的位置与设计坐标的要求相符合,可将井字形支架用φ8钢筋焊成,每一支500mm,在主筋或大梁腰筋上进行绑扎,对螺旋管起到托架作用,误差要控制在5mm以下,在支架或钢筋上固定螺旋管。在梁内呈抛物线设置螺旋管,用大一号管连接螺旋管,用防水胶带将接头处缠绕三层,避免管内有水泥浆渗入,对孔道造成堵塞。喇叭型垫板与梁端面需要在同一个平面,与孔道轴线垂直,并在梁端模板和梁端主筋上进行固定,不允许出现松动。将喇叭口用泡沫塑料堵严,避免有杂物掉进。梁端钢筋太密,设计安放的螺旋筋无法安放时,在上报监理人员同意后,可以换成φ8钢筋网片,50mm×50mm为网孔。

3)浇筑混凝土。由于现浇结构端部的梁柱交接以及喇叭口、螺旋管安放等因素,导致梁端钢筋过于密集,浇筑过程中存在一些问题。而在张拉过程中,梁端部承受较大的局部压力,为了使混凝土质量得到保障,防止出现喇叭型垫板下陷或端部裂缝等问题,端部混凝土使用的石子粒径的控制在大于0.5cm且小于1cm和大于1cm且小于3cm范围,同时配备小型振动棒,其直径控制在2.5cm,浇筑前先将与混凝土同样水灰比的水泥砂浆进行一层的铺垫,从而使混凝土施工缝处的质量得到保障。在振捣混凝土时,应避免螺旋管被震动棒碰到。施工人员必须一次连续浇筑完成每根预应力混凝土梁的混凝土,在浇筑过程中,还需要对螺旋管预留孔道进行及时清理。将一个直径60㎜的橡皮球系在12号钢丝中间,往返定时进行拉送,将管道内可能渗进的水泥浆清除干净,确保管道畅通。

4)预应力钢绞线制作、穿束。按下料长度切割钢绞线进行下料,用钢丝绑扎两端头部50㎜,避免端部出现松动。平均一束钢绞绳为6根,将钢绞线采用人工、后穿束方式逐根穿入孔道,穿入后来回拉拨几次使其通顺,避免钢绞线缠绕在一起。要将对应记号标注在每根钢绞线两端,同一根钢绞线在锚板上的位置相同。穿束前再认真检查一次外观,尤其对钢绞线端部松股进行注意,清除干净表面污物,确保梁两端有对称一致的外伸长度。

5)预应力钢绞线张拉。张拉施工时,首先要进行操作台和千斤顶吊架的搭设,在屋面平台上安装高压油泵和灰浆泵,将电源接通试车待用,注意不允许空载试顶顶压器。在千斤顶穿心孔内钢绞线不能相交;夹片锚孔要保持清洁,要将石蜡涂抹在工具锚的夹片和锚孔壁内,使其保持润滑;一组夹片为三个,在出厂以前,将夹片用弹簧或橡皮圈套在一起,不允许出现混乱,塞夹片时三片一齐送进,在钢绞线上用D25钢管套用力敲紧工作锚和工具锚夹片,使其保持密实度。在张拉施工前,需要进行技术交底,张拉前先将板底及梁侧模板拆除,不允许将梁底支撑拆除。施工时,采用两端张拉工艺进行预应力梁施工,对称张拉自中部向两端进行。张拉两端台油泵同时启动,按设备标定时给定的油表读数,先拉至初始拉力,对锚具、夹片、千斤顶和油管等进行检查,确保没有任何异常现象,随后拉伸第一束钢绞线至0.5σcon,然后换拉第二束至1130kN,再拉第一束至1130kN,持荷2min,然后对锚具、夹片和千斤顶进行再次检查,确保正常后顶紧夹片,张拉作为全部完成。

6)孔道灌浆、封锚。张拉完预应力筋以后,将锚板中间没用的锚孔及时堵塞,锚板、夹片的缝隙用水泥浆密封,在完成12h的密封以后进行灌浆。将M18内螺纹孔设置在喇叭型垫板边,一端作为出浆孔,另一端作为灌浆孔,出浆孔用管子接到在屋面放置的灰桶,有利于对多余的水泥浆进行回收;灌浆孔连接注浆机,灰浆机出浆管与注浆机料斗对接,连接注浆机的回浆管、闸阀等。在接好管路以后,需要对管道使用清水冲洗和湿润,螺旋管内的积水准备灌浆使用压缩空气吹出。

4 结束语

综上所述,随着国民经济发展速度的不断提升,在房屋建筑工程施工中,只有根据工程施工的具体要求,选择与之相适应的新技术,才能更好地提升工程的质量,这也是施工的重点内容。将预应力混凝土技术应用到房屋建筑工程施工中,不仅可以缩短施工工期,还可以提高工程质量,为工程经济效益与社会效益的实现提供了强有力的保障。

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