后张法预应力混凝土的工程概述及施工技术

摘 要：本文结合实际案例，介绍采用后张法现场制作24m预应力钢筋混凝土屋架的施工方法。后张法预应力屋架的生产过程包括：放样、制模、绑钢筋、预埋铁件、留设孔道、浇捣混凝土、抽管、养护、清孔，张拉、锚固、灌浆等工序，其中预应力筋的孑L道留设、抽管和张拉是非常关键的三道工序。 
　　关键词：施工准备；预应力；制作工艺 
　　 
　　1 工程概况 
　　某工程采用24m预应力钢筋混凝土屋架，共计12榀，屋架下弦截面为240mm×220mm，混凝土为C40，屋架下弦采用常规后张法预应力施工工艺在现场制作。为保证工程质量而采用严谨的施工方案、完善的质量保证体系和安全措施，并且严把每道工序关，就可以使屋架达到了设计要求。 
　　2 施工准备 
　　2.1 模板制作 
　　 模板采用25m厚木板，采用放大样方法，选择一块平整开阔的场地，根据图集大样图进行模板制作并划块编号。为了缩短整批屋架的制作工期，可以制作几套模板，每次可浇筑几榀屋架。 
　　2.2 砖胎模制作 
　　 在待建建筑物场地内选择一块制作场地，然后平整压实，在场地上放出屋架轴线，按轴线用烧结普通砖砌筑二皮砖，宽度为杆件宽度再两边各加100mm.用1∶2水泥砂浆进行粉刷，做到上表面平整，并用水平仪抄平，保证表面在同一水平面。 
　　2.3 材料准备 
　　(1)钢筋须有出厂合格证，按规范要求取样送检，合格后使用。 
　　(2)C40商品混凝土，坍落度要求控制在40～60mm。 
　　(3)钢管：准备4根13m长(长度一般为1／2下弦长度+1m)的φ48mm×3.5mm无缝钢管，平直光滑，并要求一端焊有耳环或对穿小孔，以便插入钢筋后可转动和抽拔钢管。 
　　(4)预埋件按图集要求制作；制作若干个支托钢管的井字箍及2个200mm长直径略大于钢管的镀锌铁皮套管，见图1。 
　　3 制作工艺 
　　3.1 钢筋骨架绑扎、预埋件安装 
　　 在砖胎模上弹出屋架的准确形状、尺寸，然后在砖胎模上铺上一层厚塑料薄膜(或隔离剂)，严格按图集和施工规范进行钢筋绑扎，节点与端头部分钢筋排列密集，绑扎要求仔细。预埋件的埋设位置一定要准确，用扎丝将预埋件和钢筋骨架绑扎牢固，包括井字箍安装，一般井字箍的间距为1m左右，严禁用电焊与主筋固定，以免烧伤主筋。在下弦中间，安装2个镀锌铁皮套管，以连接两根钢管，套管应与钢管紧密贴合，以防漏浆堵孔。 
　　3.2 埋管及侧模安装 
　　 屋架骨架钢筋绑扎完毕后，从屋架下弦两端钢板的2个孔中穿入2根钢管，沿着各自的井字箍孔位直穿至中间的镀锌铁皮套管中(各伸入100mm)。在穿管时，要对卡住钢管的钢筋进行调整，接头处应加密并用铁扎丝将井字箍绑在箍筋上，以防止在浇捣混凝土时钢管位置偏移。钢管的偏移直接影响抽钢管和穿筋及张拉，管子穿好后，要认真检查接头，转动一下管子，看是否有接头易脱、管子卡住现象。当检查一切正常后，用红色油漆在屋架两端头的每根管子出现处作好标志，用以检查转动管子时钢管是否有向外移动现象。若向外移动，则应及时用榔头敲击钢管端头，使其恢复原位。 
　　 将制作好的侧模按弹好的屋架形状的墨线用木枋在外侧上下部与周边固定物或地面支撑牢固，内侧下部用φ12mm的钢筋(长度为各截面的宽度)将两模板内侧支撑住(在混凝土浇捣至该处位置时将其取出)，在侧模顶部每隔一定距离将搭头木用铁钉与模板固定。 
　　3.3 混凝土的浇捣 
　　 对屋架各杆件的尺寸、配筋、保护层、预埋件数量位置等验收合格后，开始浇捣混凝土，浇捣顺序一般应从下弦中间开始，浇向两端，然后再浇捣斜杆及上弦，在振捣混凝土时，绝不能将振动捧放在钢管上振动。在浇捣屋架下弦时，由于有上下两排钢管，故应分层浇捣，上下层前后连续距离宜保持在3～4m。 
　　3.4 抽管 
　　 在下弦混凝土浇捣完毕后，便在下弦两端各安排2名员工专人转动两头钢管。转管时要使两端向相反方向转动，以保持套管的稳定，防止该部位的混凝土松动而堵塞孔道。考虑到下部两根管子转动难、混凝土凝固快、上部两根钢管转动较易、混凝土凝固慢的特点，上面两根转动次数不宜过多，否则易引起混凝土的分层离析，降低混凝土的和易性。而且，由于考虑到必须先抽上部两根管子，后抽下部两根管子，以避免塌孔，故在一般情况下，上两根管子每3～4min转动一周，下面两根管子每2～3min转动一周。管子的转动还要根据现场实际情况作适当调整，其转动次数的多少与气温的高低成正比，与混凝土坍落度大小成反比。而钢管抽出的具体时间与混凝土的配合比、添加剂、温度、湿度、管子转动频率等都有不可分割的关系。混凝土初凝后，用手指按压混凝土表面不粘浆又无明显指痕，即混凝土无向四周挤压的迹象时，即可抽管，这种情况下孔道的留设和钢管的抽芯都能取得理想效果。抽管时，应两边同时、先上后下地进行，边转动边抽出，转动和抽管均要保持管子平稳，速度均匀，可用钢管交叉支撑抽出部分钢管。抽管完毕，用手电筒检查孔道，查看是否畅通，若堵塞发生在上部孔道，应**确定堵塞位置，然后打开堵塞处上部混凝土。用比原管径小少许的钢管穿在塌孔处，再在上面浇注比原混凝土标号高一级的高标号混凝土，同样安排人员在浇后转动钢管。为防止孔洞再次漏浆，混凝土坍落度一定要小于4cm，当混凝土达到一定强度后，再抽出管子。若堵塞发生在下部孔道，可在0.5h后用事先准备好的长杆加以疏通。屋架混凝土浇捣24h后，应安排专人清孔，为下一步穿筋、张拉、锚固、高压注浆工序作好准备。 
　　采用平卧重叠制作屋架，须在前一榀屋架混凝土强度达到设计强度的70％后，才允许制作上一层屋架(重叠层数不宜超过4榀)。 
　　3.5 试块留置 
　　 按规定要求每榀屋架留置3组试块(其中一组为同条件养护试块)。 
　　3.6 养护 
　　在混凝土浇注完成后12h内对屋架进行覆盖浇水养护，并对孔道也浇水养护，使混凝土处于湿润状态，浇水养护时间不得少于14d。 
　　3.7 预应力筋张拉、锚固、灌浆 
　　 (1)预应力筋张拉：预应力筋采用1×7标准型一15.20—1860一II—GB／T5224-1995的高强钢绞线。①将准备好的预应力筋穿入孔道，检查外露长度锚固端不小于200mm，张拉端不小于400mm;②预应力筋穿放后，当混凝土强度达到设计强度100％时，方可安装张拉设备、张拉预应力筋;③张拉应从上向下逐层张拉，根据采用机油滑石粉Ⅱ类隔离剂和屋架层数逐层增加张拉控制应力(表1)，张拉端交错布置，对称张拉。 
　　预应力筋张拉时，应严格控制应力和伸长值。按设计要求张拉控制应力为1099MPa，采用单端张拉。预应力筋在张拉过程中要测量伸长值，当张拉到10％初应力时，停止进油，做好标记，作为初读数，再张拉到1.05应力时，把锚具顶紧，测量伸长值作为终读数，计算出实际伸长值。当实际伸长值与计算伸长值相差10％以上时，应检查其原因，采取措施后再重新张拉。在张拉过程中应设专人负责测量、记录、校验，并与理论计算伸长值随时进行比较，校核认可后，方可卸下千斤顶。 
　　 (2)预应力筋在屋架两端采用钢质锥形锚具。锚具采用GE5—13型号钢质锥型锚具。 
　　(3)孔道灌浆：①预应力筋张拉后应尽快进行孔道灌浆;②灌浆应从下向上进行。灌浆必须连续进行，一次灌完。如因故停顿，则应立即将已灌入的灰浆用清水冲洗干净，然后重新灌入;③灌浆压力先小后大。逐渐加大并稳定在0.4～0.5MPa，当构件两端气孑L排出浓浆时，将两端的灌浆孔和排气孔堵住，并稍加大压力至0.6～0.8MPa，稳压2min，拔出喷嘴，立即用木塞塞住灌浆孔;④严格控制水灰比在0.38～0.42(重量比)，并采用52.5号普通硅酸盐水泥，掺加8％左右(重量比)JM-Ⅲ高效减水剂。 
　　4 结束语 
　　实践证明，在排架结构的房建中，预应力钢筋混凝土屋架是建筑物的重要承重构件，只有做好充分、合理、可靠的施工方案和预防措施，才能顺利完成屋架制作并杜绝质量问题的产生。 

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