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摘要:后张法因其工艺特点操作相对比较安全.且可以提供很大的跨径.随着技术进步,后张法施工工藝越来越得到人们的信赖.因此后张法的施工过程控制便显得尤为重要。
本文主要阐述了后张法预应力工工艺以及关键质量控制点的相关措施。
关键词:建筑工程;施工工艺;后张法预应力
引 言
在现代建筑中,后张法预应力混凝土施工因其技术可靠,工艺先进,施工简便,能缩短工期,节约能源,降低造价等特点,成为建筑工程施工中常用的重要技术之一。其原理是通过预应力筋的防腐润滑油等涂层与混凝士无粘结,并与混凝土之间存在永久性的滑动特性。由于其不需要预留孔道、穿筋、灌浆等复杂、繁琐的工序,施工方便,且容易弯成多跨、曲线形状等,适用于各种预应力的结构形式,从而成为建筑工程施工中常用的重要技术之一。
1后张法预应力施工工艺
1.1工艺原理
在建筑工程施工中混凝土构件的后张法施工技术是指在制作构件或块体时,在放置预应力筋的部位留设孔道,待混凝土达到设计规定的强度后,将预应力筋穿入预留孔道内,用张拉机具将预应力筋张拉到规定的控制应力,然后借助锚具把预应力筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆(也有不灌浆的),这种预加应力的方法称为后张法。
1.2后张法的技术特点
(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,预应力粱变小,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。后张法施工工艺与预应力施工有关的主要是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。
2 后张法预应力施工要点
2.1 预留孔道工艺控制
后张法构件中孔道留设一般采用钢管抽芯法、胶管抽芯法、预埋管法。预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种。孔道面积应大于预应力筋的两倍,以利于预应力筋穿人,孔道之间净距和孔道至构件边缘的净距均不应小于25mm。预留孔道方法有以下几种。
2.1.1 钢管抽芯法
这种方法大都用于留设直线孔道时,预先将钢管埋设在模板内的孔道位置处,采用钢管抽芯法要确保钢管要平直,表面要光滑,每根长度最好不超过15m,钢管两端应各伸出构件约500mm。常温下抽管时间约在混凝土浇灌后3~6h。抽管顺序宜先上后下,抽管可采用人工或用卷扬机,速度必须均匀,边抽边转,与孔道保持直线。抽管后应及时检查孔道情况,做好孔道清理工作。
2.1.2胶管抽芯法
留设孔道用的胶管弹性好,便于弯曲,一般有五层或七层帆布胶管和钢丝网橡皮管两种。工程实践中通常一端密封,另一端接阀门充水或充气。在浇筑混凝土前,胶皮管中充人压力为0.6~0.8MPa的压缩空气或压力水,此时胶皮管直径可增大3mm左右,然后浇筑混凝土,待混凝土初凝后,放出压缩空气或压力水,胶管这种方法一般采用钢筋井字形网架固定管子在模内的位置。井字网架间距:钢管为1~2m;胶管直线段一般为500mm左右,曲线段为300~400mm。
2.1.3 预埋管法
预埋管是由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成的,具有质量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土黏结较好等优点。波纹管的内径为50~100mm,管壁厚0.25~0.3mm。除圆形管外,另有新研制的扁形波纹管可用于板式结构中,扁管的长边边长为短边边长的2.5~ 4.5倍。这种孔道成型方法一般用于采用钢丝或钢绞线作为预应力筋的大型构件或结构中,可直接把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型前就穿入波纹管中,这样可以省掉穿束工序,亦可待孔道成型后再进行穿束。
2 预应力筋张拉工艺控制
2.1 预应力筋的张拉方式
根据预应力混凝土结构特点、预应力筋形状与长度,以及施工方法的不同,预应力筋张拉方式有以下几种:
2.1.1 一端张拉方式。张拉设备放置在预应力筋一端的张拉方式。如设计人员根据计算资料或实际条件认为可以放宽以上限制的话,也可采用一端张拉,但张拉端宜分别设置构件的两端。
2.1.2 两端张拉方式。张拉设备放置在预应力筋两端的张拉方式。当张拉设备不足或由于张拉顺序安排关系,也可先在一端张拉完成后。再移至另端张拉,补足张拉力后锚固。
2.1.3 分批张拉方式。对配有多束预应力筋的构件或结构分批进行张拉的方式。由于后批预应力筋张拉所产生的混凝土弹性压缩对先批张拉的预应力筋造成预应力损失;所以先批张拉的预应力筋张拉力应加上该弹性压缩损失值或将弹性压缩损失平均值统一增加到每根预应力筋的张拉力内。
2.1.4 分段张拉方式。在多跨连续梁板分段施工时,统长的预应力筋需要逐段进行张拉的方式。对大跨度多跨连续梁,在第一段混凝土浇筑与预应力筋张拉锚固后,第二段预应力筋利用锚头连接器接长,以形成统长的预应力筋。
2.1.5 分阶段张拉方式。在后张传力梁等结构中,为了平衡各阶段的荷载,采取分阶段逐步施加预应力的方式。
2.1.6 补偿张拉方式。在早期预应力损失基本完成后,再进行张拉的方式。采用这种补偿张拉,可克服弹性压缩损失,减少钢材应力松弛损失,混凝土收缩徐变损失等,以达到预期的预应力效果。此法在水利工程与岩土锚杆中应用较多。
2.2 预应力筋的张拉顺序。预应力筋的张拉顺序,应使混混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位等;因此,对称张拉是一项重要原则。同时,还应考虑到尽量减少张拉设备的移动次数。
2.3 张拉操作程序。预应力筋的张拉操作程序,主要根据构件类型、张拉锚固体系,松弛损失取值等因素确定。
2.4 张拉伸长值校核。预应力筋张拉时,通过伸长值的校核,可以综合反映张拉力是否足够,孔道摩阻损失是否偏大,以及预应力筋是否有异常现象等。因此,对张拉伸长值的校核,要引起重视。
2.3孔道灌浆工艺控制
2.3.1将灌浆机出浆口与孔道相连。保持密封,开动灌浆泵注入压力水泥浆,从远至近逐个检查出浆口,待出浓浆后逐~封闭,最后一个孔封闭后,继续加压至0.5~0.7Mpa,稳压l~2min,封闭进浆孔阀门,待水泥浆凝固后,再拆卸连接接头,及时清理。
2.3.2用灰浆搅拌机搅拌好的水泥浆,必须通过过滤器后,置于贮浆桶内备用,并不断搅拌,以防泌水沉淀,灌浆机再从贮浆桶中吸浆、灌浆。用灌浆泵灌浆时,按先下后上顺序缓慢均匀地进行,不得中断,并应通畅排气。待孔道两端冒出浓浆并封闭排气以后,宜再继续加压至0.5~O.6N/u2,稍后再封闭灌浆孔。灰浆硬化后即可将灌浆孔的木塞拔出,并用水泥砂浆抹平.当灰浆强度达到15MP时,方能移动.灌浆时采用一端注浆,另一端出浆的方式。
2.3.3采用与预应力框架粱水泥标号同等级的水泥,即用不低于525#普通硅酸盐水泥配制成水灰比0.4~0.45的纯水泥浆作为灌浆材料。灌浆时要求土建施工单位每个台班留取70.7×70.7 X 70.7mm的试块作抗压强度试验,标准养护28d的抗压强度不应小于30Mpa,并做好压浆施工记录.
3 灌浆施工质量控制的问题
3.1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。
3.2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30cm-60cm。
3.3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0.5—0.6N/ram2时为宜,如压力过大,易张裂孔壁。为了灌浆饱满,孔道的出人口应及时封闭。
3.4在工程中我们常发现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30min-45min,冬季约l-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。
本文主要阐述了后张法预应力工工艺以及关键质量控制点的相关措施。
关键词:建筑工程;施工工艺;后张法预应力
引 言
在现代建筑中,后张法预应力混凝土施工因其技术可靠,工艺先进,施工简便,能缩短工期,节约能源,降低造价等特点,成为建筑工程施工中常用的重要技术之一。其原理是通过预应力筋的防腐润滑油等涂层与混凝士无粘结,并与混凝土之间存在永久性的滑动特性。由于其不需要预留孔道、穿筋、灌浆等复杂、繁琐的工序,施工方便,且容易弯成多跨、曲线形状等,适用于各种预应力的结构形式,从而成为建筑工程施工中常用的重要技术之一。
1后张法预应力施工工艺
1.1工艺原理
在建筑工程施工中混凝土构件的后张法施工技术是指在制作构件或块体时,在放置预应力筋的部位留设孔道,待混凝土达到设计规定的强度后,将预应力筋穿入预留孔道内,用张拉机具将预应力筋张拉到规定的控制应力,然后借助锚具把预应力筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆(也有不灌浆的),这种预加应力的方法称为后张法。
1.2后张法的技术特点
(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,预应力粱变小,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。后张法施工工艺与预应力施工有关的主要是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三部分。
2 后张法预应力施工要点
2.1 预留孔道工艺控制
后张法构件中孔道留设一般采用钢管抽芯法、胶管抽芯法、预埋管法。预应力筋的孔道形状有直线、曲线和折线三种。孔道面积应大于预应力筋的两倍,以利于预应力筋穿人,孔道之间净距和孔道至构件边缘的净距均不应小于25mm。预留孔道方法有以下几种。
2.1.1 钢管抽芯法
这种方法大都用于留设直线孔道时,预先将钢管埋设在模板内的孔道位置处,采用钢管抽芯法要确保钢管要平直,表面要光滑,每根长度最好不超过15m,钢管两端应各伸出构件约500mm。常温下抽管时间约在混凝土浇灌后3~6h。抽管顺序宜先上后下,抽管可采用人工或用卷扬机,速度必须均匀,边抽边转,与孔道保持直线。抽管后应及时检查孔道情况,做好孔道清理工作。
2.1.2胶管抽芯法
留设孔道用的胶管弹性好,便于弯曲,一般有五层或七层帆布胶管和钢丝网橡皮管两种。工程实践中通常一端密封,另一端接阀门充水或充气。在浇筑混凝土前,胶皮管中充人压力为0.6~0.8MPa的压缩空气或压力水,此时胶皮管直径可增大3mm左右,然后浇筑混凝土,待混凝土初凝后,放出压缩空气或压力水,胶管这种方法一般采用钢筋井字形网架固定管子在模内的位置。井字网架间距:钢管为1~2m;胶管直线段一般为500mm左右,曲线段为300~400mm。
2.1.3 预埋管法
预埋管是由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成的,具有质量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土黏结较好等优点。波纹管的内径为50~100mm,管壁厚0.25~0.3mm。除圆形管外,另有新研制的扁形波纹管可用于板式结构中,扁管的长边边长为短边边长的2.5~ 4.5倍。这种孔道成型方法一般用于采用钢丝或钢绞线作为预应力筋的大型构件或结构中,可直接把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型前就穿入波纹管中,这样可以省掉穿束工序,亦可待孔道成型后再进行穿束。
2 预应力筋张拉工艺控制
2.1 预应力筋的张拉方式
根据预应力混凝土结构特点、预应力筋形状与长度,以及施工方法的不同,预应力筋张拉方式有以下几种:
2.1.1 一端张拉方式。张拉设备放置在预应力筋一端的张拉方式。如设计人员根据计算资料或实际条件认为可以放宽以上限制的话,也可采用一端张拉,但张拉端宜分别设置构件的两端。
2.1.2 两端张拉方式。张拉设备放置在预应力筋两端的张拉方式。当张拉设备不足或由于张拉顺序安排关系,也可先在一端张拉完成后。再移至另端张拉,补足张拉力后锚固。
2.1.3 分批张拉方式。对配有多束预应力筋的构件或结构分批进行张拉的方式。由于后批预应力筋张拉所产生的混凝土弹性压缩对先批张拉的预应力筋造成预应力损失;所以先批张拉的预应力筋张拉力应加上该弹性压缩损失值或将弹性压缩损失平均值统一增加到每根预应力筋的张拉力内。
2.1.4 分段张拉方式。在多跨连续梁板分段施工时,统长的预应力筋需要逐段进行张拉的方式。对大跨度多跨连续梁,在第一段混凝土浇筑与预应力筋张拉锚固后,第二段预应力筋利用锚头连接器接长,以形成统长的预应力筋。
2.1.5 分阶段张拉方式。在后张传力梁等结构中,为了平衡各阶段的荷载,采取分阶段逐步施加预应力的方式。
2.1.6 补偿张拉方式。在早期预应力损失基本完成后,再进行张拉的方式。采用这种补偿张拉,可克服弹性压缩损失,减少钢材应力松弛损失,混凝土收缩徐变损失等,以达到预期的预应力效果。此法在水利工程与岩土锚杆中应用较多。
2.2 预应力筋的张拉顺序。预应力筋的张拉顺序,应使混混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位等;因此,对称张拉是一项重要原则。同时,还应考虑到尽量减少张拉设备的移动次数。
2.3 张拉操作程序。预应力筋的张拉操作程序,主要根据构件类型、张拉锚固体系,松弛损失取值等因素确定。
2.4 张拉伸长值校核。预应力筋张拉时,通过伸长值的校核,可以综合反映张拉力是否足够,孔道摩阻损失是否偏大,以及预应力筋是否有异常现象等。因此,对张拉伸长值的校核,要引起重视。
2.3孔道灌浆工艺控制
2.3.1将灌浆机出浆口与孔道相连。保持密封,开动灌浆泵注入压力水泥浆,从远至近逐个检查出浆口,待出浓浆后逐~封闭,最后一个孔封闭后,继续加压至0.5~0.7Mpa,稳压l~2min,封闭进浆孔阀门,待水泥浆凝固后,再拆卸连接接头,及时清理。
2.3.2用灰浆搅拌机搅拌好的水泥浆,必须通过过滤器后,置于贮浆桶内备用,并不断搅拌,以防泌水沉淀,灌浆机再从贮浆桶中吸浆、灌浆。用灌浆泵灌浆时,按先下后上顺序缓慢均匀地进行,不得中断,并应通畅排气。待孔道两端冒出浓浆并封闭排气以后,宜再继续加压至0.5~O.6N/u2,稍后再封闭灌浆孔。灰浆硬化后即可将灌浆孔的木塞拔出,并用水泥砂浆抹平.当灰浆强度达到15MP时,方能移动.灌浆时采用一端注浆,另一端出浆的方式。
2.3.3采用与预应力框架粱水泥标号同等级的水泥,即用不低于525#普通硅酸盐水泥配制成水灰比0.4~0.45的纯水泥浆作为灌浆材料。灌浆时要求土建施工单位每个台班留取70.7×70.7 X 70.7mm的试块作抗压强度试验,标准养护28d的抗压强度不应小于30Mpa,并做好压浆施工记录.
3 灌浆施工质量控制的问题
3.1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。
3.2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30cm-60cm。
3.3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0.5—0.6N/ram2时为宜,如压力过大,易张裂孔壁。为了灌浆饱满,孔道的出人口应及时封闭。
3.4在工程中我们常发现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30min-45min,冬季约l-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。