1、無粘結預成力混凝土施工工藝混凝土無粘結預成力施工工藝的探討摘要：隨著計算分析手段以及材料科學的不斷進步，結構 工程師有可能在一定限度內設計出遠超過現行規范所規定的伸 縮縫間距的超長混凝士結構，無粘結預應力技術是解決超大面 積樓蓋溫度應力的新技術，這樣可使結構受拉區域預先受到壓 應力作用，而這種壓應力將能抵消一部分或全部由使用荷載或 溫度所產生的拉應力，從而推退裂縫出現的時間和減小裂縫的 寬度，提高結構的剛度。筆者結合工程案例，對本文展開了一 系列探討。關鍵詞：無粘結預應力；施工技術；混凝土1工程概況某中心工程分為A、B、C、D四個區，其中A、B區主體相 連，長148.1m，寬24.4m。為有效

2、抵抗溫度收縮應力，在A、B 區地下一層墻體、地下一層頂板、三、五、十五層頂板采用無 粘結預應力施工技術。預應力筋采用1860級鋼絞線，鋼絞線結 構1 X7，直徑D=15.20mm，面積140mm2，伸長率N3.5%，無 粘結塑料皮厚度O.81.2mm，張拉控制應力為0.75，混凝土強 度達到100%后方張拉預應力筋，張拉施工采用應力應變雙 控。張拉端錨具采用夾片式錨具，固定端采用擠壓式錨具，均 采用DZM系列錨具。按規范要求，錨具采用I類錨具：錨具效 率系數naNO.95，試件破斷時的總應變EnN2%。該工程的基本特點有：超大面積、超長度連續預應力樓板結構的設計施工在國 內少見，后張預應力結構

3、內力及變形的設計、施工、質量控制 復雜；為解決超長超寬樓板混凝土的收縮問題，樓板設置了后 澆帶，預應力筋的二次設計、施工及張拉與施工流水相結合， 施工質量控制難度大。后澆帶的設置數量及后澆帶混凝土的澆筑時間、預應力 的張拉時間的設定對混凝土有效應力的建立影響較大，同時， 混凝土的配合比設計、混凝土材料選擇、鋼筋的設置、混凝土 的養護等因素對無縫設計施工的影響也很大。2該工程中幾項關鍵技術2.1預應力鋼絞線固定該工程中混凝土樓板設計為多跨連續雙向板，無粘結預應 力筋需要配置成兩個方向的懸垂曲線。無粘結預應力筋相互穿 插，施工操作較難。所以在施工前應計算出各向無粘結筋各搭 接點的標高并作比較，將標

4、高點低于與其相交的各筋的無粘結 筋先放置，按此規律編出全部無粘結筋的鋪設順序。無粘結預 應力筋的鋪設，通常是在底部鋼筋鋪設后進行，水電管線一般 宜在無粘結筋鋪設后進行，且不得將無粘結筋的豎向位置抬高 或壓低，支座處的負彎矩鋼筋通常是在最后鋪設。無粘結預應 力筋應嚴格按設計要求的曲線開頭就位并固定牢固，其垂直方 向位置可用支撐鋼筋或馬凳控制，其間距為12m，無粘結筋 的水平位置在圖中用鐵馬凳固守好。在支座部位，無粘結筋可 直接綁扎在梁或墻的頂部鋼筋上；在跨中部位，無粘結筋可直 接梆扎在板的底部鋼筋上。錨固端的固定預應力鋼筋的錨固端一般設置于構件的端部或中部。無粘 結預應力筋的錨固端采用擠壓錨具采

5、取內埋式做法（見圖1）。圖1無粘結預應力筋錨固端節點大樣對多根無粘結預應力筋，為避免內埋或錨固端拉力過于集 中致使混凝土開裂，可采取錯開位置錨固，分段張拉，預應力 筋的張拉端應設在板面的凹槽處，其錨固端埋設在板內。在預 應力筋搭接處，由于無粘結筋的有效高度減少而影響到混凝土 的抗彎能力，在錨具附近的混凝土將產生拉應力，當拉應力引 起的應變超出混凝土允許應變值時將產生裂縫，此時需增加一 些非預應力鋼筋來補足（見圖2）。圖2無粘結預應力筋搭接鋪設分段張拉構造錨固位于柱端時，應考慮錨具的形狀和尺寸，避免與柱鋼 筋相碰。同時錨固端應采取構造措施避開梁柱核心區，以減少 對節點核心區的削弱。2.1.2張拉

6、端固定張拉端模板應按施工圖中規定的無粘結預應筋的位置鉆 孔，張拉端的承壓板應采用釘子固定在端模板上或用點焊固定 在鋼筋上。無粘結預應力曲線或折線筋末端的切線應與承壓板 相垂直，曲線段的起始點至張拉端錨固點應有不少于300mm的 直線段。凹口采用塑料、泡沫或木塊等形成（見圖3）。圖3無粘結預應力筋板面張拉端節點大樣2.2預應力鋼筋張拉前的混凝土裂縫控制（1）合理留設后澆帶，避免在預應力開始工作前結構出現收 縮裂縫。留設后澆帶對減少混凝土收縮的影響十分重要。一般 混凝土澆筑2430h達最高溫度（比入模溫度高約3035笆）， 此時水化熱溫差最大，1030d降至周圍溫度，此期間混凝土 產生15%25%

7、的收縮，此為“早期裂縫活動期”。往后36 個月，混凝土收縮完成60%80%，可能出現“中期裂縫”。 一年左右，混凝土收縮完成95%，可能出現“后期裂縫。在 正常施工條件下，后澆帶間距2030m，保留4060d（“早期 溫差”及至少30%的收縮已完成）。但后澆帶間距小會造成施 工時間過長、錨具使用過多，根據施工經驗，采用早期張拉部 分預應力筋的方法，后澆帶的間距可為5080m。后澆帶留的 時間最好為2個月，不宜少于6周。使得混凝土充分收縮之后 再封后澆帶，以減少混凝土后期的收縮。同時應充分認識到混 凝土早期膨脹大，后期的收縮也大，混凝土更容易開裂。考慮 結構強度安全，膨脹不能太大。可選用膨脹率不

8、大但后期收縮 小的添加劑(在混凝土中加入適量的UEA膨脹劑)，并應注意添 加劑的使用對混凝土養護的要求。減少收縮變形的約束力，也就是減少混凝土收縮變形由 于約束產生的拉應力，拉應力減少到低于混凝土抗拉強度時， 就不會出現裂縫破壞。解決約束問題可以采用滑動約束，基面 可采用橡膠板，也可根據摩阻力系數為定值時，摩阻力由正壓 力決定的原理，可將滑動面做成向混凝土收縮滑動方向傾斜， 將垂直壓力分解為水平向滑動分力及與滑動面垂直分力，有效 地減少預應力混凝土結構向內滑動的約束力，可經過試驗與計 算確定傾斜角度，也可在橡膠墊板上涂硅脂等潤滑劑，減少摩 擦系數，以保證摩阻約束應力，低于混凝土的抗拉應力。2.

9、3施工程序的優化通過現場施工的實踐，可以歸納出以下的預應力施工順序 具有合理性：張拉施工應安排在混凝土強度已達到或接近設計 強度。如一次性張拉到位，會造成板體反拱較大，甚至造成跨 中頂部混凝土開裂。解決途徑一：可先張拉部分預應力筋或張拉力取50%，待 模板完全拆除后完成100%的張拉，但這樣將會大大延長工 期。解決途徑二：進行100%張拉，但需在張拉過程中堆載， 控制板體反拱量，至施工完畢逐漸去除堆載。在一般情況下，預應力筋張拉應按(JGJ92-2004)無粘結 預應力混凝土結構技術規程6.3的規定進行。但是，預應力 筋與孔道壁的摩阻，不僅僅與管道的長度有關，而且還與管道 的成型方式、曲率半徑

10、有較大的關系。同時張拉端還有鋼筋回 縮產生的應力損失。因此，在某些情況下，采用一端張拉比兩 端張拉還要有利，再者從施工角度考慮，一端張拉方式張拉次 數少，施工也較簡便。預應力筋的張拉順序應符合設計要求，當設計無具體要求 時，可采用分批、分階段對稱張拉，以免構件往過大的偏心壓 力下側面開裂。同時應盡量減少張拉設備移動次數。分批張拉 時應分批計算張拉的強應力損失值，分別加到先行張拉預應力 筋的張拉控制應力值內。預應力筋張拉錨同時。無論采用何種 錨具，都會產生預應力筋的回縮，引起預應力損失。施工過程 中，可從以下三方面對該項損失作出補償：對預應力鋼筋適度超張拉，然后錨固；在鋼筋張拉錨固后，利用撐腳將

11、張拉千斤頂直接支撐在 梁端混凝土上，再張拉鋼筋。然后在錨具墊板之間加上適當厚 度的鋼墊片；(3 )從錨夾具的結構上考慮。采用回縮量小的螺紋式錨具， 或者在回縮量較大錨具外四周加上螺紋、螺帽，采用二次張 拉，同樣可以克服由于回縮造成的預應力損失。2.4耐久性處理預應力混凝土結構的耐久性問題是用戶非常關心的問題。 在預應力筋曲線底部位置鑿小洞并刮去塑料油脂，對預應力筋 的腐蝕程度進行了調查，發現預應力筋從完全沒有腐蝕到產生 嚴重腐蝕的狀態均存在。其結論為無粘結鋼筋存在油脂千枯受 腐蝕嚴重問題，主要原因是澆注混凝土時，端部密封不嚴使水 滲入造成預應力鋼筋腐蝕。為了有效保證預應力混凝土結構的 耐久性，

12、避免預應力鋼筋的腐蝕，在施工中采用了以下措施：對于預應力筋張拉端外露錨具的情況，用砂輪切割機切 斷，保留在錨具外側的外露預應力筋長度不應小于3cm，進行 防腐后套上護套。在張拉端，應將預應力筋的外塑料皮距端頭400 600mm先割斷，待節點組裝后，再將塑料包皮套穿在預應力筋 上，以防止澆筑混凝土時，裸露的預應力筋與混凝土粘連。后澆帶支模后采用高一級微膨脹混凝土澆筑，要求處理 好接茬，混凝土振搗密實。對于張拉端外露的錨具，在支模后采用C40微膨脹混凝 土澆筑并振搗密實。3結束語該工程合理設置后澆帶與采用補償收縮混凝土相結合，施 工中嚴格控制材料、施工工藝要點，有效地杜絕了混凝土的裂 縫，工程質量可靠，是一項成功的經驗。為避免大跨度現澆梁 板施加預應力過程中產生的柱頂附加彎矩及柱支座約