建筑预应力施工质量控制

摘要：预应力技术的发展，为现代高层建筑向更高、体型更复杂，结构形式更多样、功能更全、综合性更强的方向发展提供了更大的可塑空间。如何满足工程建设的需要，确保预应力技术施工应用的质量，便成为在施工中需要解决的现实课题。本文结合了中国某高层建筑预应力在施工过程中易出现的质量问题以及提出相对应的解决方法，为控制预应力工程施工提供参考和积累经验，尽可能防止质量事故的发生。

关键词：建筑；施工质量；控制措施

Abstract: the development of the prestressed technique, for the modern high-rise building to a higher, more complex shape, structure form more diverse, function more complete, comprehensive stronger direction provided more plastic space. How to meet the needs of engineering construction, ensure the quality of construction of prestressed technology application, become in construction need to address the real issues. This paper combines the China some high-rise buildings in the construction process of prestressed occur during quality problem and put forward the corresponding solutions for control of prestressed engineering construction to provide the reference and accumulate experience, as far as possible to prevent quality accident.

Keywords: architecture; Construction quality; Control measures

中图分类号：TV523文献标识码：A 文章编号：

从进场材料检验到预应力索安装、张拉、封锚防护等各工序中进行流水作业，严格按设计和规范要求施工并加强施工质量控制，到目前经观察没有发现结构变形，质量优良。虽然工程取得一定的实效，但经过本工程的施工同时也发现预应力工程施工当前存在的一些质量问题，如索体安装变向、缠绕，张拉应力和伸长值难以控制，耐火性能不足等问题，现总结如下.

一、预应力施工质量存在的问题

1.1索体安装变向、缠绕问题和处理

存在索体安装变向、缠绕的问题预应力索安装是否发生变向、缠绞的问题是施工中比较常见的现象，也是施工过程中质量控制的关键。成品索体发生变向或多根钢绞线如果缠绞在一起，张拉时内部各根钢绞线受力不均匀，增大了钢绞线之间的摩阻，将造成预应力损失加大。预应力索孔道位置不准确，将改变了结构受力状态，如果曲线孔道标高变化段不圆顺还会增大预应力孔道摩阻损失，因此孔道位置准确与否直接关系到施工的预应力度能否与设计的预应力度相吻合，对结构安全和工程使用阶段是否会产生变形、裂缝都有一定的影响。

1.2张拉应力和伸长值控制不当的问题和处理

张拉应力和伸长值控制不当的问题在预应力工程施工中，张拉应力和伸长值是两大最重要的控制指标。如果施工质量控制不当，容易出现张拉应力损失而造成控制应力不足或超张拉，从而影响结构的使用效果和寿命。张拉控制应力越高，建立的预应力值就越大。但是张拉控制应力过高，构件使用过程经常处于高应力状态，钢绞线截面变小，降低其极限承载能力和延性，构件出现裂缝与破坏荷载很接近，往往破坏前没有明显的预兆。因此设计都提出以伸长值作为校核。伸长值在预应力筋张拉前必须预先计算，作为确定预应力值和校核液压系统压力表所示值之用，此外复核测定因摩擦阻力引起的预应力损失值，选定锚具尺寸等也都需要进行张拉伸长值的计算。在张拉过程中，往往出现张拉机具设备性能失稳，预应力筋材料指标误差，未严格按设计张拉顺序或者孔道留设不符合设计要求、孔壁内有杂物等因素，导致实际伸长值与理论伸长值的偏差过大，而校核时采用实际伸长值时，将造成实际张拉应力与设计控制应力不一致。

1.3 存在预应力耐火性能不足的问题

目前预应力索的保护主要从防腐的角度考虑，对于抗火耐高温考虑甚少。一旦发生火灾或处于高温环境，体外预应索没有混凝土保护，迅速受热升温，导致力学性能严重恶化。所以，一旦由于其自身的耐火性能破坏而导致结构失效，则产生的危害与影响会相当大。

1.4 预应力施工共振的问题

存在预应力索共振的问题预应力索仅在锚具和转向块处受到约束，当梁受到活荷载作用时，转向块(锚固端)间的预应力就可能产生独立于梁的振动。但假如预应力索和梁产生共振现象，将使索体过度张拉，超过设计规定的最大张拉控制应力，这不仅影响结构的正常使用，甚至导致预应力索断裂，梁破坏。如何避免预应力索和梁产生共振现象，是设计、施工必须考虑的问题。

二、预应力施工质量存在的控制措施

2.1解决索体安装变向、缠绕的方法

为了使预应力工程在张拉过程中，内部各根钢绞线受力均匀，减少钢绞线之间的摩阻，减少预应力张拉损失，张拉效果更符合设计要求，可以从以下几方面考虑：使索体处于平顺自然的状态。将索盘置于水平地面上，索体一端采用电动葫芦进行牵引，索身通过滑轮，使索体顺利滑行，直至索体完全从索盘牵引完毕。索体平放在地面上时，仔细观察索体是否存在变向或缠绕现象，如果是，及时进行调整。校核固定预应力索的支架位置以及规范和设计规定的间距布置。检验孔道位置是否准确，索体就位后是否存在偏差。

2.2张拉应力和伸长值控制不当的处理

在张拉过程中，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力索的轴线重合一致，原则上避免构件截面呈过大的偏心受力状态，并按时对千斤顶进行标定及调试；其次，应检查张拉孔道是否平顺、位置正确；另外，预应力索张拉程序应符合设计要求，张拉速度应均匀且不宜过快，两端张拉时应同步开始、同步加力和同步停歇。如果设备不足，可先固定一端，进行一端张拉，然后在固定端补足应力。尤其对曲线构件更应如此。一端张拉时，虽然张拉端应力达到设计要求，但由于孔道长，导致转角增大。摩擦力增大，使得预应力往固定端逐步减小，导致固定端应力不足。因此必须补足应力。还有，张拉控制过程中，应仔细记录分级张拉力与伸长量的大小，严格依据控制张拉力的大小进行张拉，不得超张拉。在以伸长值作校核时，准确控制预应力筋的实际伸长值尤为重要。在施加应力前，预应力索处于尚未舒展的松曲状态，此时不能作为预应力索伸长值的起点，而预应力索恰好被作用至绷紧状态的应力较小且不易掌握。为了准确测算预应力索实际发生的所有伸长值，应选用适宜的方法。根据工程实践检验，预应力筋张拉时，一般选用施加10%~15%的初应力，作为调值和克服预应力筋的松曲状态，所以预应力筋的实际伸长值应从初应力时开始量测，计算实际伸长值时，除量测的伸长值外还应加上初应力以下的推算伸长值。实际伸长值与理论伸长值相差须控制在±6%范围内以内，否则应暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，方可继续进行张拉。另外，在以伸长值为校验时必须要注意几点：预应力索不存在变向、缠绕的现象，捻向一致。预应力索孔道位置及长度满足设计要求。材料实测截面面积、弹性模量和计算值吻合。各种临时约束均已拆除。

2.3提高预应力耐火性能的做法。

提高预应力耐火性能，做好施工质量控制，选用应综合考虑环境条件、结构类型、结构的重要性和经济性，索体是否需要重新张拉或更换等因素。结合本工程实例，具体可以从以下几方面进行考虑：运用抗火耐高温性能的预应力材料。运用有粘结预应力技术，采用套管加填充材料或灌浆材料，一般可采用细石混凝土和水泥浆。对预应力采取外包耐高温材料，如外包钢板并加注水泥浆，外包钢板喷涂防火涂料。

2.4预应力施工共振的处理

预应力索安装的减振措施转向块是实现预应力转向的重要构件，如果转向块破坏，预应力就失去了作用，因此，设计合理的转向块决定着预应力索的正常使用，而合理的设计应从构造上的进行考虑，避免梁和体外索发生共振。本工程中，为了使转向钢管柱的弯曲半径满足最小弯曲半径的要求，减少因急弯或弯曲半径过小引引起的应力突变，在施工当中，经得设计同意，在钢管柱的加劲肋U型槽处加设半圆形的转向钢管，预应力索刚刚顺滑嵌入，并在转向钢管处加设聚四氟乙烯板，不但避免损坏预应力索和聚乙烯套管，也使得预应力索和钢管柱相对处于独立，从而防止产生共振现象。因此，通过转向块位置设计或转向块间增设减振装置将索与结构梁固定起来的方法，可以改变体外索自由段长度和固有频率，避免梁和体外索的固有频率相近，防止共振。

三、结论

随着社会的发展和进步，现代高层建筑向更高、体形更复杂不断发展，预应力技术在超高层建筑中，能起承受主要竖向荷载而降低构件尺寸的作用，在保持总高度不变的情况下，可以增加建筑物层数，从而取得显著的经济效益。本文仅对预应力施工质量控制措施进行浅略论述。当前研究预应力在超高层建筑设计、施工方面的问题还需深入探讨，工程实施中将会出现更多的问题有待工程技术人员解决和总结经验。

参考文献：

[1]吴浩然. 浅谈民用房屋建筑工程预应力施工要点及质量控制[J]. 科技创新导报,2009,(7).

[2]刘风华. 浅谈建筑工程预应力施工要点及质量控制[J]. 建材与装饰(下旬刊),2007,(12).