现浇混凝土后张法有粘结与无粘结预应力技术的应用

摘要：现浇后张法预应力混凝土结构是预应力混凝土结构的主要结构型式之一。现浇后张有粘结预应力混凝土技术是通过预埋管道、穿筋、张拉、灌浆等工序为混凝土结构建立预应力以满足设计要求，而后张无粘结预应力混凝土技术则省去了灌浆这一步骤，且预应力筋的选用也有所不同。本文以北京将台商务中心项目为例，介绍并对比上述两种施工工艺的异同。

关键字：后张法，预应力，工法选择

一 预应力技术在将台商务中心项目的应用

北京将台商务中心项目位于北京市朝阳区酒仙桥18号。地上最高25层，地下3层，檐口高度99.99m，建筑物最高点103.99m（设备房最高点），总建筑面积306462m2，其中地下建筑面积148639m2，地上建筑面积157823m2。本工程根据使用功能划分为商业裙楼、酒店和办公楼。酒店主体结构为钢筋混凝土框架-剪力墙结构；办公楼主体结构为钢筋混凝土框架-核心筒结构。

北京将台商务中心项目裙楼部分大跨度和悬挑梁采用了有粘结预应力技术。预应力钢筋采用ΦS15.2高强度、低松弛预应力钢绞线，办公楼梁板采用预应力空心板技术。无粘结预应力钢筋采用ΦS15.2高强度、低松弛预应力钢绞线，其抗拉强度标准值同为fptk=1860MPa，预应力筋张拉控制应力为1395N/mm2，超张拉3％。

二 有粘结与无粘结预应力的差异

1.工艺原理

有粘结后张预应力通过张拉预应力筋，在混凝土构件中产生预压应力，张拉完后灌浆，使预应力筋与混凝土可靠粘结，充分发挥材料强度并使所建立的预压应力有更好的保障。预应力钢筋完全依靠端头锚具来传递预压力。

2.有粘结预应力施工工艺

2.1预应力锚固体系

现浇后张预应力端部锚具分为张拉端锚具和固定端锚具。张拉端锚具有圆型锚具、扁型锚具，固定端锚具常用的有H型压花锚和P型挤压锚，并可根据需要采用预应力筋连接器。

张拉端锚具由夹片、锚板、锚垫板以及螺旋筋四部分组成，如图1-1、1-2。

图1-1 圆型张拉端锚具 图1-2 扁型张拉端锚具

固定端H型压花锚具，包括梨形自锚头的一段钢绞线、与连接锚头的钢筋支架、螺旋筋、端部封堵的干硬性水泥浆体等，如图1-3。

固定端P型挤压锚具，包括挤压套（含挤压片）、螺旋筋、固定端锚板、端部封堵的干硬性水泥浆体等，如图1-4。

1-3固定端H型压花锚具 图1-4固定端P型挤压锚具

连接器，包括锚板、连接体夹片、锚垫板、螺旋筋或方箍、约束圈等，如图1.-5。

图1-5连接器

2.2 材料

常用的孔道成型材料是金属波纹管。灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥，强度等级不宜低于32.5。水泥中宜掺入高性能外加剂，严禁掺入各种含氯盐或对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。

材料进场验收必须复验，包括外观、硬度及静载锚固性能试验。通常是在通过外观检查和硬度检验的锚具中抽取6套样品，与符合试验要求的预应力筋组装成3个预应力筋――锚具组装件，由专业质量检测机构进行静载锚固性能试验。

2.3 有粘结预应力工艺流程（见下图2）

图2有粘结预应力工艺流程

3.无粘结预应力施工工艺

3.1无粘结预应力筋布设

在铺设无粘结预应力筋时可将2束预应力筋打开后从固定端穿入并从张拉端穿出，全部穿完后再按照规定数量将预应力筋绑扎成捆。单端张拉预应力筋在穿束前应先套好螺旋筋，螺旋筋要贴紧承压板。穿完预应力筋后应将其在每一支承点处用绑扎丝绑扎固定，并在张拉端位置安装螺旋筋及承压垫板。

在安装预应力筋张拉端承压垫板时应注意使预应力筋和承压垫板垂直。详见图3。

图3 承压板安装

在结构周边和孔洞处张拉预应力筋因张拉端锚具不能突出结构边缘，需在张拉端处安装塑料穴模，塑料穴模应与结构端模和承压垫板贴紧。

办公楼部分楼层采用了型钢柱作为竖向支撑结构，钢柱周围肋梁内预应力筋布设时可绕过钢柱布设，绕钢柱预应力筋弯曲的曲率半径不小于6.5m。

铺设成捆无粘结预应力筋时应注意保持各束预应力筋平行且走向准确，不相互纽绞在一起。螺纹钢筋不得对无粘结预应力筋进行扎压，以防止预应力筋外包塑料皮破裂和磨损。

无粘结预应力筋曲线段的起始点至张拉锚固点有不小于300mm的直线段，曲线部分按下图4进行布设。

图4 空心板中预应力筋曲线布置示意图

3.2办公楼空心板无粘结预应力施工工艺流程（见下图5）

图5 施工工艺流程

3.3预应力筋张拉锚固

张拉时间：混凝土达到设计强度的90％后并经监理确认后方可进行预应力筋的张拉，具体张拉时间按土建施工进度要求进行。张拉时应有混凝土立方体强度书面试压报告单，本工程与预应力相关部分混凝土设计强度为C40，当混凝土的立方体强度达到设计强度的90％时即可进行张拉。

张拉顺序：本工程预应力筋张拉总体顺序为先张拉下层预应力筋，再张拉上层预应力筋，张拉下层预应力筋时上层混凝土强度不得低于C15；张拉时对板内预应力筋采用逐段逐次顺序张拉，张拉方式从一边向另一边进行张拉，对暗梁内预应力筋则采用从中间向两边对称进行张拉。

三．办公楼与裙楼采用不同预应力技术的原因

本工程办公楼作为主体结构，施工体量大，施工工期紧，所以空心板内以无粘结预应力筋布设，可以省去预留孔度，灌浆等繁琐的步骤，楼板中采用有粘结预应力技术比采用无粘结预应力技术有更良好的结构性能，可节约预应力筋、普通钢筋及约占预应力造价5%~10%的锚具和承压板，取得更好的经济效益。

四．结语

后张法有粘结预应力与无粘结预应力施工既有相同之处，也有一定的差别，通过上述比对可知：有粘结预应力筋与混凝土的可靠粘结可使预应力筋能很好地发挥其力学性能，为所建立的预应力提供保障，并且相对于无粘结技术昂贵的锚具，其经济效益较为突出，但多增加的孔洞预留与灌浆工艺会占用一定的工期和人工。因此在实际工程中，需要充分结合不同的工程特点，来合理的选择两种不同的施工工艺，以达到工期与经济性的双向受益。

[参考文献]

[1]将台商务中心商业裙房预应力工程专项施工方案.2009-11

[2]将台商务中心办公楼无粘结预应力工程专项施工方案.2009-11

[3]无粘结预应力混凝土结构技术规程. JGJ/T 92-93

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。