无粘结预应力混凝土施工技术要点分析

赵祥哲

摘 要：预应力混凝土结构具有大跨度、大空间、抗开裂等特性，在大型建筑和高层建筑中有着广泛的应用。根据受力形式的不同，可以将该施工技术分为有粘结预应力混凝土和无粘结预应力混凝土，文章以无粘结预应力混凝土施工为例，首先介绍了该技术的施工要点，随后指出了预应力混凝土结构中出现裂缝问题的主要原因，最后结合实际工作经验，提出了裂缝问题的防控措施。

关键词：无粘结；预应力混凝土；施工技术；要点分析

1 无粘结预应力施工工艺的概述

1.1 无粘结预应力施工技术的优缺点

与其他混凝土施工技术相比，无粘结预应力施工的工序相对简单，在混凝土浇筑过程中，不需要提前预留孔道，一方面能够保证混凝土浇筑工作的顺利进行，另一方面也间接的减轻了施工压力。预应力筋通过适当加工，可以很方便的做成任意弯曲形状，满足了不同情况下的施工需要。

但是无粘结预应力施工技术的缺点也比较突出，例如由于预应力筋形状的改变，可能会导致原有的物理强度降低，所承受的拉力和上部荷载力也会相应减小。后期使用过程中容易出现开裂问题。

综合考虑无粘结预应力技术的优缺点，该技术主要适用于多跨单向平板、多跨双向平板的预应力混凝土结构中。因此，施工企业在选用施工技术种类时，应当从工程实际和建设需要出发，确保该施工技术的应用能够提升建筑质量。

1.2 无粘结预应力混凝土的施工原料

（1）无粘结预应力筋。根据工程类型和建筑规模，所选用预应力筋的规格也不尽相同，对于普通建筑来说，可以选用钢筋束或钢绞线。（2）涂料层。如果在混凝土浇筑期间，直接让预应力筋与混凝土接触，混凝土中的水分会使预应力筋出现不同程度的锈蚀。涂料层的作用主要有两方面：其一是增加了预应力筋的防腐蚀能力，保证了钢筋框架结构的安全；其二是能够在一定程度上起到抵消张拉力的效果，避免预应力损失。常用的涂料层原料主要有建筑油脂、防腐沥青等。（3）外包层。建筑施工场地的环境较为复杂，即便是在预应力筋表层涂刷涂料，也很容易因环境污染导致涂料层的破坏。外包层具有较强的化学稳定性和耐磨性，且能够承受较高的温度，可以有效保障预应力筋涂料层的完整。

2 无粘结预应力混凝土的施工要点

2.1 描预应力曲线

支模时应先安装底模与一边侧模，根据设计图提供的预应力筋理论曲线坐标，将其转换成金属波管底线的坐标并制成表格，以方便施工。施工时将管底线描在侧模上，作为金属波纹管及固定架等埋设材料的安装基准线。另一侧模板应在梁绑扎非预应力筋和埋设预应力材料等工序完成后再安装。

2.2 安装波纹管

首先，安装固定架。根据第一步中所描绘的侧模曲线，将侧模曲线上的标高尺度与波纹管的底部对齐。理论上来说，应当保证波纹管的轴心线与侧模曲线的基点相重合，但是考虑到误差因素的影响，因此在实际施工时，只要两者之间不存在明显位移即可；其次，将固定架焊接在箍筋上。焊接之前，应保持固定架呈水平状态，焊接过程中要始终保证固定架的整体稳定性，如果施工条件允许，可以在箍筋下方增加一块垫块，防止焊接过程中的固定架抖动；再次，选用规格、尺寸都符合的波纹管，将波纹管插入固定架内，并用建筑胶带将波纹管的两端密封，以防止两端开口处出现漏浆问题。最后，将波纹管与支架焊接成一个整体，防止后期混凝土浇筑时出现波纹管浮动问题。

2.3 预应力筋下料

在预应力筋下料之前，施工人员应当多次检验预应力筋的下料长度、锚具形式以及冷拉伸长率等。除此之外，预应力筋下料还需要辅助设备的配合，也应当在下料施工之前提起准备好施工所需的各类机械设备。下料过程中，要始终将下料的长度误差控制在±80cm以内，如果预应力筋的下料长度超过误差上限，就可能导致预应力筋构件孔道长度缩短，影响预应力筋的物理强度；如果预应力筋的下料长度低于误差下限，就可能影响张拉伸长值，不利于预应力筋形状的变化。因此，施工人员必须要严格控制下料程度，合理选用下料设备。

2.4 预应力筋穿束

根据工程施工要求的不同，预应力筋穿束可分为多束穿和单根穿两类。多数穿施工时，一般选用钢丝作为预应力筋的主体材料；单根穿的情况下，一般以钢绞线作为预应力筋的主体材料。但是无论采取何种穿束形式，都应当在穿束结束后，用胶带包裹张拉预留位置，一方面可以起到一定的预应力筋固定效果；另一方面也可以有效防止建筑泥沙混入到波纹管内，导致无粘结预应力混凝土的受力不平衡。

2.5 孔道灌浆

孔道灌浆施工应当在预应力张拉施工后立即进行，这样可以有效避免预应力损失。在孔道灌浆时，应当首先利用空气泵检查孔道内的通气情况，如果通气不畅，还必须要分析导致孔道阻塞的原因，并采取有针对性的解决措施。随后，将灌浆装填在张拉锚具上，开始灌浆施工。施工阶段应当坚持自下而上的原则，以避免排气孔冒出灌浆，导致孔道内的残留空气不能及时排除，影响施工质量。灌浆结束后，用混凝土浇筑孔道顶端，并注意做好顶端混凝土的养护工作。

3 无粘结预应力混凝土结构中的裂缝问题

预应力混凝土结构形成裂缝的原因，与普通的钢筋混凝土结构有共同点，主要表现在以下几个方面：混凝土塑性塌落；塑性收缩裂缝；碱性骨料化学反应；混凝土水化热；混凝土干缩；钢筋腐蚀；外部荷载过大；结构基础不均匀沉降；外界温度变化。除了上述共同点外，预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比，也有其自身的特点，主要表现在如下两个方面：（1）预应力混凝土构件的受拉区布置有预应

力筋，如果通过外部作用提供预加压力，虽然能够在一定程度上起到抵消预拉区拉应力的效果，但是按照存在活载情况计算出来的构件在无活载作用时，预压应力有可能使预拉区产生裂缝。（2）在预应力筋锚固端，预压应力对锚固部位的挤压使得此处产生沿钢筋走向的水平纵向裂缝。概括讲来，裂缝原因归结为两类，一类属于由于外部环境的变化影响，导致无粘结预应力结构的梨花性质出现改变，例如温度影响、湿度影响以及太阳辐射等；另一类是由于预应力筋自身结构的改变导致的裂缝，例如预应力混凝土失水干缩、塑性收缩，或是由于工程上部荷载压力增加导致地基不均匀沉降等，都会在一定程度上导致裂缝问题。

4 裂缝问题的防控措施

第一，要做好密封防水工作。无粘结筋塑料保护套在施工过程中容易出现破损问题，失去对内部钢筋结构的保护作用。后期混凝土浇筑后，很容易造成钢筋腐蚀。因此，必须要使用水密性胶带，重点缠绕无粘结筋的塑料保护套。在波纹管的两端也需要采取密封措施，防止外部水分进入到套管内，造成套管内壁腐蚀和裂缝。

第二，要将无粘结筋绑扎在固定架上，一方面可以有效预防预应力张拉导致的塑料保护套管位移；另一方面也可以提高无粘结筋和固定架的整体抗压能力。需要注意的是，应当使用柔性塑料绳带进行捆绑，以避免绑扎过紧导致保护套开裂。

第三，无粘结预应力混凝土施工中的锚环、夹片裸露在外部，在施工过程中容易受到损坏，也应当采取保护措施。可以选用内注油脂的塑料帽外罩，然后浇筑封闭锚穴的膨胀混凝土或环氧砂浆，锚穴内壁应涂环氧树脂或其他粘结剂。

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