超高层大跨度房建后张法有黏结预应力混凝土施工工法

郭 文

（中交第三公路工程局有限公司第五工程分公司，北京 110021）

HAVELOCK CITY商业发展项目位于斯里兰卡科伦坡6区，项目占地约19872m2，总建筑高度为202.58m，为中交三公局首个海外超高层建筑。该项目为地下2层和地上49层结构，其中地下2层为停车场，地上6层裙楼（3层为夹层结构）为购物商场和电影院，7～49层为标准写字楼。裙楼及地下室建筑面积约63738m2。塔楼建筑面积约77354m2，总建筑面积约141092m2。该项目是一座集购物、娱乐、办公为一体的超高、超大智能化综合体建筑，同时也将成为斯里兰卡科伦坡的地标性建筑。其中，塔楼为超高层建筑，裙楼及地下室为大跨度建筑。在施工中为了控制施工质量，节约材料成本，在塔楼与裙楼施工区域使用后张法有黏结预应力混凝土施工技术，以达到预期优化效果。

1 工法特点

超高层大跨度房建后张法有黏结预应力混凝土施工工法由中交三公局第五工程分公司首次应用于海外超高层大宽度建筑中。通过预应力施工工法可以对构架施加一定的预应力，并通过张拉后减少或者推迟裂缝的出现或产生。同时，由于预应力钢绞线在混凝土中经过张拉作用，可同样得到与铺设相关要求数量的钢筋后浇筑混凝土形成施工层面一样的效果，并且预应力工法还可以减小如梁柱的竖向剪力与横向拉力。

2 适用范围

后张拉有黏结预应力施工工法被广泛应用于桥梁建设施工中。中交三公局通过整合创新该施工工法，将预应力工法运用在海外超高层房建项目中。HAVELOCK CITY商业发展项目塔楼为51层标高的超高层，裙楼及地下车库为大跨度施工建筑层。将大跨度后张法有黏结预应力混凝土施工工法运用在房建中，可以节省大量钢筋和混凝土，节约成本的同时还可以避免产生混凝土裂纹等现象。

3 工艺流程及原理

（1）在指定施工区域搭设脚手架，铺设模板并及时检查校正。确保模板铺设正确完毕后，安装模板边模及端模，整体涂抹脱模剂。

（2）绑扎骨架钢筋，铺设预应力钢筋所使用的波纹管。绑扎梁上部钢筋和梁端附加钢筋，同时对预应力钢绞线下料及编束。全程钢绞线不允许碰触油脂和腐蚀材料，下料不允许用如电气焊等火焰进行切割，且切割过程中避免钢绞线出现机械损伤，以保证钢绞线质量与使用需求。

（3）对钢绞线进行穿束后报备监理进行验收。钢绞线穿束前，应检查规格、总长度是否符合要求。钢绞线下料时，需要超出原有规定长度1～2m。因为海外项目材料采购需要进口，且材料价格高昂，所以在下料过程中需要预留出张拉设备尺寸外、超出规定长度1～2m的钢绞线以满足现场实际钢绞线使用需求。

（4）验收后，进行混凝土浇筑，同时制作混凝土试块，以便随时监测。达到相应周期要求后，进行拆模，并进行养生养护。

（5）准备预应力所需设备，同时进行清孔检查，机具、锚具校验。准备好后报备监理进行张拉。张拉过程中，如果超过钢丝绳有脱丝、断丝、滑落现象，必须重新张拉，使张拉符合设计使用条件。

（6）张拉钢绞线后进行锚索锚固，并压浆封锚。压浆封锚时，注意气孔是否堵塞，保证整体混凝土质量。由于斯里兰卡为亚热带国家，常年气温在29～34℃，温度较高。而钢筋混凝土施加预应力会使钢筋强度在高温作业下降低，因此耐火极限也同比下降，在消防上存在隐患，需要加强消防管理措施。

（7）最终封端混凝土，检查验评，以达到后张拉有黏结预应力施工工法预期效果。

4 操作要点

（1）施工前，准备好施工工具，组织好施工人员，然后对预应力筋进行下料与加工，加工好后穿入波纹管并进行铺设，铺设后张拉预应力筋，达到要求后开始注浆，最终对锚具进行封闭，留出气孔。

（2）根据预应力混凝土所需作业空间，按照设计要求准备好相应规格和总长度的预应力钢绞线。堆码需整齐且避开油污、腐蚀性液体（物体），以满足钢绞线使用条件，同时准备好相应张拉设备及所有辅助材料。

（3）预应力钢绞线下料过程中需要考虑长度、张拉力、弹性值、张拉设备以及钢材的品种等，同时注意施工的方法。张拉的钢绞线下料长度L按以下公式计算。

一端张拉时：

两端张拉时：

式中：L1为构件的孔道长度；L2为张拉端锚垫板厚度；L3为夹片式工作锚具厚度；L4为张拉端外露预留长度；L5为锚固段长度。

5 主要施工机具设备、材料

在后张拉施工工法中，预应力筋、锚具、注浆机具和张拉机具是配套使用的。其他主要施工机具有CH2206/8DA液压穿心式千斤顶、CH258DA单束穿心千斤顶、U70式高压液压泵、SD6503混合搅拌机、压花机、挤压机、计量设备、贮浆桶、过滤器、橡胶管、连接头、注浆嘴、切割机、手提砂轮机等。

6 质量控制

按照相关国家及其公司要求，不仅要在质量管理制度与质量控制过程中做到“横向到边、纵向到底”，同时还要在施工过程中严格要求全面贯彻落实。

（1）测量应严格遵守测量技术规范，准确测量各项参数，及时与预应力施工人员联系沟通，确保预应力施工准确无误。

（2）预应力张拉需要采取对称式分阶段张拉，在张拉计算过程中也需要考虑应力损失并控制在先张拉预应力筋的应力值范围内。

（3）由于斯里兰卡为临海国家，海雾侵蚀比较严重，因此预应力灌浆水泥浆水灰比应设置为0.4～0.45，搅拌后3h泌水率宜控制在2%，最大不超过3%。水泥浆中掺入对预应力筋无腐蚀作用的外加剂，如0.05%～0.1%的铝粉或木质素磺酸钙类添加剂以防止氯对绑扎钢筋的侵蚀。

（4）孔道使用金属波纹管。成型用管道的内径应至少比预应力筋或连接器的轮廓直径大6mm，其内截面积应不小于预应力筋界面剂的2.5倍。

7 安全措施

HAVELOCK CITY商业发展项目根据现场实际情况，结合施工需要，对现场施工人员进行安全生产培训。要求：施工区域必须搭设防护栏并安装警示标识；机械设备操作人员必须持有相关设备操作证，并在安监部统一培训后方可上岗；工作过程中禁止饮酒、擅离职守；机械故障发生后应第一时间报送至物资设备部进行检查维修，维修好后填写维修保养记录；工程施工作业中严禁不按照机械设备管理制度要求进行违章作业，认真做好对设备的清洁、润滑、防腐等工序。由于该项目是海外项目，因此在具体施工时，不仅要按照我国房屋建设方面的相关要求，还要按照斯里兰卡对于房屋建设方面的相关制度与要求。

8 环保措施

房屋建设项目在环境管控上有严格的要求。在混凝土浇筑施工中，需及时清理残料废料并对需要冲刷的区域进行冲洗，废水经过两次沉淀后方可排入污水处理管道，以免污染水系；施工过程中尽量减少混凝土泵送与振动棒震动中产生的噪声污染；白天施工作业中应使用塔吊喷淋系统与项目周边网络喷淋系统进行喷淋，降低粉尘对周边环境的影响；混凝土搅拌站运转时产生的粉尘对人体及其周边环境有很大的危害，因此在工作过程中，所有施工人员必须准备相关的防尘器具，避免相应粉尘疾病的产生；施工营地与施工现场垃圾需分类并进行回收，联系斯里兰卡当地政府垃圾专门清运部门进行分类运送处理。

9 节能措施

以往房建施工作业中，需要按照图纸与现场施工作业的要求，铺设等量的钢筋后进行效验，效验合格后进行报验，报验通过后再进行混凝土浇筑等工序，不仅浪费人工且浪费材料。使用预应力施工方法，可有效节约钢筋和混凝土，尤其是在大跨度施工区域。在房建中有很多构件形状为细长形，预应力施工工法可在预应力筋受拉后，提高受压构件的稳定性，对纵向受力的混凝土结构件起到了抗压弯和提高构件疲劳强度的作用。

10 结束语

大跨度后张法有黏结预应力混凝土施工工法可应用在大跨度、大柱网的结构中，有效减小混凝土构件的整体尺寸，降低能耗，减轻建筑物重量，节省工程造价。该项目为超高层、大跨度、中庭空间大的房建施工项目，且为中交三公局首个海外智能化楼宇项目。故经多方论证，最终确定使用后张法有黏结预应力混凝土施工工法。预应力筋采用φ15.7mm、1860级低松弛钢绞线，波纹管采用φ80mm圆形金属管，φ75mm扁形波纹管，固定端采用P型挤花锚和H型压花锚，张拉端采用内凹式张拉工艺。节约钢筋约1500t，成本为720万元；节约混凝土约10650m3，成本为657万元；节约人工成本30人/月，共历时18个月，成本为84万元；共节约成本1461万元。整体提高了生产效率，缩短了施工工期，赢得了公司及HAVELOCK CITY业主的充分肯定。