大跨度预应力混凝土梁（后张法）质量控制要点.pdf

江苏建筑 2 0 1 1 年第 2期 ( 总第 1 4 0期) 4 l 大跨度预应力混凝土梁( 后张法) 质量控制要点 倪 祖 平 ( 连 云港科 谊工 程建设监 理有 限公 司 ， 江苏 连云港2 2 2 0 4 6 ) 摘 要】 预应力 枝术作为一项新工艺正在施工中推广使用， 文章总结施工监理过程中对原材料及半成品、 模板及钢筋、 混 凝土、 预应力张拉及压浆等施工过程 中的监理质量控制要 点进行 了论述 。 【 关键 词】 预应力； 大 跨度； 后张法； 质量控制 【 中图分类 T U 7 5 7 1 4 【 文献标识码 B 【 文章编 - o o 5 6 2 7 0 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 4 1 0 4 C o n s t r u c t i o n a n d Qu a l i t y C o n t r o l o f P r e s t r e s s e d B e a m wi t h L a r g e S p a n b y P o s t - Te ns i o n i n g M e t ho d NI Zu -pi n g ( L i a n y u n g a n g Ke Yi C o n s t r u c t i o n S u p e i s i o n C o ， L t d， L i a n y u n g a n g J i a n g s u 2 2 2 0 4 6 C h i n a ) Ab s t r a c t ：PC t e c h n o l o g y a s a n e w t e c hn o l o gy i s p r o mo t i n g t h e u s e o f c o n s t r u c t i o n ，t h e p a p e r s umma riz e s t h e p r o c e s s o f c o n s t ruc t i o n s u p e r v i s i o n o n r a w ma t e ria l s a n d s e mi - f i n i s h e d pr o d u c t s ， t e mpl a t e s a n d r e i n f o r c e d c o n c r e t e ，pr e s t r e s s e d t e n s i o n i n g a n d g r o ut i n g s u p e rv i s i o n i n t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s s u c h a s q u a l i t y c o n t r o l p o i n t s a r e d i s c us s e d Ke y wo r d s ：p r e s t r e s s i n g ；s p a n ；p o s t t e n s i o n e d ；q ua l i t y c o n t r o l 1 概 述 在现代的建筑工程 中为 了满足使用 的功能 ，尤其大型 工业 厂房或仓库以及混凝土简支梁桥 ， 当跨度f 或跨径) 大于 2 0 IT I 时 ， 尤 其 是 3 0 r n以上 时 往 往 采 用 预 应 力 混 凝 土 梁作 为主要承力构件 。 预应力混凝土梁有先张法与后 张法两种 ， 而较大跨度f 或跨径) 者或大型预制构件 ， 多采用后张法的施 工工艺。连 云区人民法院综合 审判楼位于连云新城 的行政 路和北固山道 的交叉处。为 1 4层 现浇混凝土框剪结构 ， 抗 震设防为 7度 ， 建筑为三类。 混凝土 的等级为地下室到 5层 C 4 0 、 6到 9层为 C 3 5 、 9 层 到 1 4层 为 C 3 0 。非预应力钢筋采 用 I 、 I I 级钢 。第 4层 审判 大厅层高 1 0 4 m， 长 2 7 n 1 跨度 为 2 5 1 7 1 ， 框架粱设计 为后 张预应力 混凝土 ， 采用有粘结 预 应 力混凝土技术。钢丝束规 格为 4 6 中 s 1 5 - 2 。张拉体 系为 Y C W1 5 0千斤顶配套 的Z M 4 ， 5 0 0型电动油泵。灌浆设备采 用 U B J 2型灰浆泵。 2 原 材 料 及 半成 品控 制 件以及 出厂 日期分批进 行检 查验收。以进 厂同一批产品数 量为检验批 ， 每检验批代 表数 量不 超过 2 0 0 t ， 检测其细度、 凝 结时间 、 安定性 、 抗压强 度 、 抗折强度等指 标是否符合规 范要 求 2 2钢 绞 线 按照设计要求 本 工程 预应力筋采用 l 8 6 0 M P a高强 度低松弛预应力钢绞线 其质量应符合 G B T 5 2 2 4 2 0 0 3 ( 预 应力混凝土用钢绞线 标准要求 ， 其截面尺寸及力学性能见 表 1 。 该钢纹线单位质量 1 I 4 k m。 预应力钢绞线应成批验收 ，每批 由同一牌 号、同一规 格、 同一生产工艺制作的钢绞线组成 ， 每批重量不大于 6 0 t 。 进场验收时应对其质量证明书 、 包装 、 标志和规格等进行检 查 ， 检验数量从 每批 钢绞线中任取 3盘 ， 进 行表面质量 、 直 径偏差 、 捻距和力学性能试验 。 试验结果如有一批不合格则 不合格盘报废 。再从未试验过的钢绞线中取双倍数量 的试 表 1 钢绞线截面特征及力学性能表 2 1 水 泥 检查其厂家 的生产合格证 ， 并按其 品种 、 强度 、 证明文 【 收稿日, 2 0 1 0 0 9 - 2 6 【 作者简介1 倪 祖 平 ， 莲 云 港 科 谊 工 程 建 设 监 理 有 限 公 司 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 2 江苏建筑 2 0 1 1 年第 2期 ( 总第 1 4 0期 ) 样进行该 不合格项的复验。 如仍有一项不合格 ， 则该批判为 不合格品。 主要检查其弹性模量 、 最大负荷 、 屈服负荷、 伸长 率、 松 弛率等指标是否符合规范要求 。 2 _ 3 锚 具 锚具进场时 需方应按合同核对产品质量证 明书 中所 列的型号 、 数量及适用于对应强度等级 的预应力钢材 ， 确认 无误后应按下列 3项规定进行检验 。检验合 格后方可在工 程中应用 。 ( 1 ) 外观检查 。 从每批中抽 1 0 的锚具且不小于 l 0套 ， 检查其外观质量和外形尺寸 ，并按产 品技术条件确定是否 合格 。 所抽全部样品均不得有裂纹 出现 ， 当有一套表面有裂 纹时 则本批应逐套检查 ， 合格者方可进入后续检 验组批 。 ( 2 ) 硬度检验。对硬度有严格要 求的锚具零件 ， 应进行 硬度检验 应从 每批 中抽取 5 的样品且不小于 5套 ， 按产 品设计规定 的表面位置和硬度范 围做硬度检验 。有一个零 件不合格时 则应另取双倍数量的零件重做检验 ， 仍有一件 不合格时， 则应对本批产品逐个 检验 ， 合格者方可进入后续 检 验 组 批 ( 3 ) 静载锚 固性能试验 。 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 、夹具 组装件 到国家或省级质量技术监督 部门授权的专业质量检测机构进行静载锚固性 能试验 。试 验结果应单独评定 ， 仍有一个试件不符合要求时 ， 则该批锚 具应 视为不 合格 品 。根 据 建筑工 程预 应力 施工 规程 ( C E C S 1 8 0 ： 2 0 0 5 ) 本工程属于锚具用量较少工 程 ， 故锚具静 载试验报告 由厂家提供 。 预应力筋锚具验收批的划分 ：在 同种材料和同一生产 工艺条件下 。 锚具应 以不超过 1 0 0 0套 为一个验收批 。 2 4波 纹管 预应力混凝土用金属波纹管 进场时应检查其 出厂合格 证 和质量保 证书 同时抽取试件检查其外观质量 ， 金属波纹 管外观应清 洁， 内外表 面无油污 ， 无引起锈蚀 的附着物 ， 无 孔 洞 和 不 规则 的折 皱 咬 口无 开 裂 、 无 脱 扣 。 同时 检 验 其 几 何尺寸 、 集中荷载下径向刚度 、 抗 弯曲渗漏等指标是否符合 规范要求 。 金属波纹管外观检查合格后 ，从 每批 中任意选取 3 ( 不少 于 3根 ) 先检查波纹管 的内径 与钢 带厚 度 ， 再将波纹 管弯成半径 为 3 0 d的圆弧 ， 高度不小于 1 m， 检查有无开裂 与脱扣现象 。 根据 建筑工程预应力施 工规程) ( C E C S t S 0 ： 2 0 0 5 ) 本 工程属于波纹管用量较少工程 ，故波纹管试验报告 由厂家 提供。 3 模板及钢筋施工过程控 制 3 1 支撑与模板 ( 1 ) 施工时必须 配备足够的支撑及脚手架 ， 模板 及支撑 应考虑能承受结构 自重 和施工荷载 ，要求支撑有足够的承 载能力 ， 稳定性好 。 ( 2 ) 预应力梁底模及支撑 在张拉前严禁松动。 楼板底模 及支撑可以在预应力梁张拉前拆 除 但是必须 保证预应力 梁 的支撑能够承担其两侧板及次梁传来的各种荷载。预应 力梁的支撑的拆 除应从跨 中向两边对称进行。 ( 3 ) 端模制作 ： 位于张拉端 的端 头模板应采用木模 ， 宜 在预应力穿柬完成后封闭 。根据施工图的预应力筋相应位 置在木模上打孑 L ，安装模板时其圆孔应与预应力筋伸出位 置 相对 应 。 ( 4 ) 预应力梁的侧模板应 留一边 等预应力铺筋 完毕后 再封闭。对拉螺杆的位置应避开预应力管道。 3 2 钢 筋 绑 扎 ( 1 ) 原则上非预应力筋制作 及绑扎时应避让波 纹管及 端部锚垫板或预应力筋位置 ，并对非预应力钢筋作适 当调 整 以避让预应力筋位置和保证预应力筋矢高 。 在实际的施 工 中 梁 内附加吊筋如影 响预应力孔道的铺设 ， 可将 吊筋移 位 ， 或改为等效的附加箍筋 。 当框架 梁的负弯矩筋在梁端 向 下弯碰 到埋件 时 ， 可缩进 向下弯 、 侧弯或者 上弯 ， 但是必须 满 足锚 固长度的要求 。 ( 2 ) 钢筋绑扎完毕后应随即垫好梁 的保护层垫块 ， 以便 于预应力筋标高的准确定位 。 ( 3 ) 每根 预应 力梁非预应力筋绑 扎完成后开始 预应 力 孔道铺设 。 3 3预应力筋铺设 f 1 1 铺管穿筋前的准备 准备支架 ：根据施工图预应力筋的中心线距梁底高 度定出波纹管底 的支架高度 。 支架采用 I 2的钢筋焊结固 定在箍筋 上 ， 间距不大于 1 0 0 0 mm， 要求竖 向位置误差在 1 0 mm以内。 预应力筋制作 ： 预应力筋制作在加工厂下料完成， 下 料长度按施工图结合具体锚固形式及张拉设备要求的工作 长度正确丈量 ， 并编号。 根据 预应力翻 样图在模 板上标 记每 束预应力 孔道位 置 。 ( 2 1 波纹管铺 放 铺放前的检查：铺管使用的金属波纹管必需经检验 合格 ， 如发现脱扣现象应用胶带修补或截断。 铺管： 非预应力梁筋绑扎完后， 按标记位置将波纹管 放人板内 ， 两根管间加接头管 ， 接头管两端接 口处用胶带封 裹 ， 见 图 l 。 W 蓝 1 ) 5 0 图 1 波 纹 管接 头安 装 示 意 图 ( 3 ) 埋件安装 锚垫板安装时穿 套波纹管 ， 然后按施工图尺寸定位 并 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 1 年第 2期 ( 总第 1 4 0期) 4 3 用短钢筋架立与非预应力筋电焊 固定 。锚垫板后螺旋筋 紧 贴垫板 ， 确保局部 承压效果 ， 并与垫板及其它非预应力钢筋 固定 ， 最后将波纹管理顺并与支架筋用铁丝 固定 。 如螺旋筋 安装困难 ， 可用钢筋焊结网片代替 。 ( 4 ) 穿束 铺 管完成后即可穿入钢绞线 。 穿束时采用特制的“ 子弹 头” 将钢绞线逐根穿入 ， 若穿束受阻 ， 不得回抽钢绞线 ， 应将 钢绞线旋转数周后在继续穿柬。 ( 5 1 灌浆( 泌水 ) 孔的设置 为了满足工程施工 的需要 ，本工程在靠近波纹管 的波 峰处设置灌浆( 泌水 )孔。泌水管安装时在波纹管上开一 2 5的t J , L ， 上覆海棉及特制塑料盖板 ， 在盖板 嘴上接 2 5 的塑料管 ， 伸出梁面 5 0 0 m m以上 ， 见图 2 。 为防止浇捣混凝 土时压扁可穿人一短钢筋在 塑料管 内，在混凝 土浇筑后及 时拔掉并用胶带包住管 口， 以防石子等进入管 内堵塞孔道。 横 t t l l 埘 1t 2 5 艄 3 _l H ， t - 糕 聃 t 籼 4 目 t 目 图 2 泌 水 管 安 装 示 意 图 I蚶 1 I r ： 一 L j 图 3泌水 管布置示意图 f 6 ) 铺设质量 的检验 铺管穿束完成后 ， 应 由专人检查波纹 管的位置 、 破损情 况、 钢绞线根数及外露长度 等。 若钢绞线外露长度不满足千 斤顶工作长度 要求 ， 应作 出适 当的调整。 钢绞线的外露部分 应用塑料布或水泥袋纸包裹 ， 防止污染或锈蚀 。 4 混 凝 土 施 工 过 程控 制 混凝土配制按设计要求进行 。 浇筑时不得集 中卸料 ， 防 止预应力筋在大量混凝土的直接 冲击下移位。混凝土应采 用机械振捣 ， 保证 混凝土的密实性 ， 尤其是钢筋密集部位及 端部 ， 但应 不使 振动棒直接振击波纹管 以免破损或移 位。 混凝土浇捣结束后 ， 应加强养护 ， 保持充分湿润 ， 防止水分 过早蒸发而表面产生裂缝 。在浇筑时除留置土建竣工资料 中需要 的试块外 尚要留置二组施工试块 ， 并与构件同条件 养护 。 以确定预应力筋张拉时间。 混凝土浇筑后及 时拆除端 部模板 ， 清理端部埋件。 在混凝土浇筑过程中，土建现场振动泵使用 时要 派专 人全程值班 ，随时提醒振动泵操作人员注意保护预应 力管 道 ， 如发现波纹管破损 ， 及时修补 。 5预 应 力 筋 张拉 及 灌 浆 预应 力筋张拉 是通过 张拉 机械将 力作用 于预应 力筋 上 ， 然后通过 预应力筋的锚 固将力作用于框架粱或楼板 上， 从而在结构中建立起预应力 。 因此 预应力筋张拉是整个预 应力施工的关键 、 它将最终 决定构件 中预应力值 的大小 。 因 此 ， 施工时务必精心旎 工， 确保工程质量。 5 1 张 拉前 的准 备 ( 1 ) 张拉前土建单 位应 提供书 面的混凝 土强度试验报 告 ， 其强度应达到设计强度 的 1 0 0 ： 没有 书面的混凝 土强 度试验报 告 ， 禁止张拉 。 ( 2 ) 拆除端模 ， 并将埋件面的水泥砂浆清理干净。安装 好锚板并逐孔装上夹片 ， 以备张拉。 ( 3 ) 张拉应配有 3 8 0 V 2 0 A的 电源 接线板 ， 电缆线 的长 度应 能使接线板到达各构 件的两端 。 ( 4 ) 张托时必须搭设张拉工作平台。 张拉平台必须有一 定 的工作面及可靠的安全度 以及 围护装置。 ( 5 ) 按照设计 图纸要求 ， 计算 出预应力筋 张拉伸长值 以 及 预 应 力 筋 张 拉 力 。 5 2 张 拉 机具 的 配备 张拉前应配备相应 的张拉机具 ，并对所用张拉设备进 行校验 、 检修 ， 确保机具处于 良好的工作状态 。本工程投入 以下主要张拉设备 ： 电动油泵( Z B 4 5 0 0 ) 2台 配 套穿 心式 千 斤 顶 l 5 叮 1台 5 _ 3张拉前应检查 张拉设备 千斤顶与油表应 由有资质 的试验检测机构在万能机上 按 主动态 ( 即和张拉工作状态一致) 方式进行 配套标定 。按 设计要求 ， 预应力筋张拉控制应力 为： O 7 =0 7 5x1 8 6 0 =-1 3 95 N mm 在张拉过程 中采用超 张拉 1 0 5 c r 方式， 即预应 力框架 梁 的张拉程序如下 ： o I + o 2 ( 量 初值 ) 一 o _曲( 量 终 值 ) 一 锚 固 每束 张拉力计算方法 ： l 3 9 5 N mm 2 x 1 4 0 mm ( 每 根 钢 绞 线 截 面 积 ) 6根 = l l 71 8 k N 5 4张拉 以应力控制为主 ， 并辅以伸长值校核 理论伸长值 可按 下式分别计算各曲折 线段 的伸 长值后 叠 加 。 表 2 预应 力筋张拉力汇总表 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江苏建筑 2 0 1 1 年第 2期 ( 总第 1 4 0期 ) ) L、 曲线段的实际长度 一 预应 力钢绞线弹性模量 曲线角度 、 摩擦系数 预应力曲线分段原则 。 见图 4 。 图 4预应 力张 拉 伸 长 值 曲线 分 段 示 意 图 5 5 张 拉 顺 序 在预应力张拉过程 中 应根据预应力梁 、 板在该层平面 上分布的特点 ， 基本保证对称张拉。 5 6 孔道灌浆及封锚 预应力筋张拉锚固后应尽快灌浆 ，并对预应力外露锚 具进行封堵处理。灌浆时间必须 与土建对预应力梁支撑落 架时机相配合 ， 为最大限度 的保证灌浆质量 预应力梁支撑 落架应在灌浆强度 达到 M1 5后进行。 ( 1 ) 预应力孔道灌 浆 灌浆材料采用水泥净浆。 灌浆水泥应采用 4 2 5级的普通硅酸盐水泥， 水灰比 约 0 4 2 ， 水泥浆 3 h泌水率不大于 2 。 水泥浆应搅拌均匀 ， 在梁端灌浆子 L 采用压力灌注 在 进人灌浆泵前浆需 过筛 灌浆过程 中应保证持续压力 灌浆 应缓慢连续进行 ， 不得中断。 灌满子 L 道后 ， 先堵泌水孔 ， 待锚 垫板上排气孔排净空气 ， 喷出浓浆后堵塞排气孔 ， 并适 当持 压 。 灌浆后还应持续对灌浆孔进行人工补浆， 排出泌水， 直至浆面不下降为止。 灌浆的同时每班应留置不少于2组的水泥浆试块， l 组 以确定预应力梁落架时间 ， 另 l 组养护 2 8 d留作竣工资 料 ， 水泥浆试块抗压强度不得低 于 3 0 N m m 2 。 ( 2 ) 锚具封堵 本工程锚 具采用外露式做法，预应 力筋 张拉后 切除多 余 的钢绞线，预应力筋切割后露出锚具夹 片外的长度不少 于 3 0 r fl r f l ， 最后用 同强度等级微膨胀细石混凝 土封堵锚具 。 浇筑时 ， 注意保护已张拉锚 固的锚具 ， 不得直接振捣锚具。 6主要 问题 的 处 理 后张法 预应力梁施工过程中出现 的问题主要有 ：预 应 力孔 道堵 塞 ， 两端 张拉时 ， 钢绞线伸 长量两端差 别大； 钢绞线张拉总伸 长量与设计计算 值差别大 如大于 6 。 ( 1 ) 如何处理孔道堵塞 ： 产生孔道堵塞问题的原因主要 是 采用 了不 当的振捣方法 ， 插 入式 振捣器频繁碰撞波纹管 而金属波纹管强度低 ， 造成破裂堵塞。 可以针对此原因采取 预防措施 ， 比如改善振捣方法 、 提高波纹管强度等。 另外 ， 可 在 刚浇灌后终凝前 ， 在梁体两端将钢绞线适 当对拉。 发现孔 道堵塞后 ， 应停止张拉钢绞线 ， 在孔道两端灌水从而可以根 据 梁体两侧的水 印与色泽判定堵塞部位 。只有判定 准了堵 塞部位才能够在梁体一侧钻孔清除堵塞处钢绞线上的水泥 浆 ， 再继续 张拉 直到符合设计值 。 ( 2 ) 3 n 何处理钢绞线 张拉伸长量差异 ： 钢绞线张托伸长 量如果 与设 计值 相差 超过 6 ， 应 认真排查原因 。 如钢绞线 质量f 如弹性模量或强度) 问题则应该更换钢绞线 。如属 于 操作原 因 则应该认真按以下方法预防控制。 在张拉之前应先检查调整两端 钢绞线位置 ，同时用 涂料做标记 ， 然后套上工作锚 、 夹片和限位板 。 在初应力f 如 1 0 张拉 力) 状态下对 预应 力筋 的伸长 量开始量测 通过 压力表读数控 制每级 张拉力 ， 为保证精 确 ， 用游标卡尺测量伸长量 ， 将数据记 录整理 。 一般设计图纸上所示的张拉力 为封闭前锚具内的瞬 间力 ， 实际伸长值计算式： A ： L I + AL 2 a b c 。 式中 ： 己 为后张法预应力钢绞线实 际伸长值 ： l 为初应力至最大 张拉应力 间的实测伸长值 ； 2为初应力 的推算伸长值。 a 为锚具楔 等引起的预应力筋 内缩值 b为工作锚至工具 锚 之间钢绞线 的伸 长值 ， c为混凝土梁 的弹性压缩值 ， b 、 c一 般很小 可以忽略 将实际伸长值与理论伸长值进行对比 ，如果误差在 控制范围内 ， 则该钢绞线张拉完毕。 7效 果 在工程实践 中， 通过对以上原材料和工序的过程控制 施工非常顺 利，工程项 目通过监理单位和施工单位两方面 的质量 控制， 从 材料到设备及 成品质量全部 合格， 达到 了 预期的进度 目标 。 该工程顺利通过竣工验收 投人使用 无 异常情况， 质量保持 良好。 e 坐业业业 誊逝 业业妊丧盥 妊 誊业 业誊船妇妊妊韭肇 业船誊 船业 江苏省土木建筑学会暨 江苏建筑 编辑部向支 持 学 会 的 学 术 交 流 ，科 技 普 及 ， 会 刊 绚 辑 出 版 工 作 的 土 木 工 程 与 建 筑 企 事 业 单 位 ， 高 等 院 校3 兄 弟 学 会 表 示 衷 心 的 感 谢! 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m