论超长无粘结预应力混凝土结构施工技术
摘 要：本文结合工程案例，介绍无粘结预应力技术控制收缩裂缝的有效方法，对超长结构地下室外板收缩裂缝控制这一施工难题进行了分析，并对类似工程具有一定的参考作用。
关键词：超长结构；无粘结预应力；施工技术
中图分类号：TU75 文献标识码：A
一、超长地下室混凝土收缩裂缝产生原因与分析
与混凝土收缩有关的因素有很多，如混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种，混凝土骨料的物理性质和最大粒径、养护条件等等，混凝土自身收缩也是混凝土收缩的一个主要来源。混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。
二、超长地下室混凝土温度应力分析
考虑整体温度变化的作用，认为结构在大气中温度均匀，结构随大气温度变化而变化，因大地温度变化小，近似恒温，因此可认为地下部分结构温度保持恒定，可不考虑温度作用的影响。还要考虑混凝土收缩的当量温差。混凝土收缩是一种随时问而增长的变形，结硬初期发展较快，以后增长较慢，两年后趋于稳定。最终收缩应变e约为(20-40)×105。
三、超长结构混凝土温度应力的无粘结预应力设计
设置后浇带等方法进行裂缝控制只能解决部分早期收缩应力及裂缝控制的问题。相对这些措施，采用施加预应力的方法则是个相对简单有效的方法。当前这种超长结构技术的应用大多采用部分预应力形式，即预应力筋与普通钢筋结合使用，共同抵抗温度收缩变形，这种技术的采用是一种更加合理经济的措施。现以下面工程实例对无粘结预应力在超长结构中的应用进行讨论。
3．1工程概况
该工程建筑面积约为270000m2，框架结构，建筑共有12栋，地上31层，地下2层。地下室柱网基本为8m×8m，地下室整体平米尺寸为168mX359m。X、Y方向多跨连续布置不设缝，属于超长混凝土大板结构。
3．2设计原则
设计中，考虑把预压应力控制在0.8～1.2MPa左右，即可抵消大部分温度应力，仅在结构中产生≤0.5a的次拉应力，小于C3O混凝土抗拉强度标准值(fik2.OlMPa)。
3．3预应力筋布置
设计考虑使用1860Mpa高强度低松弛无粘结预应力钢筋，张拉应力控制在0.7，超张拉3，混凝土强度为C30。预应力布束间距为500mm，Ap—140mm2，直线布束，预应力筋位于板中(h/2板处，h为板厚)；预应力筋长度在30m以内，采用单端张拉；当预应力筋的长度为30～60m时，采用两端张拉。
3．4预压应力校核：
室外地下室顶板有250mm 与300mm厚两种板厚，取σpe—1000N／mmz。
当板厚h—250mm时：
等效板厚he=250+300×(7O0-250)/8000=267mm预压应力—σpe Ap/(S·he)—1000×140/(500×267)—1.049MPa。当板厚h—300mm时：等效板厚he =300+300×(9O0-300)/8000=323mm 预压应力—σpe Ap/(sohe)=1000×140/(500×323)—0.868MP。
以上验算均满足要求。
四、超长结构混凝土温度应力的无粘结预应力钢筋施工要点
4．1无粘结预应力工程材料
①预应力筋
使用1860级φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线，质量应符合GB/T 5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》标准要求。预应力筋钢材进场后应立即按供货组批进行抽样检验。力学性能：抗拉强度：fptk≥1860N/mm2，延伸率：600≥3.5％。
②预应力锚具及挤压套
锚具采用夹片锚，锚具进场时应有生产厂家出厂合格证明，并经有资质的检测机构，按照国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB5O2O4-2002)经外观、硬度复检合格后方可使用。固定端采用P型挤压锚，下料后即可在挤压机上成型。当工程使用量较大时可随机一次取样三根对其做挤压套组件抗拉试验，抗拉试验值应大于钢绞线极限破坏值。
4．2无粘结预应力施工工艺流程
由于超长 昆凝土大板结构面积较大，需要划分施工段分段施工。考虑到预应力筋穿束总是落后于钢筋绑扎，为了保证预应力施工能够及时完成，施工段的划分必须充分照顾到预应力施工，预应力铺设同钢筋绑扎及模板支撑系统施工流水进行。
无粘结预应力组要施工流程：
预应力分项工程施工准备一支板模板一绑扎底筋一穿无粘结预应力筋一放置马凳并用铁丝固定一固定端定位焊接一张拉端定位焊接一绑扎面筋一隐蔽工程验收一浇筑混凝土一混凝土养护，搭设张拉脚手架一混凝土达到设计强度后，安装锚具、张拉预应力筋并锚固一切割外露多余钢绞线一锚具防腐处理一端部细石混凝土封堵。
施工流程操作要点
①无粘结筋的铺放：
无粘结预应力筋支托按照图纸间距、矢高，马镫固定。要求位置准确，要求牢靠。无粘结筋与锚垫板垂直。在板面张拉的板预应力筋采用泡沫留孔。混凝土应振捣密实。尤其在张拉端部，钢筋密集，混凝土浇注施工时更应加倍注意。必要时可适当减小混凝土石子粒径或采取其它合理的措施解决。张拉端布置如图1：
②预应力张拉：
张拉时采用应力控制法，按照设计张拉力标定千斤顶和高压油泵，作到表、千斤顶配套，不混用。涨拉时用钢绞线伸长值来进行检验。预应力混凝土强度达到设计强度时，方可进行张拉。张拉应有同条件养护试块的试压报告。安装锚具前必须把张拉端埋件清理干净；锚具安装时，锚板应对正，夹片应打紧，且间隙要均匀；安装张拉设备时，千斤顶张拉力的作用线应与预应力筋末端的切线重合；张拉时，要严格控制进油速度，回油应平稳；张拉过程中，应认真测量每束预应力筋的油压表数及伸长值，并作好记录。张拉完毕后，用手提砂轮锯切除外露多余预应力筋，切除后露出夹片的钢绞线长度不宜小于预应力筋直径的1.5倍，且不宜小于30mm。然后清除杂质涂以环氧树脂胶泥防水防锈保护。
结语
现该工程已完工，经过一段时间营运后，到目前为止，未发现有明显裂缝出现。以上的预应力措施对防止和减轻收缩裂缝非常有效。本文结合实际工程，应用了无粘结预应力筋，进行补偿收缩应力，并分析讨论了具体的预应力施工技术措施，取得良好效果，希望本工程能对类似工程提供一些参考价值。
参考文献
[1]王干，赵建忠，李应权.超长地下室结构的无缝设计及施工技术措施[J].结构工程师，2005，21(06)：68-71．
[2]中国建筑科学研究院.混凝土结构设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2002．
[3]别怀庆，阮兴群.超长建筑结构设计及施工的几点体会[J]．安徽建筑，2005，(05)．
[4]顾渭建，张兴彦，张鏖.RC高层建筑超长结构屋盖温度场的理论分析[J].土木工程学报，2005，38(09).
