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1、 有粘结预应力有粘结预应力 施工过程中的监理质量控制施工过程中的监理质量控制 周玉杰周玉杰一、前言预应力的由来 虽然早在1886年，美国曾首次提出过混凝土施加预应力的设想，然而至20世纪30年代，由于著名法国工程师欧仁弗莱西奈（Eugene Freyssinet）的研究，预应力混凝土才真正付诸实现。欧洲在第二次世界大战以后材料严重缺乏时期，弗莱西奈和芬斯特瓦尔德（Finsterwalder)、买聂耳（Magnei)等其他倡导者论证了这种新颖设计构思的显然可行性，并为后来几年内所兴起的发展奠定了基础。 主要由于经济上的原因，美国曾经沿着与欧洲完全不同的方向来发展预应力混凝土至到20世纪60年代，
2、主要感兴趣的是中小跨的先张法预制构件，人们能够在大大节省劳动工资费用的情况下大规模生产这种构件。这些构件被用作楼板，屋盖和墙， 在新结构中已占有很大的比重，毫无疑问，它们将继续得到广泛的应用。 然而，正在起变化的经济状况在美国的工程实践中产生着重要的变化。建筑工人不再像从前那样短缺。而材料价格正在不断上涨，并且出现了对于保护资源的严重关注。在这种情况下，当然建筑工程师们应当考虑的事更为完善的设计的适用性，这种设计将更加充分地发挥预应力的效力。人们已经知道，对于大跨度的桥梁、高层建筑、大跨度屋盖以及大进深的房间及其他各种特殊结构而言，预应力混凝土目前能成功地与其他结构型式相竞争或者说相比美。 这
3、种实际情况的变化已经要求建筑工程师们扎实地领悟到预应力混凝土工作特性和设计与施工的基本原理，不仅能够有效地从现有结构形式中选定最佳的型式，而且也能有把握地应用基本概念于罕见的复杂的各种情况。 我们国家现代预应力技术的发展在“八五”期间列为国家重点项目之一，在“九五”期间被建设部列为重点推广的十项新技术之一。预应力施工是一项专业性很强的新技术，在我们国内应用的也越来越广泛。我最近完成一项采用有粘结预应力技术的工程监理工作，在工程监理实施过程中，对质量控制要点和程序积累了一些经验，但是也不是很成熟的，仅供监理同行在今后的工作中作为参考。二、工程概况辽宁省档案馆是全国十二运期间的重点工程之一，也是正
4、在建设中的全国面积最大，功能设施配套最全的档案馆。主体结构为框架剪力墙结构，建筑面积为80086.5，其中地上面积为69984.06，地下面积为10096.59。裙房部分建筑层数地上为四层，地下一层，设施一些辅助用房，有变电站有换热站，有强电,弱电设备间,空调间，剩余空间，战时为人防，平时为汽车库用房。高层部分为地上九层，用于永久档案库房，档案馆工程,分A、B、C、D、E、F六个区，分布在四周，中间为中庭。A区二四层、B区二层局部梁为悬挑梁，悬挑跨度4.25米8.75米，（造型需要）。预应力梁长 13.25m，梁截面尺寸800x900mm，悬挑部分,梁截面尺寸800x1200(800). D区
5、二层，四层、F区二层，四层部分梁为悬挑或大跨度（最大跨度24米）。一层清代皇家档案展厅和馆藏档案珍品展厅，采用预应力梁，连跨最长为71.7m。该梁两端各悬挑6.6m,梁截面尺寸800x1900mm，悬挑部分的梁截面尺寸为800x1200mm。 预应力梁配筋形式分为三种3-8,3-9,5-715.24，解决结构承载，控制了构件的挠度和裂缝。预应力梁共62根，砼强度等级C40，选用15.24低松弛有粘结预应力钢筋fPTK=1860N/m，张拉控制应力con=0.75,fPTK=1359N/m，锚具为I类锚具。三、 施工质量控制 1、施工质量阶段控制要点 1.1、施工单位资质审查。施工单位必须有同等
6、级施工资质，且应对再建或已完成同类工程进行考察或调查，防止和杜绝施工挂靠和施工转包等情况发生。（本工程施工单位为北京中科院下属施工单位）。1.2、施工方案审查。施工前必须有实际的而且能满足施工全过程要求的施工组织设计、施工方案和设计图纸是监理工程师对本工程实施全过程监督控制的依据。（本工程设计图纸由施工单位进行了深化设计）。1.3、施工人员的审查。严格要求预应力施工单位，委托经验丰富的有资质的项目经理。施工技术人员和专职人员，重要的是施工过程和工序的相关人员必须监督到位，施工工人必须培训上岗。 本工程的难点：梁截面较大，施工交困难，所以必须采用专业熟练的施工队伍，配备有经验质量检查人员。由于预
7、应力为穿插工序，梁柱节点钢筋非常密其他班组亦要赶工期，工序的合理穿插非常重要，解决办法：与各班组进行预应力分项交底，交流与沟通，协调工序，形成互相配合，为整体工期考虑为原则。 1.4、进场材料报验。材料进场后预应力钢筋应有出场合格证，和出场质量证明书，每盘应挂有标牌，进场时应按国家现行标准预应力混凝土用钢绞线（GB/T5224-2003）的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合规范标准的规定检查数量：（不大于60t为一批），按进场的批次和产品的抽样检验方案确定，检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。外观检查：应在使用过程中逐盘进行，其钢绞线表面不得有裂纹和机械损伤，不得允许有轻微的浮
8、锈，但不得有明显的麻坑。 力学性能试验：要从以加工好的钢绞线中取三根试件进行拉伸试验，要求抗拉强度fptk1860N/mm2，3.5。 锚具必须每批（不超过1000套）的规定要求见证抽检，质量检测单位必须具有相应的资质。有粘结预应力筋张拉端为多孔夹片锚具（即群锚体系），由锚具、带预埋板的喇叭口和螺旋筋组成；固定端由挤压锚具、多个单孔锚板和螺旋筋组成。 多孔夹片锚具依据混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）第6.2.3条的规定，应由厂家提供其静载锚固试验数据，满足预应力筋用锚具、夹具和连接器（GB/T 14370 -2007）中类锚具的要求，并提供生产厂家或检测部门出具的检验
9、报告。 其锚固性能应符合预应力筋用锚具、夹具和联接器（GB/T14370-2007）的要求。金属波纹管质量应满足预应力混凝土用金属波纹管(JG225-2007)的有关规定 本工程 依据混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）第6.2.7条的规定，由生产厂家提供产品合格证或厂家质量检验报告后，不作进场复试。 水泥水泥水泥质量满足硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB175)要求。孔道灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥，进场时应有产品合格证、出厂检验报告，并按照规范的要求进行进场复验。1.5、进场设备报验。所有进场的张拉设备，经法定计量检测部门进行检测，标定后方可使用，油表精度不应低于1.
10、5级，张拉设备标定时千斤顶活塞的运行方向应与实际张拉工作状态一致。张拉设备的标定期限不应过6个月。 施工机械设备施工机械设备 表表-1-1序号序号名称名称规格规格单位单位数量数量备注备注1高压电动油泵ZB4-500台4用于张拉及固定端挤压作业2千斤顶YCW-250台2用于张拉有粘结预应力筋3压力表100Mpa块8用于张拉时张拉力的计量4挤压机JY-45台1用于固定端挤压锚的制作5砂轮切割机400台1用于钢绞线下料6角磨机180台2用于张拉后切割多余钢绞线7电焊机150A-380V台2用于固定预应力定位筋及锚垫板的固定8搅拌机YJ180台1用于水泥浆的搅拌9灌浆泵UB3台1用于孔道压浆10配电箱
11、150A-380V台6用于机具设备电源接线11卷尺50M个1用于钢绞线定长下料12卷尺3M或5M个4用于预应力筋束形定位 材料选用材料选用 表-2序号序号材料名称材料名称规格型号规格型号备注备注1有粘结预应力钢绞线1860Mpa；s15.24 2张拉端锚具QMV15-7、8、9 3固定端锚具QMV 15-1P 4螺旋筋配套产品 5金属波纹管80、65 6普通硅酸盐水泥P.O 42.5 7定位筋12 材料质量验收材料质量验收 表-3GB/T公称直径 抗拉强度不小于整根钢绞线的最大力不小于规定非比例延伸力不小于最大力总伸长率不小于应力松弛性能初始负荷相当于公称最大力的百分数1000h后应力松弛率不
12、大于15.2mm1860MPa260kN234kN3.5%80%4.5% 2、预应力钢筋安装阶段控制要点 2.1、后张法有粘结预应力钢筋的安装是在金属波纹管铺设完成后在进行穿筋工作，金属波纹管的铺设、金属波纹管质量应满足预应力混凝土用金属波纹管(JG225-2007)的有关规定。预留孔道、规格、数量、位置和形状一定要符合设计要求。严格要控制竖向高度，梁中预应力筋束形控制点。竖向（300h1500mm）(梁大于300和小于等于1500时),允许偏差10mm，h1500mm时,允许偏差15mm，h=梁高。预应力筋束支撑点（反弯点）间距不应大于，本工程有粘结预应力梁采用预埋金属波纹管的方法预留孔道，
13、波纹管的内径为80、65。两种金属波纹管在使用前应进行外观检查，其内外表面应清洁，无锈蚀，无油污、无孔洞和不规则的皱褶，咬口不应有开裂或脱扣。金属波纹管在梁内定位时，按照施工图纸中预应力筋定位曲线的要求，在梁箍筋上标出波纹管及钢绞线竖向位置，将直径为12mm的定位钢筋点焊在预应力梁的普通的钢筋箍筋上。为保证预应力钢筋的矢高准确、曲线顺滑，要求梁中波纹管的支撑间距一般为1m1.5m左右，支撑定位要求准确，钢筋支撑应焊在箍筋上，箍筋底座应绑紧、垫实，整根管道或束形应保持平顺。 金属波纹管产品每根长6m左右，需要切断时应采用手锯或砂轮锯，断口不得有飞边或咬口松脱；接长时波纹管的接头可用大一号的波纹管
14、套接，套管长度一般300mm左右，套管与波纹管两个接缝应用塑料胶带裹严扎紧。对接要严密。波纹管应按照深化设计图纸提供的定位曲线预埋，定位曲线以预应力筋波纹管的中心线为准，波纹管固定应采用绑丝固定，定位钢筋应焊在箍筋上，预应力筋安装就位后，必须用绑丝采用十字交叉的绑扎方式将其与定位钢筋绑扎在一起（见下图）。浇筑混凝土前应检查波纹管的位置、曲线形状是否符合设计要求，预应力筋波纹管的固定是否可靠，接头是否严密完好，管壁有无破损，不满足的地方须及时调整。2.2、严格检查预应力钢筋的布置数量。预应力钢筋数量必须符合设计要求。 2.3、严格控制预应力钢筋固定端的保护层。要严格按设计要求施工，当设计没有说明
15、时，严格按规范要求不少于,固定端的预应力钢筋数量较多较密时，应当前后错开布置。 2.4、预应力张拉端承压板，螺旋筋的埋设应符合设计要求，承压板不得重叠，螺旋筋应与承压板贴紧，端部的锚垫板应垂直孔道的中心线（垂直预应力钢筋）。 3、混凝土浇筑阶段控制要点 3.1、当混凝土浇筑振捣时，严格控制砼的骨料和振动器的插入振捣位置。金属波纹管孔道的定位要牢固，混凝土浇筑时不应当出现位移和变形，也要防止承压板螺旋筋的位置。现场要派专人旁站，随时检查。金属波纹管的位置和浇筑振捣混凝土的质量。 3.2、张拉固定端的混凝土必须重点注意，要振捣密实，防止承压板后面的混凝土出现蜂窝孔洞等现象，影响张拉效果。 4、张拉
16、施工阶段控制要点 4.1、预应力钢筋张拉必须严格履行报验手续检查混凝土强度检测报告，张拉、设备、标定报告及预应力钢筋张拉理论计算伸长值。预应力张拉的工作条件 混凝土强度达设计强度100%以上，具有书面的混凝土抗压强度试验报告； 预应力梁的底模及其支撑系统不得拆除，其侧模板和端模应提前拆除；预应力梁张拉端位置应具备张拉操作平台，平台可单独搭设，也可以利用原有的脚手架铺设跳板，作业面高度应低 于预应力筋位置下方0.3m0.6m，平台宽度1m2m，以便张拉操作；张拉端清理干净；检查锚板后混凝土是否密实张拉设备提前进行配套标定，并具有书面的校准证书。 4.、张拉设备必须由经过专业培训人员操作管理。正式
17、张拉前校核张拉设备。 4.、第一次张拉时应请设计单位到施工现场，共同见证张拉，确定张拉程序，校核预应力钢筋张拉的理论计算伸长值，并且对施工中的有关问题进行交底及确认。根据校准证书计算预应力筋张拉时对应的压力表的压力值、计算预应力筋的理论伸长值；本工程通过张拉，理论伸长值和计算伸长值出入不大，基本吻合。 4.、严格执行预应力控制和应变校核的原则，专人控制设备读数，认真测量伸长值。如超出应暂停张拉，分析原因，作出处理后再进行施工。每束预应力筋在张拉之前先计算理论伸长值和相应压力表读数，以此作为张拉施工的依据，每一束预应力筋张拉时，都应做详细记录。预应力筋的实测伸长量和理论计算值比较应符合混凝土结构
18、工程质量验收规范(GB502042002)要求：误差范围6%。张拉时每束预应力筋均应记录其张拉伸长值，若张拉时超过规范规定的偏差值，应暂停张拉，查明原因后，方可继续进行。 张拉程序：0100%F 锚固。 预应力筋的伸长值大于千斤顶的行程，张拉到行程后锚固，千斤顶应回程，千斤顶回程后再进行第二行程的张拉，依次循环，直至达到张拉控制应力值。 4.、张拉过程中，注意观察结构构件的反应，如果有异常，立即停止张拉，分析原因，并通知有关单位。两端张拉时，一端张拉完成锚固、另一段补足张拉力后锚固。 4.6、预应力钢筋张拉是本项工程的施工特点最重要的环节。监理工程师必须张拉跟踪，达到见证张拉的目的。本工程采用
19、见证张拉，同步记录与校对，施工人员和监理各自分开记录，以便最终校对资料，确保资料质量。 5、孔道灌浆阶段控制要点 5.1、当预应力钢筋张拉完成观察24小时后，无任何异常现象，便能进行孔道灌浆。当孔道灌浆时，孔道内水泥砂浆应饱满密实。 5.2、灌浆孔和泌水管的孔径应能保证浆液畅通。 5.3、灌浆孔的间距对预埋金属波纹管不易大于30m，在曲线孔道的曲线波峰部位应设置排气兼泌水管。必要时可在最低点设置排水孔。本工程采用曲线波峰点设置。 5.4、依据规范要求灌浆用水泥的水灰比不应大于0.45，搅拌后3h泌水率不宜大于2%，且不应大于3%。泌水应能在24h内全部重新被水泥浆吸收。 5.5、灌浆水泥必须采
20、用普通硅酸盐水泥，并有产品合格证，出厂检验报告和进场复验报告。灌浆用水泥浆的抗压强度不应小于30N/mm2，检查水泥浆性能试验报告。 本工程采用压力灌浆，搅拌水泥浆使用手提式电动搅拌机，压浆使用手动式灌浆泵，水泥浆用普通硅酸盐42.5，一般取为0.40-0.42。 张拉完成24小时之后，以观察钢绞线的锚固无情况，再进行孔道灌浆。 灌浆时可根据施工现场的实际情况，从张拉端（或固定端）一侧向固定端（或张拉端）一侧进行灌注，水泥浆应充分搅拌均匀，进入灌浆泵前水泥浆应过筛，应从灌浆孔内一次灌满整根孔道，不得中途停灌, 喷嘴不得离开灌浆孔，避免空气进入孔道形成气泡。为使灌浆饱满，待出浆端及排气孔排出浓浆
21、后，应封闭出浆端及所有的排气孔，然后继续压浆至0.5MPa左右，最后将灌浆孔封闭。 6、张拉切割封锚阶段控制。 6.1、锚具的封闭保护应符合设计要求。当设计没有具体要求时，应凸出锚固端锚具的保护厚度不应小于50mm，并且机械法（砂轮锯），将露在外面钢筋切割。 6.2、应采取防止锚具腐蚀和遭受机械损伤的有效措施，监理工程师应进行抽查合格后进行封堵。 6.3、应采用细混凝土或高标号水泥砂浆封堵穴孔，保证封锚饱满。 7、其它施工阶段控制 7.1、施工完成后，预应力梁禁止在梁侧、梁底、梁支座随意钻孔、开洞。如必须要进行施工，应向设计单位联系，经同意后，制定严格完善的施工措施方可施工。四、结束语 预应力是一项重要性和专业性很强的施工技术，施工监理、质量检验均为施工质量控制的重要环节之一。对每一个重要工序都必须实行见证施工，贯穿施工的全过程。这样才能达到质量控制的目的，消除施工的隐患，施工质量才能得到保证。 谢 谢！
