缓粘结预应力施工工艺在大跨度泳池结构中应用

薛永永

陕西建工第八建设集团有限公司

摘要：本文介绍了缓粘结预应力技术在曲江利源文化创意中心工程结构大跨度泳池结构中的应用，简要的阐述了缓粘结预应力混凝土施工工艺的优缺点，并通过工程实践总结出了缓粘结预应力技术的施工方法及在施工中应注意的关键控制点，为缓粘结预应力技术在其他工程中的施工提供了参考。

关键词：缓粘结；预应力；施工方法；控制要点

引言：缓粘结预应力技术是传统预应力技术的一次重大革新，它是继有粘结预应力、无粘结预应力后的第三代预应力技术，它摒弃了有粘结预应力施工复杂、孔道灌浆质量难以保证、张拉端做法困难的缺点，以及无粘结预应力在抗震及主要承受动荷载的结构体系中的不足，它是经过材料、结构等多种专业的科学工作者研发数年推出的最新的预应力技术。它的特点主要是施工简便、与混凝土粘结锚固性能良好、质量容易保证，从而可以替代有粘结及无粘结预应力产品。简而言之，缓粘结预应力施工工艺可以按照无粘结预应力的施工方法达到有粘结预应力的受力模式，是预应力施工技术发展的趋势。

缓粘结预应力的核心技术就是缓凝材料，其钢绞线的构造如图 1：

图1 缓粘结预应力筋示意图

缓粘结预应力筋是由预应力钢绞线、粘结剂和外包PE护套组成。缓粘结剂填充在外包PE护套和钢绞线之间，前期相当于无粘结筋的油脂，具有一定的流动性及对钢材良好的附着性。外包 PE 护套经过压纹设备压制出凹凸不平的波纹与缓粘结剂一起包裹预应力筋,对钢绞线起保护作用。根据设定的固化时间，粘接剂逐渐固化，与钢绞线之间产生粘接力（粘接剂固化后具有比混凝土更高的强度），并与钢绞线成为一体，通过波纹状外表面的嵌固作用使钢绞线与混凝土之间不能滑移，达到有粘结预应力与混凝土之间的粘接性能。

一、工程概况

曲江利源文化创意中心工程总建筑面积 14500㎡，地下二层，地上四层,地上结构为现浇混凝土框架剪力墙结构，抗震设防为8度。由于屋面游泳池设计使用荷载较大，且跨度较大，为提高承载力并控制混凝土裂缝，设计单位分别在局部梁内设置了预应力钢绞线。梁跨度为16.5m，截面尺寸1400mm×400mm，梁底布设：12RPSRΦs21/8RPSRΦs 21.8, 预应力钢筋fptk=1860N/mm2, 锚具采用I类锚具，预应力钢绞线总吨数为 70t。

二、材料选择

缓粘结预应力施工最关键的是预应力筋张拉时间和缓粘结剂固化时间的确定。在预应力施工前必须根据整个工程的施工进度和预应力的施工进度确定预应力张拉时间，根据张拉时间确定缓粘结剂的固化时间。

本工程缓粘结预应力应用部位为屋面，根据施工进度计划，屋面层施工时间为15天，又考虑到施工期恰逢春节前，且混凝土强度达到张拉要求的养护期及预应力筋材料运输加工时间，本工程采用缓凝粘合剂的标准张拉适用期为180d、标准固化时间为540d，以备施工过程中由于各种原因产生拖延工期。实际工程中，从缓粘结预应力筋生产到张拉最长为3个月。

三、施工流程

框架梁缓粘结预应力钢筋施工流程如下：

(1)支搭框架梁底支撑及梁底、梁单侧模板，梁内顶端模板需配合留孔；

(2)绑扎框架梁普通钢筋；

(3)铺设框架梁缓粘结预应力钢筋：缓粘结预应力钢筋曲线控制点弹线、焊控制点、定位筋 → 穿筋→张拉端、固定端组件安装及固定→缓粘结预应力钢筋调整、绑扎、固定→钢绞线伸出模板并保护；

(4)封另一侧梁侧模板；

(5)浇筑砼；

(6)砼终凝后，清理承压板面砼；

(7)同条件砼试块砼达到设计强度等级 100%后开始张拉预应力筋；

(8)整理张拉记录；

(9)砼封锚。

四、控制要点

1.缓粘结预应力筋的制作

(1)在缓粘结预应力筋制作或组装时，不得采用加热、焊接或电气焊切割。在缓粘结预应力筋近旁对其它部件进行气割或焊接时，应防止缓粘结预应力筋受焊接火花或接地电流的影响。

(2)缓粘结预应力筋下料应在平坦、洁净的场地上进行。其下料长度应采用钢尺丈量，使用砂轮锯或专用切筋器切断；缓粘结预应力钢绞线应是通长不得有接头。

(3) 经下料固定端处理的缓粘结预应力钢绞线，护套端部应用水密性胶带或热收缩塑料密封。按规格、型号、长度编号挂牌，分别堆放在垫木上，并禁止阳光直射。

2.缓粘结预应力筋的铺设

⑴ 缓粘结预应力筋铺放之前，及时检查其规格尺寸和数量，逐根检查并确认其端部组装配件可靠无误后，方可在工程中使用。对护套轻微破损处，采用外包防水聚乙烯胶带进行修补，每圈胶带搭接宽度不应小于胶带宽度的 1/2，缠绕层数不应少于2层，缠绕长度应超过破损长度每边50mm，严重破损的应予以报废。

⑵ 端头部位禁止有缓粘结胶粘剂流出，轻微流出应予以包裹，严重的应予以报废。

⑶ 张拉端端部模板预留孔按施工图中规定的缓粘结预应力筋的位置编号和钻孔。预应力筋可在浇筑混凝土前穿束，严禁电火花烧伤管道内的预应力筋，同时应在外露端头裹塑料纸防锈。穿束方法，采用人力穿束方法。

⑷ 预应力筋数量及布筋间距：严格按照根据本工程设计施工图制定的预应力施工方案规定的预应力筋数量位置，铺设缓粘结预应力钢绞线。

⑸ 梁内缓粘结预应力筋曲线矢高

严格按照施工方案的定位钢筋高度，制作安装定位钢筋，用绑丝把缓粘结预应力筋与定位钢筋绑扎牢固，确保预应力筋有效矢高。为保证张拉的顺利进行，预应力筋在靠近端模板处要有不小于 300mm 的平直段（即预应力筋与垫板垂直），并用铁丝绑扎牢靠。

⑹ 锚头安装固定

锚头安装固定见施工图节点详图，应固定牢靠，在任何情况下不受扰动。

⑺ 电气焊操作

尽量使各种管线为缓粘结预应力筋避让，在穿设预应力筋之后，尽量减少电气焊次数，严禁电气焊损伤缓粘结预应力筋。

⑻ 混凝土浇筑

在浇筑混凝土前，技术人员认真检查验收缓粘结预应力筋、锚具、垫板、螺旋筋的安装情况，填写“隐蔽工程验收记录”；在浇筑混凝土时，振捣棒不得碰撞缓粘结预应力筋及端部预埋部件，防止缓粘结预应力筋偏离原位或损伤。

⑼ 侧摸拆除

养护后，板内顶端摸板及时拆除，拆模后清理张拉预留洞，安装张拉端锚具。

2.缓粘结预应力筋的张拉

⑴ 张拉时间

根据混凝土同条件试块强度报告达到张拉要求（混凝土达 100%设计强度）后开始缓粘结预应力筋张拉。

⑵ 张拉顺序

根据施工流水段划分及进度，分施工段张拉，再各施工段内张拉应均匀张拉。

⑶ 张拉控制

缓粘结预应力筋张拉控制应力及伸长值应满足设计要求；缓粘结预应力筋张拉采用张拉力与伸长值双控进行，如发现伸长值不满足规范的有关规定，应立即停止张拉，并查明原因，再进行张拉。

⑷ 张拉步骤

1）预应力张拉设备在使用前，应送有资质的检验机构对千斤顶和油表进行配套标定，在张拉前进行试运行，保证设备处于良好工作状态。清理端部及穴模后安装锚环及夹片。

2）安装张拉设备时，对直线布置的预应力钢绞线，应使张拉力的作用线与缓粘结预应力钢绞线中心线重合；对曲线布置的预应力钢绞线，应使张拉力的作用线与预应力钢绞线中心线末段的切线重合。

3）预应力张拉程序当设计无专门规定时，按下列程序张拉：缓慢匀速张拉，张拉速度宜控制在30Mpa/min，张拉到设计应力值后，持荷2分钟。张拉前测量钢绞线初始长度，张拉到设计控制应力后测量钢绞线最终伸长值，计算并记录钢绞线最终伸长值。

4）施加预应力以张拉力为控制量，张拉伸长值为校核量，实际伸长值与设计伸长值的偏差不应超过±6%，当超出允许偏差时应停止张拉，经分析原因并采取措施后方可继续张拉。

⑸ 封锚

缓粘结工艺张拉完不需要灌浆，预应力筋筋的锚固区，必须有严格的密封防护措施，严防水汽进入，锈蚀预应力筋。因此，预应力筋张拉完毕后，应尽早对预应力筋进行封端保护。用砂轮锯切断超长部分的预应力钢绞线，严禁使用电弧焊、气焊切割。预应力钢绞线切断后露出锚具夹片外的长度不得小于30 mm。将外露预应力筋涂专用防腐润滑脂。用与构件同强度等级且不低于C40的细石子混凝土或者微膨胀砂浆封堵张拉孔道，封堵时应注意插捣密实。

3.缓粘结预应力筋的成品保护

⑴ 预应力钢绞线

1）应保证缓粘结预应力钢绞线的完整，吊装时用专用吊绳，制作、穿束过程中应避免钢绞线的破损，缓粘结预应力钢绞线铺设前应仔细检查外皮破损情况

2）在所有工序施工过程中，严禁电气焊触及钢绞线及张拉锚固端组件，导致材料退火，影响钢绞线强度和延性。

⑵ 锚具封装保护

1）后张法预应力钢绞线锚固后的外露部分应采用机械方法切割。预应力钢绞线外露长度，不宜小于其直径1.5倍，且不宜小于30mm。

2）缓粘结预应力锚固区封闭前应进行防腐处理：锚具夹片和缓粘结预应力筋端部，应专用防腐润滑脂进行涂刷。

3）张拉完成后应及时对张拉端进行封锚，如不能及时封锚，应采取保护措施，严禁张拉端被扰动，造成预应力损失。

4）凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm，外露预应力筋保护层厚度：处于正常环境时不应小于20mm，处于受腐环境时不应小于50mm。

五、节点处理

1.张拉端和锚固端

缓粘结预应力混凝土张拉端、锚固端节点大样见图 2、图 3。

 

图2  穴模张拉端节点构造图

图3  锚固端挤压锚示意图

六、结束语

缓粘结预应力技术是汲取了无粘结预应力技术与有粘结预应力技术优点的一种新的预应力技术，它具有无粘结预应力钢筋的布置自由、无需设置孔道及灌浆的优点，又具有有粘结预应力技术的受力好的特点。本工程的缓粘结预应力施工过程与无粘结施工过程基本一致，与有粘结预应力技术相比，大大缩短了工期。

参考文献

  【1】     《缓粘结预应力混凝土结构技术规程》（JGJ/T38-2017）, 中国建筑工业出

版社，2017年

【2】    熊学玉，黄鼎业《预应力工程设计施工手册》，中国建筑工业出版社，2003

年11月，25——36

【3】    于慧敏，王中筑， 贾希君，邹安《缓粘结预应力混凝土技术在天津力神力池

扩建项目中的应用》，预应力技术，2007年

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