淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中存在的問題及控制措施

1、    淺談?lì)A(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中存在的問題及控制措施    鄭紹勇摘 要：新世紀(jì)以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)相關(guān)政策的扶持，以及相關(guān)惠民工程的持續(xù)深化，巨額的資金被投入到以公路、橋梁、鐵路為主的公共設(shè)施建設(shè)中。目前縱觀整個(gè)基建行業(yè)，預(yù)應(yīng)力混凝土憑借其特有的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處迅速得到了國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业恼J(rèn)可，并逐步成為了建筑材料界當(dāng)仁不讓的應(yīng)用之王。文章通過廣泛調(diào)查國(guó)內(nèi)相關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的建筑項(xiàng)目的應(yīng)用，總結(jié)并探討預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)及不足之處，并根據(jù)實(shí)際情況，提出了一定的控制補(bǔ)救措施。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；施工；問題；

2、控制措施：tu74 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a ：2095-2945（2017）27-0082-03前言邁入21世紀(jì)以來，我國(guó)在基建領(lǐng)域不斷開拓進(jìn)取：設(shè)計(jì)理念的與時(shí)俱進(jìn)，研發(fā)技術(shù)的不斷提高，應(yīng)用材料的優(yōu)化，這一切都預(yù)示著建筑行業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展的最好時(shí)機(jī)。而在建筑材料研究中，預(yù)應(yīng)力混凝土憑借其雄厚的科研實(shí)例、廣泛的應(yīng)用范圍、遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于同領(lǐng)域其他材料的強(qiáng)度，獲得了業(yè)界一致的贊譽(yù)，并被廣泛的應(yīng)用到關(guān)乎國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)中，并帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概況與優(yōu)點(diǎn)1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)概念現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的時(shí)間并不長(zhǎng)，其迅速發(fā)展也僅僅是在近幾十年，其主要的材料為混凝土以及高

3、強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材配筋。這種混凝土與鋼筋相結(jié)合的結(jié)構(gòu)具備許多其他材料并不具備的優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，比如強(qiáng)度高、施工速度快、投入產(chǎn)出比明顯提高，于是在短短的幾十年間，占據(jù)了基建領(lǐng)域近百分之八十的份額?？偟膩碚f，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)有以下三種常見類型：（1）現(xiàn)澆無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；（2）現(xiàn)澆有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；（3）裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。其應(yīng)用范圍廣發(fā)，比如在我國(guó)，三峽大壩工程、上海東方明珠電視塔、大亞灣核電站、中海油海上鉆井平臺(tái)等超大型工程都可見預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的身影，這種結(jié)構(gòu)在我國(guó)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮了無與倫比的作用。1.2 有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)歸納預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處，可歸納為

4、如下五點(diǎn)：（1）有效節(jié)約建筑成本，減輕自身重量預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自從登上歷史舞臺(tái)以來，一直是各方研究的重點(diǎn)。21世紀(jì)以來，伴隨著研發(fā)技術(shù)的不斷提高，混凝土材料的強(qiáng)度越來越高，混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化也做的越來越好。由于這種高強(qiáng)度混凝土的出現(xiàn)，配置于其中的鋼筋數(shù)量可以大量的減少；與此同時(shí)由于混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，這明顯體現(xiàn)在構(gòu)件的截面尺寸較傳統(tǒng)大為縮小，也因此在現(xiàn)代基建項(xiàng)目中，施工單位可以節(jié)省大量的鋼筋與混凝土，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)不僅減少了材料成本，更大大的減少了構(gòu)件自身的重量，有效的使建筑物或構(gòu)筑物的安全隱患進(jìn)一步降低。（2）絕佳的抗裂屬性與剛度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工中，施工人員會(huì)利用施工機(jī)械對(duì)建筑結(jié)

5、構(gòu)施加一定程度的預(yù)應(yīng)力，這種作業(yè)能夠極大增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的韌性與抗壓能力，并盡可能的避免或減少建筑裂縫的出現(xiàn)，同時(shí)可以有效的減緩裂縫出現(xiàn)的時(shí)間。這種作業(yè)滿足現(xiàn)代施工要求，可以保障施工項(xiàng)目具有絕佳的抗裂屬性，剛度適應(yīng)荷載的限度，使結(jié)構(gòu)具有非常理想的耐久性。（3）一定程度上保障了構(gòu)件的耐用屬性對(duì)鋼筋混凝土施加預(yù)應(yīng)力的過程，其實(shí)就是對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)打了一劑預(yù)防針。建筑施工完成后并投入使用后，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要面臨著巨大的荷載以及卸載的考驗(yàn)，結(jié)構(gòu)所受的荷載是一種動(dòng)態(tài)的行為，因而結(jié)構(gòu)必須適應(yīng)這種動(dòng)態(tài)的荷載作用，并形成這種“彈性”的反應(yīng)。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施加預(yù)應(yīng)力之后，能有效并高效的反饋出這種“彈性”反應(yīng)，這在一

6、定程度上使得構(gòu)件更加結(jié)實(shí)、耐用。（4）加強(qiáng)承受壓力的構(gòu)件的穩(wěn)定性當(dāng)鋼筋混凝土構(gòu)件表面承受壓力時(shí)，構(gòu)件本身會(huì)表現(xiàn)為變形和彎曲，長(zhǎng)期在這種情況下使用和服役，會(huì)使鋼混構(gòu)件的使用壽命大大減少。而利用預(yù)應(yīng)力來對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行約束，這會(huì)給予縱向的鋼筋較大的拉伸空間，這可以保障預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)有效抵抗壓彎作用，大大的延長(zhǎng)了構(gòu)件的使用壽命和穩(wěn)定性。（5）提高構(gòu)件的抗剪能力在預(yù)應(yīng)力鋼混結(jié)構(gòu)使用的頭幾十年，這一點(diǎn)并未被大眾所了解。而最近十幾年，在大量的工程實(shí)例中，許多科研人員伙同施工單位對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的調(diào)查和測(cè)量分析，得出了一個(gè)結(jié)論，即縱向鋼筋施加預(yù)應(yīng)力之后，會(huì)被附加一個(gè)等同于錨栓的定位作用。這一作

7、用能夠有效地降低構(gòu)件斜裂縫出現(xiàn)的可能，大大的加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的安全性能。2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工中的共性問題2.1 施工造成的鑄固問題時(shí)有發(fā)生在大體積預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土施工中，部分構(gòu)件的狀態(tài)是以彎曲或者迂回形態(tài)呈現(xiàn)的，而實(shí)際在橋梁施工中，如果要求多跨在一次澆筑中完成，則需要采用波紋管貫穿橋板，同時(shí)在波紋管中進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)置。波紋管在我國(guó)橋梁施工中的廣泛應(yīng)用在于其在施工中摩擦阻力較小、操作方便、施工迅速以及性價(jià)比較高。但是對(duì)于波紋管自身，其實(shí)也有很大的缺陷，這同樣會(huì)在施工中產(chǎn)生一定的影響。例如，波紋管這種產(chǎn)品在我國(guó)是量產(chǎn)產(chǎn)品，這就不可避免的在生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)一部分的殘次品。這些殘次品有的是厚度不足

8、，有的則是質(zhì)地并不均勻，這些質(zhì)量上的確實(shí)，必然會(huì)影響施工的工藝，同時(shí)很有可能埋下安全隱患。如果不能妥善處理這種疑難問題，則很有可能在施工完成后，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)波紋管振漏、波紋管爆漿、殘損或者變形，以及堵管、漏管現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生以上問題時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行穿束則會(huì)遭遇極大的阻力，這會(huì)導(dǎo)致施工效率低下，并極大的影響預(yù)應(yīng)力的鑄固狀態(tài)。2.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)量不能滿足構(gòu)件實(shí)際工作量實(shí)際施工操作中，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)量不能滿足構(gòu)件的實(shí)際工作量，也是一個(gè)很棘手的問題。通過與多次合作的施工單位相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行溝通與探討，筆者認(rèn)為造成這樣一個(gè)問題屢屢出現(xiàn)的原因有以下三點(diǎn)：endprint（1）澆筑預(yù)應(yīng)力鋼混構(gòu)件時(shí)

9、，對(duì)于鋼筋管道空間，并沒有按照規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙預(yù)留出足夠的管道空間，或者鋼筋管道空間預(yù)留充足，但在施工控制中操作失誤，導(dǎo)致管道彎曲或表面粗糙。因而當(dāng)把預(yù)應(yīng)力鋼筋送進(jìn)管道時(shí)，鋼筋會(huì)與這種粗糙彎曲的管道形成摩擦作用，作用形成的極大摩擦力會(huì)極大的降低鋼筋的平均張拉應(yīng)力，并顯著降低鋼筋張拉伸長(zhǎng)量。（2）部分有經(jīng)驗(yàn)的施工單位為了避免以上問題的產(chǎn)生，會(huì)采用先將預(yù)應(yīng)力鋼筋送入管道，然后再向其中加入混凝土的做法。這種施工順序表面上避免了由于管道內(nèi)壁不夠平滑順直造成的摩擦問題，但在實(shí)際操作中，卻很容易造成管道由于質(zhì)量不均勻而產(chǎn)生的混凝土漏漿問題。漏漿作用可以簡(jiǎn)單地闡釋為一種強(qiáng)力膠水，它會(huì)把預(yù)應(yīng)力鋼筋粘牢固的穩(wěn)定于

10、管道內(nèi)，于是在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，被漏漿牢牢索固住的鋼筋無法進(jìn)行有效的預(yù)應(yīng)力施加，其預(yù)應(yīng)力作用幾乎沒有，這會(huì)造成設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力的缺失，使得鋼筋張拉伸長(zhǎng)量幾乎沒有。（3）第三種情況則是人為所致。部分施工單位為了其利益，疏忽或者故意采購(gòu)不合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋，這種鋼筋往往質(zhì)量差，不能滿足設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)的要求。因而在施工中施加同等預(yù)應(yīng)力時(shí)，并不能滿足設(shè)計(jì)所要求的鋼筋張拉伸長(zhǎng)量。2.3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在使用中易出現(xiàn)裂縫預(yù)應(yīng)力混凝土本身服役過程中，都是帶有裂縫作業(yè)的。因而在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工過程中，對(duì)于裂縫的控制至關(guān)重要。筆者通過對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的多項(xiàng)橋梁與建筑進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在施工過程中，幾乎所有

11、的施工項(xiàng)目都出現(xiàn)了超過規(guī)范要求的裂縫。導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的原因主要由兩點(diǎn)：（1）本身問題造成了過大的裂縫混凝土并不是自然界天然存在的某種土壤，而是由于技術(shù)的提高，有人類通過多種材料、多種物質(zhì)進(jìn)行復(fù)雜的混合及調(diào)勻后形成的混合物質(zhì)。由于其混合物的本質(zhì)，內(nèi)部不同組分的物質(zhì)與材料的分子結(jié)構(gòu)有著本質(zhì)上的不同，對(duì)溫度、濕度、承壓能力都會(huì)呈現(xiàn)出截然不同的反應(yīng)，因而在相同的條件下，各種組分的延展度會(huì)不同，這就造成了過大裂縫的出現(xiàn)。（2）人為原因造成了過大的裂縫在實(shí)際的施工操作中，為了使預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能呈現(xiàn)更為理想的使用效果，施工人員會(huì)根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)改編混凝土的水灰比。這往往會(huì)導(dǎo)致混凝土中被封存住很多的“水泡

12、”，水分在一段時(shí)間后會(huì)慢慢蒸發(fā)殆盡，但水泡這個(gè)空間是不可能憑空消失的，因而在水分蒸發(fā)后，這些水泡會(huì)以大大小小的孔洞形式留存于混凝土中，這些空洞加劇了水泥內(nèi)部在荷載作用下的應(yīng)力集中，因而在混凝土的使用過程中，極易形成超過規(guī)范要求的大裂縫。3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工中的控制措施隨著預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在基建行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)大顯神通，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)越發(fā)成為關(guān)注的焦點(diǎn)。但是，在這種風(fēng)光背后，我們也要注意到上文所提到的一些安全問題。我們不僅要利用這種結(jié)構(gòu)，更要找到相應(yīng)的措施來控制負(fù)面影響，因而筆者結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，給出了一些行而有效的防控措施。3.1 嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測(cè)與檢驗(yàn)對(duì)于在施工過程中，

13、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所凸顯出來各種疑難雜癥，相關(guān)部門在其中的監(jiān)管力度不夠是首要問題。建筑材料的采購(gòu)、施工過程中的工程檢測(cè)、質(zhì)監(jiān)部門后期的驗(yàn)收與修復(fù)等方面，都有存在問題的可能?！扒Ю镏?，潰于蟻穴”，一個(gè)工程項(xiàng)目要想真正的做到多快好省，首當(dāng)其沖就是要解決這些可能滋生蛀蟲的問題。要想建設(shè)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)乃至國(guó)際前列的工程項(xiàng)目，國(guó)家、社會(huì)、企業(yè)都都不僅要在全局上進(jìn)行把控，更要著眼于細(xì)節(jié)，落實(shí)施工質(zhì)量。政府與企業(yè)的相關(guān)部門，有必要各自成立相關(guān)項(xiàng)目的監(jiān)督小組，在施工環(huán)節(jié)上跟蹤整個(gè)流程，力圖每一個(gè)細(xì)節(jié)都做到細(xì)致，每一個(gè)施工環(huán)節(jié)可追溯。唯有抓住這些細(xì)節(jié)，才能完成一個(gè)高質(zhì)量的工程項(xiàng)目。3.2 培訓(xùn)上崗，提升整體團(tuán)隊(duì)

14、的專業(yè)技能與知識(shí)我國(guó)大部分施工隊(duì)并不是專業(yè)的施工隊(duì)伍，其組成人員基本都是農(nóng)閑時(shí)節(jié)進(jìn)城務(wù)工賺錢的農(nóng)民工。這些農(nóng)民工雖然踏實(shí)肯干，任勞任怨，但大部分都不具備任何的上崗資質(zhì)，為了上工都去購(gòu)買假證，對(duì)施工項(xiàng)目的并不了解明細(xì)也無任何經(jīng)驗(yàn)可言，僅僅只會(huì)服從隊(duì)長(zhǎng)的命令，其實(shí)本身對(duì)所做的工作是否符合項(xiàng)目的要求也模棱兩可一知半解。施工單位為了節(jié)約成本雇傭農(nóng)民工，與此同時(shí)國(guó)家也提倡農(nóng)民工進(jìn)城打工賺錢貼補(bǔ)家用，但這些都應(yīng)該是有節(jié)制的。相較于專業(yè)的建筑工人，經(jīng)驗(yàn)不足的農(nóng)民工的工作效率低下，工作質(zhì)量也不能滿足項(xiàng)目要求。如果企業(yè)一味在成本上盲目節(jié)約，那么在工程未來的安全上則可能會(huì)造成幾倍的損失。筆者建議企業(yè)可以聘請(qǐng)專業(yè)的

15、建筑專家或者技術(shù)人員為建筑工人進(jìn)行相關(guān)的上崗培訓(xùn)。最根本的一項(xiàng)是要給建筑工人確立安全第一的意識(shí)，與此同時(shí)不斷提升農(nóng)民工的專業(yè)技能，使他們能早日勝任建筑工人這一崗位。3.3 有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在施工中出現(xiàn)的問題的相關(guān)解決辦法上文中曾提及了有關(guān)預(yù)應(yīng)力鋼筋存在的三大問題，即鋼筋鑄固問題，張拉伸長(zhǎng)量不足問題以及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)大裂縫問題。因而在本節(jié)，筆者針對(duì)以上三大問題給予一些相關(guān)的建議。（1）針對(duì)輕度鑄固，應(yīng)在對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉之前，應(yīng)采用交替張拉千斤頂?shù)姆绞剑瑥匿摻顑啥送瑫r(shí)進(jìn)行，直到孔道內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋能夠伸縮自如，自由活動(dòng)。針對(duì)嚴(yán)重鑄固，應(yīng)采用人工開鑿方式，在開鑿?fù)瓿珊?，及時(shí)清理及修復(fù)，繼而在

16、此進(jìn)行補(bǔ)張拉施工。（2）針對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)量不足的問題，需要從兩個(gè)情況進(jìn)行探討。其一，對(duì)于預(yù)埋鋼筋管道，要進(jìn)行精準(zhǔn)定位，并及時(shí)記錄；其而，對(duì)于鋼筋先入管道，則對(duì)于澆筑混凝土和振搗的施工工藝要嚴(yán)格控制，做到管道不出現(xiàn)破裂漏漿。與此同時(shí)，在固定的時(shí)間段內(nèi)，要對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行推拉與檢測(cè)，保證萬無一失。（3）混凝土出現(xiàn)裂縫后，修補(bǔ)與養(yǎng)護(hù)是必不可少的。裂縫較小，影響較弱時(shí)，則只需要用瀝青、水泥等進(jìn)行一些小規(guī)模的補(bǔ)救工作即可，保證裂縫與空氣絕緣。如果出現(xiàn)了對(duì)構(gòu)件整體的承載力有影響的裂縫，那么加固措施則要慎重考慮，常見做法是加設(shè)鋼筋箍與鋼板，以此來提高構(gòu)件的各方面能力。4 結(jié)束語工程項(xiàng)目的安全，是與全社

17、會(huì)的穩(wěn)定，國(guó)家的發(fā)展，以及人民生活的長(zhǎng)治久安息息相關(guān)的，把工程做到耐用和安全，是每一個(gè)工程人不斷追求的目標(biāo)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是目前國(guó)內(nèi)最為常見和常用的結(jié)構(gòu)。故而，研究其性能，不斷發(fā)現(xiàn)其弊端，確實(shí)的提高預(yù)應(yīng)力混凝土的施工技術(shù)與工藝，是重中之重。筆者在文中詳細(xì)闡述了有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土的鑄固問題、張拉伸長(zhǎng)量不足、混凝土本身易出現(xiàn)裂縫等問題，并給出了如何控制這些問題不再出現(xiàn)的建議。受知識(shí)儲(chǔ)備與實(shí)踐尚淺的影響，文中所列僅為個(gè)人觀點(diǎn)，或存有不足之處，望有識(shí)之士加以指正。參考文獻(xiàn)：1袁銅森.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋裂縫成因分析與維修加固d.湖南大學(xué)，2011.2汪勁豐.預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)研究d.浙江大學(xué)，2013.3陳兆栓.預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋施工監(jiān)控概率方法