高层后张预应力钢筋混凝土结构施工技术研究

中图分类号：TU755

由于具有优良的耐久性能、抗压性能和经济性能，钢筋混凝土现已被各国广泛采用。钢筋混凝土结构是土木工程建设中最关键的一环，其施工工艺十分复杂，外部因素极易对其产生影响，若发生问题，将对工程建设的整体质量产生重大影响。施工技术是保证结构安全、可靠、经济的关键，其合理的施工技术直接影响到结构的耐久性和经济性，因此，施工单位应正确认识设计工作、合理选用材料、精细化管理施工过程，严格落实质量保证措施，才能确保优质的施工工艺。

1 后张预应力技术优势

新型后张预应力法应用于钢筋混凝土结构的优势

主要包括以下几个方面。

(1) 它具有优异的负载特性。本文介绍了一种新型的预应力混凝土结构，即采用预应力技术对其进行预压，以提高其承载能力。(2)具有较好的抗形变性能。预应力混凝土结构是将大量单独的预制构件组装在一起，通过焊接、销钉或设置预应力筋，使整体结构整体的变形性能得到显著提高。(3) 具有较高的建筑品质。本项目拟在前期研究基础上，提出一种集干、湿法相结合的装配式整体式混凝土框架结构体系，使其既能保证节点稳定，又能保证节点防水。

2 建筑钢筋混凝土结构工程施工过程中出现的问题分析

2.1 裂缝问题

混凝土裂缝是一种比较普遍也很难解决的工程问题，其原因比较复杂，有材料本身的原因和外部环境的原因。首先，材料的选用和分配是非常重要的。水泥是一种重要的胶凝材料，它本身就有很大的干燥收缩。水泥在水化硬化的同时，会逐步失水，从而引起收缩。如果不能很好地控制水泥的用量，或选择的水泥品种的干缩率较高，并且在随后的一段时间里，如果没有对其进行有效的防治，例如没有对其进行保湿养护，则会导致混凝土的内部结构被牵拉，从而导致混凝土的体积不断缩小，结构的密实度也随之降低，最后，混凝土的强度、耐久性等各项性能都会被削弱，从而为开裂的发生埋下隐患。

2.2 混凝土结构破坏

在实际使用中，由于受到多种外部环境因素的影响，钢筋的结构品质降低，对日常维护工作造成了一定的影响。钢筋表面极易发生氧化，氧化现象持续扩大将会引起严重的锈蚀，甚至会对建筑物的混凝土结构产生永久的损伤，进而引起一系列的质量安全问题，带来重大的安全隐患。从施工过程来看，施工技术的合理与否，对混凝土结构的发展起着重要的作用。由于模板支承系统的存在，在混凝土刚浇注的早期，如果过早地拆模，会使结构的受力状况发生突变。在这种情况下，由于混凝土构件本身的强度不足，无法承受其自重和上部结构荷载的弯矩，导致结构中出现过量的拉应力，从而导致混凝土出现裂缝，严重时出现裂缝。

2.3 蜂窝问题

蜂窝问题和模板有一定的关系，如果模板表面不平整，表面有很多杂质，在长期的氧化下，模板表面会产生密集的蜂窝。在搅拌、运输和浇筑过程中，如果混凝土的配比不够合理，比如使用的水泥用量太多，骨料粒径差别太大，级配不够合理，搅拌时间太长，运输过程中出现颠簸，都会引起离析。在这种情况下，混凝土内部的骨料会沉降，而砂浆会上浮，在浇入模板后，由于各部分混凝土的组成不均匀，很容易产生蜂窝和孔洞。

同时，模具拆卸的时机掌握不好也会造成很大的伤害。如果拆除模板太早，由于混凝土的强度没有达标，混凝土无法自行承担自重和外部的小压力，在拆除模板后，由于受力不均匀，构件表面将产生开裂、剥落等现象，从而加剧蜂窝和孔洞问题。反之，如果拆模太迟，不仅会影响施工进程，而且在长期与混凝土接触的过程中，由于受潮、氧化等原因，模板和混凝土之间的粘结更加复杂，对混凝土的外观质量也是不利的[1]。

3 施工技术应用

3.1 施工流程设计

首先，必须组织专案小组参加教学及培训，全面检讨项目蓝图，了解项目的设计思想及施工程序。要根据工程区域的特殊情况，制定施工组织方案，完善施工流程，并有专门的技术指导。其次，要跟上项目的进度，要保证各种建材都能及时到位，并能持续地提供所需要的原料。在进场前，工程师必须严格按规范要求对物料进行检验。在建设过程中，要根据工程场地的环境特点，选择适宜的施工机械，加强施工管理。针对高层建筑的高度和物料的装卸难度，在工地设置了塔吊，以解决物料的运输问题。同时，针对施工环境及材质特点，采用校直机、剪板机等设备对钢筋进行加工，并采用预先埋设的泵送管进行上层混凝土的浇筑。

3.2 原材料质量控制

在钢筋混凝土结构施工开始前，一个重要的一步就是对加固物进行彻底的检查。核实包括核对项目图纸，仔细审查钢筋的类型，大小，数量和预定安装地点。另外，在检验中还要对钢筋表面进行洁净度检验，如发现有腐蚀现象应立即清除。在保证钢筋质量的过程中，应注意加强钢筋的品种、规格、强度等级、数量和排列间距的控制。《混凝土结构设计规范》中所列的钢筋种类及强度均应符合现行标准，如GB 50010-2010。未取得有关主管机关出具的检验合格证明的钢筋，不得用于生产。

3.3 局部钢混节点构造

局部钢混节点采用后张法预应力技术，主要由预制的混凝土支柱、混凝土横梁、特制的弧形高强度预应力钢筋、预制的混凝土楼板以及后期浇筑的混凝土复合层面构成。在施加预应力之前，节点缝隙被填充以高强度的自流平微膨胀型钢纤维砂浆。该弧形预应力钢筋选用具有高强度和良好延伸性的 630 级钢质拉杆或 HTRB630 型高强度钢筋，其断裂延伸率超过 15% 。这些钢筋被布置在横梁端部，其范围是横梁高度的 2 倍，且上下钢筋以垂直交叉的形式排列，交叉点与支柱边缘的距离大致等于横梁的高度。

3.4 钢筋绑扎施工技术

完成前期的准备工作后，需要对钢筋进行绑扎，尤其是涉及高层建筑的钢筋作业时，强化钢筋的绑扎和连接工艺至关重要。关键施工步骤如下。

（1）确保箍筋框架的稳固

利用预制模具和螺钉等固定装置，严格遵照施工设计方案进行加固，并仔细检查钢筋的固定情况，以保证其准确位置，避免因钢筋移动而干扰后续工序。首先进行主筋的绑扎，接下来进行次筋和箍筋的捆绑。在开展绑扎作业之前，须在样板或基础材料上明确标注箍筋的排布路线，同时在柱子和梁的钢筋构造图中细致描绘出箍筋与分布筋的具体布点，确保每一根钢筋都能准确定位。在浇筑混凝土之前，需采用电焊技术把主筋、箍筋以及楼板筋紧密焊接在一起，防止主筋出现位移。

（2）梁板钢筋接头搭接

对由下往上受力的结构，在跨中设置下部加强筋，将上部加强设置在支承处；如果荷载是从上往下的，则下部的钢筋布置在支座处，上部的钢筋设置在跨中的中间。加强筋应错开配置，保证搭接长度符合规范要求。柱的纵筋采用电渣焊，而对于较小的钢筋采用绑扎的方法。在焊接时，要对焊缝的间距进行严格的控制。由于梁柱节点处钢筋密度大、材料需求量大，因此需要严格控制节点位置和工序，防止出现混乱、错位，保证工程质量。在进行钢筋绑扎及粘结作业前，必须对施工图纸进行详细的阅读，对钢筋的型号、焊点等关键的施工参数都有明确的把握，为钢筋的施工创造良好的前期条件。

3.5 混凝土施工技术

（1）混凝土配合比。

混凝土工程技术在钢筋混凝土建筑施工中占据核心地位，其质量直接影响整体工程的优劣。因此，施工时应严格按照预设的作业计划执行，确保操作流程的有序性，为混凝土施工创造坚实的前期条件。在动工前，需依照特定的比例混合制作混凝土，以确保其质量从源头上得到保障。

（2）混凝土灌注工艺。

钢筋浇筑是钢筋浇筑工艺中的一个重要环节。在进行浇注前，应确认模板内的土、杂质和水份已经完全排净。施工过程中要注意防止混凝土离析。从料斗中卸出混凝土并进行浇筑时，必须保证混凝土自然落至2 米以下。如果超过了这个高度，就需要通过串联料斗、斜管、滑槽等设备进行输送。对于支持立柱的振捣工作，推荐使用内置振动器，并将其移动距离控制在振杆有效半径 1.5 倍的范围内，并不断地进行振动，直到混凝土均匀地分布在其表面并形成砂浆。对于钢筋密度较大的部位及预埋件，采用振动器快速插入，缓慢抽出，确保每一部位的震动时间保持在 25 秒左右，以避免产生空洞。采用分层次、由下至上的方法，保证各层厚度大于1 米，并在灌注时连续振捣夯实。

3.6 模板施工技术

（1）梁模板设置。

在大型钢 - 混凝土结构建设中，面临着多层阶梯、大截面梁型等问题，如何保证梁板的稳定及优化设计具有重要意义。施工中，严格评定各种类型的梁模板受力特性，并与规范规范相比较，确定最优模板材料。考虑到梁高度的约束，如果不超过 700mm ，则采用与短钢筋相结合的横向钢模支撑，是一种行之有效的方法。但在梁高达 700mm 以上时，其加固方法将改为在梁芯处嵌入抗张螺栓，使其间距维持在 700 毫米左右。在梁高超过 10000mm 时，采用双筋对拉锚固的方法，作为模板稳定的基础。当横断面不超过 0.4 平方米时，支承结构按传统门架布置；当立杆面积大于 0.4 平方米时，应在模板内侧增设撑杆，保证立杆间距在 600mm 以上，从而加强整个支撑系统。

（2）柱模板设置。

为了保证建筑物内墙轴线和竖直方向的精度，本课题拟采用标准化组合钢模做模板支承墙柱，并将其严格固定在预先确定的位置。为了提高立柱的整体稳定性，采用钢管作为辅助支撑。在拼装模板时，将钢管和墙模板紧紧地结合在一起，使整体结构更加坚固、可靠。钢管安装间隔设 1 米，并留有穿墙孔。钢管布置策略为：在距模具底400mm 、顶 500mm 处，采用全钢框架将整个结构固定。

（3）模板安装。

在施工过程中，模板、支架等与基础紧密相连，增加支座与基础之间的接触面积，提高了支座的稳定性。安装程序按照自底向上的方式进行。在施工之前，必须对其进行稳定评定，以保证其标高、中心线及连接等符合预先设定的要求，并保证其各项安装误差不超过规定的限值。对于跨距4 米以上的装配式 RC 框架梁，模板拱起是必要的。除特别说明外，一般情况下，模板拱起值为 1/1000～3/1000 一定要防止由于模板拱起不够而引起的模板或框架梁的下坠。

3 高层后张预应力钢筋混凝土结构施工质量控制

3.1 施工质量的监督和验收

在建设工程中，监督、验收是保证工程质量的重要环节。在工程建设中，要对每一道工序进行全方位的监督，以保证工程的质量满足设计及规范的要求。监督的内容主要是材料的质量、施工工艺、施工计划等等，要通过定期巡视、抽查、取样测试等手段，对施工场地进行细致的检验和评价。在施工过程中，必须要对施工材料进行检验，同时还要对施工人员的技术水平、规范操作等方面给予足够的重视。

3.2 施工中的常见质量问题解决方法

针对工程建设中普遍存在的质量问题，应着重注意三个方面。首先，要强化工程项目的质量控制，制定出一套科学的工程管理体系与规范，对各项工程的质量要求进行详细的规定，并进行相应的职责划分。其次，要加强对施工过程的监管与检查，对出现的问题进行定期的巡视、检查，及时发现问题，并予以解决。

针对工程中常见的质量问题，应提出合理的施工方案，确保混凝土浇筑时的流动性；对已松动的模板进行再加固，确保模板的稳定；对错位的钢筋应及时进行整理、校正。例如，针对高层建筑，应采用优化浇筑顺序、控制浇筑速率等措施，解决因浇筑过快而产生的开裂问题。

3.3 施工质量改进的措施和建议

为保证建筑工程的质量与安全，应采取如下措施与建议。首先，在项目实施之前，要进行详尽的项目规划与施工组织，对施工顺序、工作任务进行合理的划分，以保证项目的顺利实施。其次，要强化建筑材料的管理，建立完善的材料验收及质量追溯体系，以保证材料的品质达到规范要求。对生产过程中出现的问题进行不定期的现场检查，对出现的问题进行及时的纠正。同时，还应充分利用国内外同类项目的成功经验，采用新的施工工艺、新装备，以提高工程的质量与效率。最后，对建设项目的质量进行验收与评价，总结项目建设过程中取得的经验，进一步提高项目建设的质量管理水平，有效地保证工程的质量与安全。

4 结语

随着我国经济、社会的迅速发展，建设工程的数量越来越多，规模也越来越大。为此，在建设工程中，应强化钢筋混凝土结构施工技术，以防止发生各类质量问题，以确保建设工程的整体质量。要想确保工程建设的质量，就需要对每一个施工阶段进行严格的控制。在实践中，要不断总结经验，注重各项技术要点，从而提升工程建设的质量，推动我国建筑业的可持续发展。

参考文献

[1] 黄清华 . 建筑结构工程中钢筋混凝土施工技术要点分析 [J]. 住宅产业 ,2022(10):92-94,106.

作者简介：蔡骏，男，汉族，四川宜宾，本科，工程师，研究方向：建筑工程技术