探讨预应力技术在房屋建筑工程中的应用及质量控制
摘要：本文通过对各种预应力结构形式的说明，阐述预应力在房屋建筑施工中的特点及注意事项，详细说明了预应力施工的要点和在工程质量控制中的应用，并进一步分析了预应力技术在建筑工程中的发展趋势。
关键字：预应力技术；房屋建筑；质量控制
引言
随着人们消费观念的改变，对住房和工作环境及消费水平的要求也越来越高，住宅要求有较好的内景，办公室要求有开阔舒畅的空间，建筑要追求较大的净高，预应力结构的出现，轻松的实现了这些要求。预应力技术在施工和结构上有明显优点，如控制裂缝与挠度、控制施工阶段的裂缝、减轻支撑负担和减少截面面积等。通过适当调整结构的预应力度就能确保工程的抗震性能。并通过减少转换构件的尺寸，来减少结构的重量。所以预应力施工技术在房屋建筑工程中得到了广泛的应用及发展。
1. 预应力结构形式概述
预应力结构的形式也是多样丰富的，常用的形式有：无梁平板结构、有梁大板框架（或剪力墙）结构、转换层结构、门架结构和吊车梁以及特殊结构如水池、筒仓、大悬挑结构等。
1.1 预应力平板结构
为了提高整个楼盖的抗裂性能，减薄板厚，减轻结构自重，提高其使用功能，采用近年来在大量工程中得以广泛应用的现代高效预应力混凝土结构技术，将整个楼盖设计为后张部分预应力混凝土无梁平板结构是一个良好的选择。这种结构具有各种预应力结构的许多共性，其优点主要有：有利于减少地下室埋深及基坑开挖深度；利于增加建筑物楼层的净空高度或者减少层高；利于改善结构的使用功能；具有优越的抗裂性，减少钢筋用量，降低结构的造价；施加预应力后楼板的模板就可以拆除，施工方便，速度快。由于以上预应力无梁结构施工省人力、省模板及铺材、模板周转加快、施工周期缩短（从而人工费用减少）的特点，有过体验的土建施工单位，更乐于这种结构的施工。
1.2 有梁大板框架（或剪力墙）结构
有梁大板结构是柱子于柱子之间布明梁，大板上布置隔墙的结构体系。这种结构于平板结构有很多相似之处，柱距比较大，由于省去了次梁，避免了室内错综复杂的次梁，内景好，增加净空，抗裂好，省材料省模板和拆模人工，施工快速等优点。若这种大板配合预应力宽扁梁使用，则也能很大限度的降低层高或提升层净高。由于结构种还带有明梁，结构仍然属于框架或剪力墙结构，可以用于平板结构所不太适宜的高层或抗震设防烈度比较大的地方。
1.3 转换层结构
随着我国高层建筑的迅速发展，且多为多功能综合性建筑，需要大柱网、大空间的公共设施在下部，从受力的角度讲这是不合理的，解决这种矛盾的最常用方式就是设置结构转换层。随着预应力技术的逐渐成熟，预应力材料及施工费不断下降，即使用材料等强代换的概念从经济上来比较预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构，在许多情况下后者并不比前者经济。因此我国高层建筑转换层结构中采用预应力技术的情况越来越多，大多数转换层结构形式有成功地采用预应力技术的例子：宁波浙海大厦，地上 52 层，地下 2 层，在 6 层处设置了 2000mm 的预应力厚板和 3500x3200mm 的暗梁作为该超高层建筑的转换层。
1.4 特种结构及其他
随着公共事业的发展，各种特殊功能的构筑物不断出现，有些特殊构筑物的使用功能及受力性能常常需要预应力技术才能实现，预应力技术在这些特殊功能构筑物中发挥了重要的作用。
1.4.1 大悬挑结构
体育建筑在各大中城市兴起，体育建筑的形式多样，风格各异，使预应力技术的应用丰富多彩。随着钢结构的发展，许多雨蓬采用钢结构，可以获得更大跨度，但是造价和维修费用都比较高，所以在适当跨度内预应力混凝土结构还是有很大的优势。
1.4.2 储罐与筒仓
一般地，储罐与筒仓对抗裂要求比较高，预应力技术广泛用于这种结构主要利用预应力主动轴力来抵抗混凝土拉应力来提高抗裂性能；尤其是圆筒结构，环壁的混凝土只受环向轴力作用，正是预应力最适合的结构形式。绕丝后张预应力混凝土水池在国内应用了几十年，主要采用预压应力来抵消由于水对筒壁产生环向拉应力。这样用高强钢材提高了抗裂性能就可以在同等抗裂条件下减小截面尺寸，带来可观的经济效益。
2. 预应力在房屋建筑施工中的特点及注意事项在房屋建筑工程中通常在其局部采用预应力技术，在施工时也要与土建施工密切配合。部分的预应力梁也需要在结构内部设置后浇孔作为张拉的空间，在土建施工时应该按照图纸留设后浇孔。同时为了避免张拉时由于局部的压力过大造成的在张拉端混凝土的破损，要在张拉端设置加强螺旋筋等措施。
固定端柱筋定位时应确保波纹管的顺利通过，张拉端柱筋的定位要确保能够安装锚垫板；在张拉端部，梁面、底筋的弯折方式要与锚具位置密切配合，要按照工程图纸设计箍筋的尺寸，这样才能保证波纹管的顺利通过。施工交底时也需要确定普通钢筋位置同时要与波纹管的位置错开，对妨碍锚具位置、波纹管位置的梁筋和柱筋要做相应的调整，这样可以避免在工程施工时由于各种钢筋交叉冲突而形象施工的进行。
3. 预应力施工的要点和在工程质量控制中的应用3.1 工程原材料的质量控制
预应力筋是预应力分项工程中非常重要的原材料之一，所以在预应力筋进场时要做好对其质量的控制。供货厂家不但要提供产品的合格证，也要提供能够反映预应力筋主要性能的出厂检验报告，可以合并提供两者内容，要确保内容的基本齐全。预应力筋进场之后，要根据材料的进场的批次以及抽样检验方案确定对材料的检验批，在进行外观检查之后再进行抽样进行复验，确认产品合格之后才能将其用于工程建设。预应力筋的锚具、连接器、夹具也要符合设计要求，性能必须符合国家相关的规定标准。进场之后要对产品进行抽样对其外观进行检查，也要进行级装件试验，确认产品合格之后才能使用。
3.2 预应力筋下料、制作固定端锚具质量控制
按照工程要求确定切割预应力筋的长度。在预应力筋下料完毕之后制作固定端锚具，加工制定完毕后将其送到施工场地。钢绞线的下料是张拉端预留长度、下料误差、绞线在结构内的长度三者的总和。要确保下好料的成品钢绞线不存在磨伤和死弯，也要按照其长度进行分类堆放，预应力筋下料完毕之后，要对其规格尺寸和数量进行及时的检查。
3.3 预应力曲线放线
要按照设计要求的曲线布置预应力筋在梁中的位置，所布置的曲线形状由反弯点、最低点、最高点等确定，常见做法是在梁的非预应力钢筋上标画出预应力筋的详细放线图，在每间隔 1m~1.5m 的地方设置一个控制点。要有专门人员完成防线工作并对其进行及时的复核检查。
3.4 预应力筋的穿束、就位固定和留排气泌水孔梁普通钢筋绑扎好并焊接完固定架后之后，就要铺设波纹管，之后将预应力筋穿入波纹管中，全部铺完后将波纹管固定在固定架上。采用人工单根穿束预应力筋，也需要用胶布或者软布包缠好穿束端，用来避免预应力筋在穿束过程对波纹管的破损。预应力筋穿束中及穿束完毕后也要对波纹管进行检查，如果出现破损要立即使用防水胶带对其进行包缠。预应力筋的垂直的固定由固定架实现，其水平位置必须保持顺直。
一切固定就位后，在波纹管最高点、两端部设置泌水孔。同时也要按照设计要求在预应力张拉端部设置加强螺旋筋，以达到承担预应力局部压力的目的。
3.5 混凝土的浇筑和浇筑时的注意事项
预应力筋穿束完毕后，检查各种管线的位置、规格、数量和修补破 损的波纹管，确认各项合格之后才能进行混凝土的浇筑。在浇筑过程中，不能使振动棒与波纹管直接接触。应采用小直径振动棒将张拉端和梁柱节点等这些重点部位振捣密实，这样可以避免蜂窝出现以及张拉事故。
同时在混凝土浇筑时也应该预留养护混凝土试件，来达到张拉时将其强度检测值作为预应力筋后张拉的依据。在浇筑完毕之后对锚垫板的面上的混凝土进行及时的清理，这样才确保锚具的顺利安装。
4. 预应力技术的发展趋势
4.1 现代预应力技术在多层大跨结构中的发展方向建筑业是我国国民经济重要支柱产业之一，旺盛的建筑需求，日新月异的生产工艺变革以及人们对物质文化生活需求的迅速提高，使建筑结构正面临新的挑战。现代建筑结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展，人们总想在有限的建筑面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。预应力技术正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点，迎合了现代建筑结构的发展趋势。
4.2 高层建筑结构中预应力技术发展方向
近年来，现代预应力技术在高层建筑中的应用有很大发展，尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力砼扁梁用于高层建筑的楼盖，它具有降低层高，简化模板，提高施工速度等明显效果受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。预应力混凝土除用于楼盖外，有时还用来解决大跨度、大空间部位柱网转换时的转换梁、转换桁架，以及复杂柱网情况下的转换板。此外 8 ～ l8m 跨度的预应力混凝土空心板和外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。目前，高层建筑的外墙材料大都是红砖、小型砌块、实心混凝土或玻璃幕墙等墙体材料的改革势在必行。
4.3 预制现浇相结合的装配整体式结构将加速发展先张法预制预应力混凝土构件具有工厂化规模生产的各种优点，如质量控制水平高，构件耐久性好，模板周转率高，损耗小，它与现场浇注的后张法预应力混凝土相比，省去了留管灌浆工序或无粘结束的注油挤塑工序，省去了管道费用、涂包费用和锚具费用。随着大柱网、大开间多层建筑和高层建筑迅猛发展，长跨预应力砼空心板、T 形板、大型预应力砼墙板等必将逐步兴起，预制梁板现浇柱或预制梁、板、柱与现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构体系预期会迅速发展，这种结构体系可以把预制与现浇二者的优点结合起来，避免纯装配式建筑对产品尺寸的高精度要求，结构整体性差和节点耗钢量大等缺点，又避免了现浇结构现场湿作业工程量大，受制于现场施工及气候条件，耗用大量模板、支撑等缺点。
结束语
预应力技术经过了几十年的工程实践和不断研究，已经是比较成熟的一项工程技术，房屋建筑工程中预应力施工技术的应用是一项新尝试，在提高工程质量上有着很大的作用。
