第二十讲-无粘结预应力施工

无粘结预应力施工技术一、概述

1、原理：在预应力筋表面刷防腐润滑油脂并套塑料管后，浇注砼张拉并锚固预应力筋的预应力砼构件的生产方法。

2、特点：

1）是后张法的发展，施工方便，摩擦损失少，预应力筋易弯成多跨曲线形状；对锚具要求高。

2）不需预留孔道，不需穿索，不需管道灌浆，施工简便。二、无粘结预应力筋的制作

1、组成：无粘结筋、涂料层和外包层无粘结预应力筋1一塑料外包层2一防腐润滑脂3一钢绞线(或碳素钢丝束)

1）无粘结筋（1）材料：钢绞线或7Φ5高强钢丝组成的钢丝束。中间无接头。（2）制作工艺：编束放盘→刷防腐润滑油脂→覆裹塑料护套→冷却→调值→成型。

2）外包层

（1）材料高压聚乙烯塑料带或塑料管制作。（2）作用是使无粘结筋在运输、储存、铺设和浇筑混凝土等过程中不会发生不可修复的破坏。3）涂料层（1）材料：防腐油脂或防腐沥青。（2）作用：是使无粘结筋与混凝土隔离，减少张拉时的摩擦损失，防止无粘结筋腐蚀等。（3）涂料层要求：a.-20度~70度内不流淌,不开裂,不变脆,有韧性;b.使用期内化学稳定性高;c.润滑性能好,摩阻力小;d.不透水,不吸湿;e.防腐性好.

4）锚具：见教材P197墩头锚具（高强钢丝），XM型锚具（钢绞线）。三、无粘结预应力施工（预应力筋的铺设、张拉和端部锚头处理）

1、无粘结预应力筋的制作：（１）挤压涂层工艺（２）涂包成型工艺

2、质量检验

1）产品外观

2）油脂用量

3）管壁厚度

3、铺设：

a.

严格按设计要求的曲线形状就位并固定牢靠。

b.曲率可垫铁马凳控制，铁马凳一般采用大于ф12钢筋焊接，间隔不宜大于2m。

c.先拉两端，同时从中间往两端绑扎定位。

4、张拉：a.两端同时张拉，张拉顺序应与其铺设顺序一致。

b.张拉前宜先用千斤顶往复抽动2次降低张拉摩擦损失.c.个别钢丝脱落或断裂时会降低张拉力,数量不超过总量的2%.

5、端部锚头处理：

a.端头留30mm，切钢器或砂轮锯切断。

b.端部锚固区，必须进行密封防护。

一、电热张拉概述

1、原理：对预应力钢筋通以低电压的强电流，使钢筋发热伸长，待其伸长至预定长度后，随即进行锚固并切断电源，断电后钢筋降温而冷却回缩，使混凝土建立预压应力。

2、适用：预应力筋为冷拉HPB275，HRB335，HRB400。

3、特点：操作简便，劳动强度低，设备简单，效率高，可避免摩擦损失，张拉曲线形钢筋或高空进行张拉更有其优越性。

一、常见的质量事故及处理（一）先张法预应力混凝土常见的质量事故及处理

1、钢丝滑动

1）产生原因：

钢丝表面被油污染,钢丝与混凝土之间的黏结力遭到破坏；

放松钢丝的速度过快；

超张拉值过大。

2）防止措施：

保持钢丝表面洁净；振捣混凝土一定要密实；

等混凝土的强度达80%以上才能放松钢丝。

2、钢丝被拉断1）产生原因：钢丝的强度过高,其质不均；超张拉值过大。2）防止措施：一般不用高强钢丝；张拉时，施工人员不得在张拉

台座的两边，以免高强钢丝裂而伤人。

3、构件脆断或构件翘曲1）产生原因：钢丝应力，应变性能差；配筋率低，张拉控制应力

过高；台座不平，预应力位置不准。2）防止措施：控制冷拔钢丝截面的总压缩率，以改善应力、应变

性能；避免过高的预应力值；不要用增加冷拔次数

来提高钢丝的强度；增大混凝土构件的截面。（二）后张法预应力混凝土常见的质量事故及处理

1、孔道位置不正（即孔道位置偏斜，引起构件在施加应力时发生

侧弯和开裂）

1）产生原因：芯管未与钢筋固定牢，井字架间距过大；浇筑混凝土时，振动棒的振动使芯管偏移。

2）防止措施：井架位置要正确，绑扎在钢筋骨架上，其间距不得大于1.0m；灌注混凝土时，防止振动棒振动芯管偏移，需起拱的构件，芯管应同时起拱。

2、孔道塌陷、堵塞1）现象：后张法构件预留孔道塌陷或堵塞，使预应力筋不能顺利

穿过，不能保证灌浆质量。2）产生原因：抽芯过早，混凝土尚未凝固；孔壁受外力和振动影响，如抽管时，因方向不正而产生的挤压和附加振动等；抽管的速度过快。3）防止措施：抽芯在砼初凝后、终凝前；浇灌砼后，钢管每隔10~15min同向转动一次，宜先上后下，先曲后直；抽管速度要均匀；抽出后及时检查孔道，塌陷处及时疏通。

3、预应力值不足1）现象：重叠生产构件，如屋架等张拉后，常出现应力值不足情

况，对2级冷拉钢筋的应力损失，最大可达10%以上。2）产生原因：采用重叠方法生产构件，阻止上、下层构件张拉时

的弹性压缩，当构件起吊后，层间摩阻力消除，从而产

生附加预应力损失。3）防止措施：做好隔离层；浇捣上层混凝土，防止振动棒触及下

层构件。

4、孔道灌浆不密实1）产生原因：水泥强度过低，灌浆顺序不当；灌浆压力过力过

小；未设排气孔，部分孔道被空气阻塞；灌浆未连

续进行，部分孔道被堵。宜先灌下层后灌上层，避

免将下层孔道堵住；2）防止措施：应采用32.5MPa水泥；水灰比宜控制在0.4左

右；可掺入0.01%的铝粉或0.25%的减水剂；灌浆先下后上，直线孔道一端到另一端，曲线孔道应从最低点开始向两端进行；灌浆压力以0.3~0.5MPa为宜，中途不应停顿。

5、孔道裂缝1）产生原因：抽管、灌浆操作不当，产生裂缝；冬期施工灰浆受

冻膨胀，将孔道胀裂。2）防止措施：抽管、灌浆按规范操作，砼振捣密实；避免冬期灌

浆，必须时在孔道通热气或热水而后加热和保温。二、预应力混凝土质量检查1、预应力筋：检查要求：进场时，应按现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线)GB／T5224等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。检查数量：按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。外观检查：其表面无污物，锈蚀，机械损伤和裂纹。检验方法：检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。

2、预应力筋用锚具、夹具和连接器检查要求：应按设计要求采用，其性能应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GBT14370等的规定。检查数量：按进场批次和产品的抽样检验方案确定。外观检查：其表面无污物，锈蚀，机械损伤和裂纹。检验方法：检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。注：对锚具用量较少的一般工程，如供货方提供有效的试验报告。可不作静载锚固性能试验。

3、预应力混凝土用金属螺旋管检查要求：在使用前应进行外观检查，其内外表面应清洁，无锈蚀，不应有油污、孔洞和不规则的褶皱，咬口不应有开裂或脱扣。检查数量：全数检查。外观检查：其内外表面应清洁，无锈蚀，不应有油污，孔洞和不规则的褶皱，咬口不应有开裂或脱扣。检验方法：观察。

4、预应力筋下料检查要求：预应力筋应采用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割；当钢丝束两端采用镦头锚具时，同一束中各根钢丝长度的极差不应大于钢丝长度的1／5000，且不应大于5mm。当成组张拉长度不大于10m的钢丝时，同组钢丝长度的极差不得大于2mm。检查数量：每工作班抽查预应力筋总数的3％，且不少于3束。检验方法：观察，钢尺检查。5、先张法预应力施工时应选用非油质类模板隔离剂，并应避免沾污预应力筋。检查数量：全数检查。检验方法：观察。6、锚具的封闭保护检查要求：

a.应符合设计要求；

b.当设计无具体要求时，应采取防止锚具腐蚀和遭受机械损伤的有效措施；

c.凸出式锚固端锚具的保护层厚度不应小于50mm；

d.外露预应力筋的保护层厚度：处于正常环境时，不应小于20mm；

e.处于易受腐蚀的环境时，不应小于50mm。检查数量：在同一检验批内，抽查预应力筋总数的5％，且不少于5处。检验方法：观察，钢尺检查。

7、锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量检查要求：应符合设计要求；检查数量：每工作班抽查预应力筋总数的3％，且不少于3束。检验方法：钢尺检查。

8、先张法预应力筋张拉后与设计位置的偏差检查要求：不得大于5mm，且不得大于构件截面短边边长的4％。检查数量：每工作班抽查预应力筋总数的3％，且不少于3束。检验方法：钢尺检查。9、后张法预应力筋锚固后的外露部分检查要求：宜采用机械方法切割，其外露长度不宜小于预应力筋直径的1．5倍，且不宜小于30mm；检查数量：在同一检验批内，抽查预应力筋总数的3％，且不少于5束。检验方法：观察，钢尺检查。

三、预应力混凝土质量检查1、张拉设备根据预应力筋种类等合理选择张拉设备，张拉力不应大于设备额定值，严禁在负荷时拆换油管和压力表，接电源时，机壳必须接地，经检查绝缘后，才可试运转2、先张法施工张拉机具与预应力筋应在一条直线上；顶紧锚塞时，用力不要过猛；台座两端设防护装置，严禁站人。3、后张法施工构件两端设防护装置，严禁站人；孔道、千斤顶与锚环三对中；离开岗位时，松开阀门或切断电源；钢丝，钢绞线，热处理钢筋及冷拉级钢筋，严禁采用电弧切割。4、电热张拉两端必须设置安全防护措施；操作人员必须穿胶鞋，带绝缘手套，操作时应站在构件的侧面；发生碰火现象，应立即断电检查。一、工程概况工程名称、地点、规模、特点，预应力框架梁的数量、预应力筋、锚具、张拉机具等。二、施工工艺流程村料进场→取样试验→下料→盘卷→运至施工区→坐标确定→自检，调整→钢绞线编束、穿束，绑扎→张拉端安装→验收→浇筑混凝土→张拉端清理→安装锚具→张拉→切除钢筋头→封锚端部三、质量控制标准及要求预应力筋的材料、机具，安装、张拉等要求四、工程验收资料

1、无黏结预应力筋，锚具出厂质量证明书

2、无黏结预应力筋，锚具的复试报告

3、混凝土试块的强度试验报告

4、隐蔽工程验收记录五、安全注意事项

1、入场前对工人进行安全教育，操作工人应配戴安全帽

2、张拉操作时应有稳固的操作平台

3、张拉时采用两人一组，一人操作千斤顶，一人操作油泵并记录

4、穿束时工人脚踩的架板应稳固

5、张拉时，严禁施工人员站在千斤顶的轴线方向，以免发生意外。

由于冬期温度低，土、砂浆、砼等会被冻结，严重影响施工质量，使建筑物的产生一定的质量隐患。为此在冬期施工，需要做好施工的防冻措施。

冬期低温和雨期降水，给施工带来很大困难。必须从具体条件出发，选择合理的施工方法，制定具体的措施，确保工程质量，降低工程的费用。季节性施工季节性施工一、冬期施工的基本知识

（冬期施工所采取的技术措施，是以气温作为依据）

1、冬期施工的特点

a、事故多发期，

b、发现滞后性，

c、时间性很强

2、冬期施工的原则

a、确保质量，

b、经济合理；

c、资源可靠；

d、工期满足规定。3、冬期施工的准备工作

a、收集气象资料，

b、编制冬期施工方案，

c、适应冬期施工，

d、有防护用品，

e、人员执证上岗。季节性施工二、砌筑工程的冬期施工条件：预计连续10d内的平均气温低于5ºC，或当日最低温度低于-3ºC。方法：有掺盐砂浆法，冻结法和暖棚法等。（一）掺盐砂浆法

1、原理：在砂浆中掺入抗冻剂，降低水的冰点，保证液态水存在，使水泥水化反应在负温下进行，强度也能继续缓慢增长。抗冻剂有氯化钠和氯化钙为主，亚硝酸钠、碳酸钾和硝酸钙等。

2、适用：除以下特殊要求的工程外

a、近高压电路、热工要求高建筑物，

b、特殊装饰、温度≥60%工程，

c、遇水接触结构，

d、配有钢筋而末处理的砌体季节性施工

3、对砂浆的要求（1）材料符合规定：

a、清除冻霜，b、P.O水泥，c、石灰膏等防冻，

d、砂不含≥10mm的冻结块，e、水温≤80ºC、砂温≤40ºC。（2）砂浆的配制

a、掺盐砂浆配制时，应按不同负温界限控制掺盐量。

b、掺盐砂浆法的砂浆使用温度不应低于5ºC。

c、气温≤15ºC，砂浆强度提高一级。

d、机械拌合，延长搅拌时间，注意保温。

4、砌筑施工工艺：“三一”砌砖法，浇热盐水润湿，增大砂浆的稠度。季节性施工（二）冻结法

1、原理：砂浆先冻结，保证砌体稳定，融化后水泥水化，砂浆硬化强度从零逐渐增长。

2、适用：空斗墙、毛石墙、承受侧压力的砌体，在解冻期间可能受到振动或动力荷载的砌体，在解冻期间不允许发生沉降的砌体。

3、对砂浆的要求一般气温应≥-10ºC；气温≥-25ºC，强度提高一级；气温＜-25ºC，强度提高二级。

4、砌筑施工工艺：“三一”砌筑方法，一顺一丁的方法组砌。季节性施工

5、砌体的解冻：解冻期间稳定性较差，保证不出裂缝。

a、清除剩余的临时荷载；

b、洞口解冻前填砌完毕；

c、跨度＞0.7m的过梁用预制构件；

d、~5mm的空隙作为预留沉降量；

e、转角处设置一根ø6钢筋拉结。（三）砌体冬期施工的其他施工方法简介1、蓄热法方法：先加热水和砂，再配制砂浆和砌筑，后用保温材料覆盖。适用：温度再-5~10ºC，以及寒冷地区的初冬和初春，地下结构施工。季节性施工2、暖棚法方法：用简易结构或保温材料，封闭工作面使砌体在正温下（≥5ºC）砌筑和养护。适用：地下室墙、挡土墙、局部性事故工程的砌筑。3、快硬砂浆法方法：用快硬硅酸盐水泥、加热水和砂浆制成的快硬砂浆砌筑。适用：热工要求高，湿度＞60%及接触高压输电线路和配筋的砌体。季节性施工四、钢筋混凝土结构工程的冬期施工（一）砼冬期施工的特点

1、气温低，水化作用减弱，强度增长慢；

2、砼内部冻胀，砼与钢筋粘结力减小，结构强度降低；

3、砼受冻后，抗压强度损失50%，抗拉强度损失40%；

4、养护时间越长，强度损失愈小。规范规定：受冻前砼强度要求，P或P.O≥30%，P.S≥40%，

C10≥5.0N/mm2，掺外加剂砼≥3.5N/mm2。季节性施工（二）砼冬期施工的要求

1、对材料的要求及加热（1）水泥：活性高、水化热大的P或P.O，≥42.5级，300kg/m3,

水灰比≤0.6。（2）骨料：不得含有冰雪（3）材料加热：水用锅烧水、蒸汽加热水、电极加热水。（4）钢筋：冷拉气温≥-20ºC，应力提高30N/mm2；焊接≥-20ºC，应防雪和防风。（5）防冻剂：无盐类，引气剂或引气减水剂。季节性施工

2、混凝土的搅拌、运输和浇筑（1）搅拌：设暖棚，热水冲洗搅拌机，拌合时间延长50%，先水和砂石后水泥投料，出料温度≥10ºC。（2）运输：减少运距和时间，使用保温措施，保证入模温度≥5ºC。（3）浇筑：清除冰雪，加快速度，防止散热，延长振捣时间，养护前温度≥2ºC。（三）混凝土的养护依据：气象预报、结构特点、施工进度、资源条件、施工现场等情况。方法：蓄热法、外加剂法、人工加热法。季节性施工1、蓄热法（1）方法：砼浇筑后，用保温材料覆盖，使砼在正温下硬化。（2）适用：室外温度≥-15ºC，地下工程，表面系数≤015mm-1。（3）特点：方法简单，费用低，易保证质量。2、外加剂法（1）方法：砼中加抗冻剂、早强剂、减水剂及加气剂，使砼在负温下能水化，增长强度。（2）适用：与外加剂不发生负面影响的砼构件。（3）特点：工艺简单，节能，费用低。季节性施工

3、人工加热法（1）方法：利用外部热源加热浇筑后的砼，温度保持在0ºC以上，使砼在正温下硬化。（2）适用：不能用蓄热法、外加剂法养护的砼工程。（3）特点：强度增长快，费用高，一般不用。（四）混凝土的拆模和成熟度

1、混凝土的拆模砼达到拆模强度；加热法施工温度低于5ºC可拆模；温差大于20ºC拆模后注意覆盖，缓慢冷却。2、混凝土的成熟度（1）作用：混凝土强度增长的参考依据。季节性施工（2）计算公式：M=∑(T+10)Δt

式中：M——混凝土的成熟度（ºC

·h或ºC

·d）;T——硬化温度（ºC

）

Δt——测温间隔时间（h或d)

成熟度对应的强度：f=K(M-200)（五）混凝土的温度测量和质量检查

1、温度测量用温度计、温度传感器、电热偶等，在2：00~20：00每隔6小时测温一次，时间不小于3min，温差控制在允许范围内。

2、质量检查遵守常规检查，检查外加剂质量和浓度，增加两组试块检验强度（一组用以检验受冻结前的强度；另一组用以检验转入常温养护28d的强度）。季节性施工三、土方工程的冬期施工

1、特点：机械强度大，造价增高，工效降低

2、要求：根据气候、土质和冻结等，结合施工条件，周密计划，做好准备，连续施工。（一）冻土的定义、特性及分类

1、定义：冻土是当T≤0ºC，且有水的土称；冻胀指土冻结后体积比冻前增大的现象。

2、分类根据冻胀率，对浅埋基础的影响分类。

Ⅰ类——不冻胀，Ka≤1%，无危害

Ⅱ类——弱冻胀，Ka=1%~3.5%，产生细小裂缝

Ⅲ类——冻胀，Ka=3.5%~6%，产生裂缝。

Ⅳ类——强冻胀，Ka≥6%，严重破坏。季节性施工（二）地基土的保温防冻要求：在冬季来临时，土层冻结前，采取保温防冻措施。方法：松土防冻法、覆盖雪防冻和隔热材料防冻等。1、松土防冻法将预防冻地段的表土翻松耙平，利用其中孔隙降低土壤的导热性，达到防冻的目的。翻耕深度一般在25~30cm。（如图10-1所示）季节性施工季节性施工2、覆雪防冻结在积雪量大的地方，可以利用雪的覆盖作保温层来防止土的冻结（挡雪防冻<图10-2>挖钩填雪防冻<图10-3>）季节性施工季节性施工3、保湿材料覆盖法面积较小的基槽（坑）的防冻，可直接用保温材料（炉渣、锯末、膨胀珍珠岩、草袋、树叶等）覆盖。季节性施工（三）冻土的开挖（冻土的抗压强度增大2~3倍）常采用剪切法，将冻土破碎或融化后挖掘，开挖方法有人工法、机械法和爆破法。1、冻土的融化：利用热源将冻土融化，方法有焖火烘烤法，循环针法和电热法。（1）焖火烘烤法方法：在冻土上铺杂草、木柴引燃火，再撒锯末、谷壳和把刨花等，后压上数厘米的土，使冻土融化。适用：面积较小、冻土不深，且燃料全家的地区。季节性施工（2）循环针法1）方法：将钻有孔眼的蒸汽管，插入冻土孔内，后通入低压蒸汽以融化冻土。2）适用：不宜用于开挖基槽（坑）季节性施工（3）电热法方法：用ø6~22钢筋作电极，打到冻土层下150~200mm，通电产生电阻热融化冻土。适用：土方量不大和急需工程。2、人工法开挖

1）方法：用大铁锤和铁楔子劈冻土。

2）适用：开挖面积较小和场地狭窄，不具备用其他方法进行土方破碎、开挖。季节性施工

3、机械法开挖推土机或中等动力的普通挖掘机，冻土层厚≤0.