預應力混凝土施工質量控制的探討

甘斌強

（南寧市建工建筑安裝有限公司，廣西 南寧 530011）

預應力混凝土經過近半個世紀的發展，當前在世界范圍內已成為土木工程中重要的結構材料。預應力混凝土具有抗裂性好、剛度大、節省材料、減小自重、卸載后的結構變形或裂縫可得到恢復等特點，同時能提高構件的抗剪能力、耐疲勞性能以及受壓構件的穩定性，使高強鋼材和高強混凝土得到應用，優點顯著。但因預應力混凝土結構工程施工工藝復雜、專業性較強、質量要求較高，施工中稍有不慎即會產生不同程度的缺陷，影響結構的安全性和耐久性。因此，做好預應力混凝土施工質量控制意義深遠。

1 我國預應力混凝土技術發展現狀

（1）預應力施工工藝中的關鍵技術得到較好解決，如200～800 kN張拉力的系列千斤頂、各類錨夾具、無粘結涂包工藝等。錨具年產量在300萬孔以上，屬世界生產大國之一。

（2）高強度低松弛鋼絞線強度級別已提高到1 860 MPa級的國際先進水平，產量可滿足國內推廣高效預應力混凝土的需要，并可出口。擺脫了過去30 a來預應力鋼材強度低、品種雜亂、供不應求的局面。

（3）規范規程已基本配套，制訂了《混凝土結構設計規范》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程》以及錨夾具產品標準等專業規程，滿足了工程需要。

（4）培養了一批高水準的預應力混凝土設計施工隊伍，建造了一批具有國際先進水平的預應力混凝士結構，如廣東國際大廈、秦山核電站預應力混凝土安全殼、珠海機場候機樓等高層和大柱網無粘結樓蓋。

（5）無粘結預應力混凝土有很大發展。據不完全統計，我國無粘結涂包生產線已有30余條，年涂包量超過12 000 t。每年用無粘結筋建造的房屋建筑預計在300萬m2以上。

當然，與國際水平相比仍存在一定差距：一是總體設計水平不高；二是預應力房屋建筑結構造價偏高、形式單一；三是預應力技術工藝水平有待提高；四是預應力混凝土的產業化程度低。

2 預應力混凝土施工中常見問題

預應力混凝土的研究發展已有一百余年的歷史。早在1861年人們就提出對混凝土施加預壓應力的設想，并開始了各種試驗研究工作。然而在工程實踐中，若稍有不慎，極易產生各種質量通病，對工程造成很大危害。主要體現在以下幾方面：

2.1 預應力鋼筋質量不合格

強度不達標時會降低預應力值，影響承載能力；伸長率不達標時，造成斷絲或滑絲。

2.2 鋼絞線生銹

輕度的浮銹會增大摩阻值，嚴重的銹蝕會損傷鋼絞線的截面，降低抗壓強度，張拉時易斷裂，甚至有可能埋下預應力結構毀壞的隱患，影響孔道灌漿后預應力鋼筋的握裹力。

2.3 波紋管材質低劣

表現為整體強度、剛度不符合標準，螺旋卷壓接咬合不牢固、不嚴密。管材厚度、硬度不符合標準。易造成截面變形，影響穿束；易開裂，使水泥漿漏入，造成孔道不同程度的堵塞，輕則增大摩阻，重則影響穿束。

2.4 波紋管孔道漏進水泥漿液

輕則減少孔道截面積，增加摩阻值；重則堵孔，使穿束困難，甚至無法穿束。

2.5 錨具、夾具質量不穩定

表現為夾片幾何尺寸不合格，硬度不均勻。夾片硬度大時，造成斷絲或夾片脆裂；夾片硬度小時，會造成滑絲；夾片與錨環孔幾何尺寸不吻合、不匹配，影響錨固效果。

2.6 錨具安裝不規范

錨環沒放入錨墊板的定位槽內，夾片沒有對齊，沒擺勻。可能造成局部應力集中，影響錨固效果。

2.7 張拉操作方面

在張拉過程中，沒有按規程操作，嚴格控制好張拉力，造成預應力筋滑絲或斷絲，達不到鋼絲的設計強度，從而影響構件的承載力。

2.8 孔道灌漿方面

孔道灌漿用漿液中，外加劑使用不規范。如鋁粉不做脫脂處理，影響膨脹效果；抗凍劑含氯鹽，造成預應力鋼筋銹蝕；摻入計量不準確影響預期效果，甚至導致負面效應等。

3 施工中的質量控制技術要點

針對以上問題，筆者結合工程實例，從幾個方面對預應力混凝土施工質量控制進行論述，以指導今后的施工或實踐。

3.1 工程概況

廣西扶綏縣公安局110指揮中心項目工程屋面共有9根采用現澆后張法施工的預應力框架梁，具體為：①1－6/A－Y軸間屋面有4根預應力井字梁（YWKL1～4），截面均為500×1 200，跨度分別為20.5 m、20.5 m、16.2 m、18.5 m，預應力配筋分別為1－10、1－10、1－10和1－12Фs15.2；②31－38/A－Y軸間屋面有3根預應力井字梁（YWKL5～7），截面均為400×1 000，跨度分別為20.5 m、12.5 m、12.2 m，預應力配筋均為1－12Фs15.2；③17－25/V－b軸間屋面有2根預應力井字梁（YWKL8a、YWKL8b），截面均為500×1 200，跨度均為19 m，預應力配筋分別為1－12、1－12Фs15.2。

3.2 材料質量控制和設備校檢

本工程采用低松弛1860級Фs15.2預應力鋼絞線；預應力錨具采用柳州市邱姆預應力機械有限公司生產的QMV系列錨夾具；預留孔道采用內經90（配以內徑 95接頭管）的圓形鍍鋅金屬波紋管。材料質量控制和設備校檢措施如下：

（1）對進場的鋼絞線外觀質量進行逐盤檢查，確保其平順、無彎折，表面無裂紋、小刺、機械損傷、銹斑和油污等，然后對照封簽產品合格證、出廠檢驗報告核對品種規格是否和設計要求相符。現場作抗力強度、伸長率等力學性能試驗，確保質量符合《混凝土結構工程施工質量驗收記錄》（GB/50204－2002）和《預應力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224－2003）的規定要求。

（2）預應力筋用錨具進場后核對產品質量證明書中所列的型號、數量、強度等級，經確認無誤后進行外觀、強度及靜載錨固檢驗，性能符合現行國家標準的規定后方可使用。

（3）金屬波紋管內外表面應清潔、無銹蝕，不應有油污、孔洞和不規則的褶皺，咬口不應有開裂或脫扣。核對產品合格證、出場檢驗報告的有關數據是否與設計要求相符，并依據《預應力混凝土用金屬螺旋管》（JG/T3013－94）的規定進行自檢。

3.3 鋼絞線下料質量控制

按圖紙對現場預應力梁的模板尺寸進行復核，滿足設計要求后才進行下料。下料時采用砂輪鋸切斷，不允許用氧氣焊燒斷或電焊燒斷，在下料過程中仍需對鋼絞線外觀進行自檢，若有裂紋、機械損傷、油漆等，需更換鋼絞線，以確保工程質量。

3.4 波紋管的安裝及預應力筋穿束的質量控制

波紋管安裝時應事先按設計圖中預應力筋的曲線坐標在側模板上彈線，以波紋管底為準，定出波紋管曲線位置，或以梁底模板為基準，按預應力筋曲線坐標，直接量出相應點的高度，標在箍筋上，定出波紋管曲線位置。

波紋管的固定可采用鋼筋托架，托架應焊在箍筋上，箍筋下面用墊塊墊實，墊塊務必保證強度和厚度，且固定牢靠。波紋管安裝就位后，須用鐵絲將波紋管與鋼筋托架綁在一起或在波紋管頂部綁一根鋼筋，以防澆筑混凝土時波紋管上浮而引起質量事故。波紋管安裝就位過程中應盡量避免反復彎曲，以防管壁開裂。波紋管安裝后應檢查波紋管的位置、曲線形狀是否符合設計要求，波紋管的固定是否牢靠、接頭是否完好、管壁有無破損等，如有問題及時修補。波紋管控制點的安裝偏差、垂直方向和水平方向必須符合設計和驗收規范要求，其豎向位置偏差合格率須達到90%以上，不得越過允許偏差的5倍。

預應力穿束過程中，要防止預應力筋損傷波紋管和由于預應力筋的重量引起波紋管及支架的變形。因此，預應力筋穿束后必須復查波紋管曲線位置和波紋管壁有無損傷，杜絕質量隱患。穿束后的預應力筋在張拉前需做好防銹防污染措施。

3.5 混凝土澆筑質量控制

混凝土澆筑前應進行隱蔽工程驗收。在澆筑過程中，須保證金屬波紋管的準確位置，若發現波紋管支架倒掉或偏移應立即停止澆筑，待由鋼筋工及時按原位恢復后方可繼續澆筑。并注意振動器不得觸及波紋管，以防止損壞波紋管而引起漏漿，堵塞孔道。同時，在框架梁端部、梁柱節點處等關鍵部位，因鋼筋密集，澆搗困難，宜用小直徑的振動棒或振動片，仔細振搗密實，切勿漏振，以免出現空谷及張拉時因梁端混凝土不密實使預埋件凹陷，造成質量安全事故。

3.6 預應力張拉質量控制

在預應力工程的施工中，施加預應力是整個工程的質量控制重點。張拉前，配套校驗張拉設備，所用壓力表不宜低于1.6級，拆除預應力砼梁的側模以減少模板預應力砼梁的約束，并將張拉端錨墊板清理干凈，安裝好工作錨具及工作夾片。預應力筋的張拉應在混凝土強度達100%后進行。張拉應為雙控，即伸長值和張拉力控制。當伸長值和張拉力達到設計要求時停止張拉，做張拉記錄，錨固預應力筋。預應力筋的理論伸長值與實際伸長值的允許誤差在6%之間，如張拉過程中張拉伸長值超過允許偏差范圍應立即停止操作，檢查原因，待采取措施并排除故障后才能繼續。張拉過程中應避免預應力筋斷裂或滑脫，當發生斷裂或滑脫時，需符合以下要求：斷裂或滑脫數量嚴禁超過統一截面預應力筋總根數的3%，且每束不得超過一根。

3.7 預應力孔道灌漿質量控制

張拉完畢，宜在48 h內進行孔道灌漿。預應力孔道灌漿的質量直接影響到預應力的效率和結構的耐久性，在以往的一些工程中，由于施工人員對孔道壓漿的材料質量及工藝未給予足夠重視，往往導致各種質量通病，因此須高度重視，具體應抓好以下幾點：

（1）水泥、水、外加劑和壓漿設備符合規范要求。水泥宜采用硅酸鹽水泥或普通水泥，不得含有任何團塊。水泥強度應符合設計要求，設計無規定時，應不低于30 MPa。本工程灌漿用水泥為 P.O42.5普通硅酸鹽水泥；所用水應不含有對預應力筋或水泥有害的成分，每升水不得含500 mg以上的氯化物離子或任何一種其他有機物。可采用清潔的飲用水；宜采用具有低含水量、流動性好、最小滲出及膨脹性等特性的外加劑，外加劑的用量應通過試驗確定。

（2）水泥漿的水灰比、泌水率、膨脹率和稠度等指標必須符合規范要求。水灰比宜為 0.40～0.45，摻入適量減水劑時，水灰比可減小到0.35。本工程水泥水灰比為0.35～0.42的純水泥漿。泌水率最大不得超過3%，3 h后泌水率不宜超過2%，24 h后泌水應能夠完全被水泥漿自我吸收。但實際上，即使泌水經過24 h被水泥漿完全吸收，也會在吸收后的水泥石中留下空隙或孔洞。因此，關鍵是不讓泌水出現，或者直接將泌出的水排出。水泥漿中（通過試驗）可摻入適量膨脹劑和鋁粉等，鋁粉的摻入量約為水泥用量的 0.01%。水泥摻入膨脹劑后的自由膨脹應小于2%。水泥漿稠度宜控制在14～18 s之間。

（3）灌漿前檢查孔道、灌漿孔、排氣孔、泌水管是否暢通，用壓力水沖洗孔道，以排除孔內粉渣等雜物。沖洗后用空壓機吹去孔內積水，但要保持孔道濕潤，使水泥漿與孔壁良好結合。

（4）壓漿順序應先下后上，直線孔道壓漿可以從構件一端到另一端，曲線孔道應從最低點開始向兩端進行，在最高點設排氣管。孔道末端應設置排氣孔。壓漿時待排氣孔溢出濃漿后，才能將排氣孔堵住繼續加壓到0.5～0.6 MPa，并穩定2 min，關閉控制閥。保持孔道內壓力。每條孔道應一次壓成，中途不應停頓，否則將已壓的水泥漿沖洗干凈，從頭開始壓漿。

（5）嚴格控制壓漿壓力和速度。壓漿的最大壓力宜為0.5～0.7 MPa；當孔道較長或采用一次壓漿時，最大壓力宜為1.0 MPa。梁體豎向預應力筋孔道的壓漿最大壓力可控制在0.3～0.4 MPa。壓漿應達到孔道另一端飽滿和出漿，并應達到排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關閉出漿口后，應保持不小于0.5 MPa的一個穩壓期，該穩壓期不宜少于2 min。

（6）壓漿結束后，采用砂輪切割機對筋頭進行切割，預應力筋切割后露出錨具夾片外的不小于30 mm。按設計要求用混凝土對外露錨具進行封閉，保護層厚30 mm。

總之，當前，建設部、國家科委已將預應力混凝土技術列入新技術推廣項目，可以預見，2l世紀預應力混凝土必將在建筑工程中扮演重要角色。在本工程中，預應力混凝土施工技術的應用為提高工程質量和確保施工工期提供了保障，效果明顯。我們相信，只要做好設計和施工的過程控制，及時發現問題，不斷總結經驗，預應力混凝土結構在實際工程中的應用水平將不斷提高。

1 楊宗放、方先和.現代預應力混凝土施工［M］.北京：中國建筑工業出版社，1993

2 鄢國聽.綜述預應力混凝土工程的質量控制［J］.科技資訊，2009（5）：125

3 劉孟暉、王淑珍.淺談預應力混凝土工程質量控制要點［J］.科技創新導報，2008（2）：57