預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量控制

衛(wèi)曉光 張 穎

（洛陽(yáng)市路星公路工程監(jiān)理有限責(zé)任公司 洛陽(yáng) 471000）

近十年來，我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，預(yù)應(yīng)力新技術(shù)層出不窮。然而，目前我國(guó)的預(yù)應(yīng)力混凝土施工專業(yè)隊(duì)伍還很缺乏，有的低水平、無資質(zhì)的隊(duì)伍也承擔(dān)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工，給工程建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量帶來隱患，影響了預(yù)應(yīng)力技術(shù)的健康發(fā)展。

預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展是從預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展中得到升華和完善的。最初人們把預(yù)應(yīng)力原理用于混凝土結(jié)構(gòu)中，形成預(yù)應(yīng)力混凝土，其出發(fā)點(diǎn)是想通過預(yù)張拉在混凝土中產(chǎn)生永久的壓應(yīng)力以改善混凝土的抗拉能力。后來才清楚，預(yù)張拉鋼材可充分利用高強(qiáng)度鋼材。隨著預(yù)應(yīng)力實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，人們開發(fā)出多種高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力筋，配套形成一整套制作、張拉、錨固、保護(hù)與防腐蝕工藝，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)、無粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)、緩粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)、體外預(yù)應(yīng)力束技術(shù)等，形成了多種預(yù)應(yīng)力工法和專利技術(shù)。以下對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量的控制進(jìn)行探討。

1 材料、設(shè)備的控制要點(diǎn)

1.1 主要材料的質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)成批驗(yàn)收。每批應(yīng)由同一牌號(hào)、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝制度的鋼絞線組成，每批重量不大于60t。從每批鋼絞線中任意取3盤，進(jìn)行表面質(zhì)量、直徑偏差、捻距和力學(xué)性能試驗(yàn)。屈服強(qiáng)度和松弛試驗(yàn)每季度由生產(chǎn)廠家抽檢一次，每次不少于1根。

預(yù)應(yīng)力錨具、連接器應(yīng)有出場(chǎng)合格證。進(jìn)場(chǎng)時(shí)從每批次中抽取10%但不少于10套錨具檢查其外觀和尺寸，從每批次中抽取5%但不少于5套錨具夾片做硬度試驗(yàn)，如有1套表面有裂紋、超過產(chǎn)品規(guī)定尺寸的允許偏差或硬度指標(biāo)超標(biāo)，則應(yīng)另取雙倍數(shù)量的錨具重新進(jìn)行檢查；如仍有1套不符合要求，則不得使用或逐套檢查，合格者方可使用。經(jīng)過上述2項(xiàng)試驗(yàn)合格后，應(yīng)從同批次中抽取錨具（夾具或連接器），組成3個(gè)預(yù)應(yīng)力筋錨具（夾具或連接器）組裝件，進(jìn)行靜載錨固性能試驗(yàn)。

1.2 主要設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、標(biāo)定

液壓千斤頂在張拉使用前進(jìn)行試驗(yàn)及驗(yàn)收，避免在正式使用時(shí)發(fā)生故障影響工作。主要進(jìn)行空載運(yùn)行、滿載檢驗(yàn)、千斤頂?shù)呢?fù)載效率檢驗(yàn)等。進(jìn)場(chǎng)的油泵在使用前應(yīng)進(jìn)行空載運(yùn)行、滿載運(yùn)行檢驗(yàn)，防止使用中出現(xiàn)故障影響工程進(jìn)度。

2 預(yù)應(yīng)力筋及孔道布置質(zhì)量的控制要點(diǎn)

2.1 預(yù)應(yīng)力筋下料、堆放情況

（1）預(yù)應(yīng)力筋下料長(zhǎng)度通過計(jì)算確定。圖紙中標(biāo)出的鋼束下料長(zhǎng)度為鋼束徑向投影至線路中心線的平均長(zhǎng)度，不能作為實(shí)際下料依據(jù)。

（2）下料前檢查預(yù)應(yīng)力筋外觀。預(yù)應(yīng)力筋表面不得有潤(rùn)滑劑、油漬等降低預(yù)應(yīng)力筋與混凝土粘結(jié)力的雜物，以確保應(yīng)力在構(gòu)件中能均勻分布。

（3）檢查預(yù)應(yīng)力筋的切割質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力筋切割宜采用砂輪切割機(jī)，嚴(yán)禁用電弧焊切割下料以免預(yù)應(yīng)力筋因意外打火造成損傷。確保切口平整、切口不散。

（4）檢查擠壓錨固情況。當(dāng)擠壓預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，應(yīng)檢查擠壓套筒內(nèi)有無彈簧鋼絲，油表讀數(shù)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)定以及錨固長(zhǎng)度是否符合設(shè)計(jì)要求；對(duì)于擠壓應(yīng)力小于設(shè)計(jì)的，應(yīng)編號(hào)記錄，截取試件進(jìn)行試?yán)瑵M足張拉力的1.5倍以上時(shí)，對(duì)應(yīng)擠壓應(yīng)力的視為安全，小于擠壓應(yīng)力的報(bào)廢不用。

（5）檢查預(yù)應(yīng)力筋堆放情況。如果預(yù)應(yīng)力筋在室外堆放，則應(yīng)架空堆放并用篷布覆蓋等有效措施，防止雨露和各種腐蝕性氣體或介質(zhì)的影響，且堆放時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以防止預(yù)應(yīng)力筋嚴(yán)重銹蝕，或出現(xiàn)斷絲等不良情況。

2.2 孔道坐標(biāo)計(jì)算

審核施工組織設(shè)計(jì)。在審核施工單位提供的施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)復(fù)核波紋管坐標(biāo)是否與箱梁鋼筋沖突，如果在支座和跨中處相遇時(shí)，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)代表商討，能否調(diào)整鋼筋規(guī)格或排列方式。對(duì)于其他部位，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求處理；設(shè)計(jì)無要求時(shí)，鋼筋給管道“讓位”，保證管道坐標(biāo)曲線位置的正確。

2.3 定位筋布置

檢查定位筋的布置情況。曲線段和最上層波紋管處定位鋼筋要求加密，間距不宜大于0.5m，其他部位不宜大于0.8m。定位鋼筋一般可做成“井”字型。目的在于防止混凝土澆筑時(shí)波紋管上浮或左右移動(dòng)。

2.4 波紋管安裝

波紋管接頭可用大一號(hào)的同型波紋管套接，接頭長(zhǎng)度不小于20cm，接頭處波紋管沒有毛刺和卷邊，套管兩端用膠帶密封牢固，以防止?jié)仓炷習(xí)r向管內(nèi)部漏漿。

按照設(shè)計(jì)圖紙的縱向、橫向、平面坐標(biāo)精確焊接波紋管定位鋼筋，波紋管穿入定位孔時(shí)要避免反復(fù)彎折，保證管道曲線順暢沒有死折。

2.5 預(yù)應(yīng)力筋穿束

穿束前，應(yīng)全面校核孔道軸線是否與錨墊板垂直，不垂直的加楔形墊板調(diào)整垂直，以確保穿束能順利進(jìn)行，張拉時(shí)不至于堵管。

穿束時(shí)，可用薄塑料管或膠帶包裹預(yù)應(yīng)力筋穿入端穿入管道，若預(yù)應(yīng)力筋穿入端分叉嚴(yán)重，應(yīng)用砂輪打磨后穿入，嚴(yán)禁用電焊操作，穿束應(yīng)均勻使力；如遇阻礙不得強(qiáng)行使力穿入，應(yīng)查明原因后方可進(jìn)行，防止預(yù)應(yīng)力筋分叉或刺穿管壁。

穿束結(jié)束后，連接器、張拉端應(yīng)密封及管壁完整，以防止水泥漿或其他雜物漏入；檢查定位筋的牢固性，以防止因定位筋松動(dòng)引起的管道變形。

3 混凝土澆筑質(zhì)量的控制要點(diǎn)

混凝土澆筑前仍需對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道徹底檢查一遍，尤其是模板側(cè)和管道下側(cè)的隱蔽處，確認(rèn)管道和鋼絞線無破損后方可進(jìn)行混凝土澆筑。預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁混凝土澆筑順序是先澆筑地板和腹板混凝土，最后再澆筑頂板混凝土。

預(yù)應(yīng)力箱梁腹板埋設(shè)并排2層或多層波紋管時(shí)，波紋管之間以及波紋管和模板之間的縫隙往往很窄，這給混凝土澆筑時(shí)施工振搗帶來一定困難。澆筑時(shí)宜采用直徑稍小的振動(dòng)棒（30棒），必要時(shí)可與插釬配合振搗。

澆筑下一孔時(shí)，對(duì)施工縫新舊混凝土連接部位應(yīng)鑿毛并清理干凈。當(dāng)波紋管伸出第一次澆筑的混凝土面時(shí)，鑿毛應(yīng)注意不損壞波紋管，混凝土澆筑后做好養(yǎng)護(hù)工作。

4 預(yù)應(yīng)力筋張拉質(zhì)量的控制要點(diǎn)

4.1 張拉準(zhǔn)備

混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)盡量避免振搗棒直接接觸波紋管，以防漏漿堵孔，并要求錨墊板周圍搗固密實(shí)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的90%，混凝土彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)的90%及澆筑養(yǎng)護(hù)7d等3個(gè)要求后，放可進(jìn)行張拉施工。

由于施加預(yù)應(yīng)力，混凝土必將產(chǎn)生彈性變形，同時(shí)引起軸向縮短及上、下方向的撓曲，水平方向的撓曲等，使混凝土產(chǎn)生預(yù)想不到的裂縫。為此，對(duì)軸向彈性收縮有約束作用的側(cè)模板、內(nèi)模板要拆除；模板與支架有約束支座在順橋方向移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)部位的地方要拆除；一般情況下，施加預(yù)應(yīng)力引起的梁軸向縮短量，在進(jìn)行首片梁施工時(shí)應(yīng)進(jìn)行觀察，以便調(diào)整。

審核張拉施工組織設(shè)計(jì)及張拉計(jì)算書。計(jì)算合理的初應(yīng)力σ0，一般為張拉控制應(yīng)力σmin的10%～15%。

錨具在使用前應(yīng)清除雜物，夾片打緊程度務(wù)求一致。如工具夾片開裂或牙面缺損較多，工具錨板出現(xiàn)明顯變形或工作表面損傷顯著時(shí)，均不得繼續(xù)使用。安裝夾片和千斤頂時(shí)，應(yīng)將錨固夾持段及外端的浮銹和污物擦拭干凈，以免預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時(shí)夾片齒槽堵塞而引起預(yù)應(yīng)力筋滑脫。

檢查限位板凹槽深度。若深度過淺，張拉時(shí)易刮傷預(yù)應(yīng)力筋，造成預(yù)應(yīng)力筋直徑變小，等張拉結(jié)束錨固時(shí)，夾片不能錨固直徑變小的預(yù)應(yīng)力筋，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋回縮；若深度過深，張拉時(shí)，會(huì)引起較大的夾片回縮，造成過大的應(yīng)力損失，影響張拉效果。

檢查千斤頂、油泵和油表是否與壓力試驗(yàn)所用的一致，并檢查合格期限。千斤頂必須有工作平臺(tái)，千斤頂支架必須與梁端墊板接觸良好，且位置正直對(duì)稱，并使工具錨之間的各根預(yù)應(yīng)力鋼材相互平行，不得扭絞錯(cuò)位，以防造成預(yù)應(yīng)力筋斷絲。

4.2 張拉過程控制

應(yīng)及時(shí)張拉，以防因預(yù)應(yīng)力筋銹蝕而產(chǎn)生滑絲、斷絲。張拉時(shí)按應(yīng)力和延伸率雙向控制，按設(shè)計(jì)要求順序進(jìn)行張拉；無設(shè)計(jì)要求時(shí)，可按構(gòu)件對(duì)稱張拉，以免張拉時(shí)構(gòu)件截面處于過大的偏心受力狀態(tài)。應(yīng)安排專人量測(cè)千斤頂?shù)难由炝浚⒘繙y(cè)結(jié)果整齊、準(zhǔn)確地記錄在案，以備堵管及編制施工資料時(shí)查閱。

4.3 張拉結(jié)果分析及處置

張拉過程中，當(dāng)伸長(zhǎng)值明顯偏小時(shí)，應(yīng)立即暫停施工，等待處理。預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)的控制應(yīng)力，應(yīng)以張拉時(shí)的實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核。實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量的誤差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取相應(yīng)措施加以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。如果是漏漿堵孔，則應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行放張，并根據(jù)施工記錄推算孔道堵塞位置，鑿開并徹底清理堵塞物，記錄在案，以備在壓漿孔道不通暢時(shí)進(jìn)行處理。如果是其他原因則應(yīng)上報(bào)，并記錄在案，等待處理。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋斷絲、滑絲超過規(guī)范所控制的數(shù)目時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)上各階段極限狀態(tài)要求的情況下，可提高其他束預(yù)應(yīng)力值。

4.4 預(yù)應(yīng)力筋切割

預(yù)應(yīng)力筋在張拉控制應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋錨固完畢并經(jīng)檢查合格后，方可用砂輪機(jī)將張拉端多余的預(yù)應(yīng)力筋切除，嚴(yán)禁用電焊切割，但必須保證錨固后的外露長(zhǎng)度不得小于30mm，并用強(qiáng)度較高的水泥漿封堵。張拉結(jié)束后，應(yīng)盡快壓漿。

5 孔道壓漿質(zhì)量的控制要點(diǎn)

5.1 壓漿準(zhǔn)備

檢查壓漿設(shè)備。壓漿前應(yīng)對(duì)壓漿機(jī)進(jìn)行認(rèn)真檢查、標(biāo)定，用壓漿機(jī)向管道內(nèi)注入清水，充分沖洗、濕潤(rùn)并檢查孔道是否暢通，然后用空壓機(jī)將水吹出，以確定設(shè)備能正常工作和保證灰漿具有良好的和易性、流動(dòng)性。水泥的強(qiáng)度等級(jí)不得低于42.5，且水泥不得含有任何團(tuán)塊；外加劑采用灌漿劑。

5.2 壓漿過程控制

水泥漿自拌制至壓入孔道的持續(xù)時(shí)間宜控制在30～45min之內(nèi)，且應(yīng)連續(xù)攪拌，對(duì)超出使用時(shí)間期限而引起流動(dòng)性降低的水泥漿，不允許用加水的方法來增加流動(dòng)性。

壓漿采用真空輔助壓漿工藝施工。在待壓漿的預(yù)應(yīng)力管道張拉端安裝球閥，錨固端連接真空管，管道的其余部分密封，然后在壓漿端用球閥連接壓漿泵（帶壓力表），在出漿端連接真空泵等設(shè)備，拌制水泥漿。在壓漿前作泌水試驗(yàn)、稠度試驗(yàn)。先將壓漿端封閉，開動(dòng)真空泵，對(duì)管道試抽真空，檢查及確保管道無漏氣現(xiàn)象后，將道內(nèi)空氣抽出至一定的負(fù)壓值0.08MPa，并維持1min，若壓力值不變即可進(jìn)行灌漿。開壓漿閥，開啟壓漿泵，將測(cè)試合格的漿液灌入管道內(nèi)，灌漿過程中，真空泵保持連續(xù)工作。水泥漿從排漿閥順暢流出，且稠度與灌入的漿體相應(yīng)時(shí)，關(guān)閉排漿閥。灌漿泵繼續(xù)工作，一直到灌漿壓力達(dá)到0.7MPa時(shí)，持壓不少于2～5min后，關(guān)閉壓漿泵及灌漿閥，完成壓漿作業(yè)。并督促施工員認(rèn)真做好壓漿記錄。

6 結(jié)論

通過對(duì)首片箱梁預(yù)應(yīng)力施工各項(xiàng)工序的質(zhì)量控制，為后續(xù)施工箱梁提供了技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)：

（1）改善預(yù)應(yīng)力管道定位與預(yù)應(yīng)力筋制作質(zhì)量，尤其是保證端部錨墊板與孔道垂直對(duì)中，減小孔道摩擦損失。

（2）預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量取值，對(duì)張拉伸長(zhǎng)值影響較大，因此預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量事先測(cè)定很重要。

（3）張拉程序、張拉順序一定要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求。

（4）施加的張拉力大小，直接影響預(yù)應(yīng)力效果，所以預(yù)應(yīng)力的張拉控制力應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，并必須采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控。

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