預應力構件管道灌漿施工質量監控與檢測技術探析

李偉然

（重慶交通大學土木工程學院 重慶市 400074）

預應力構件管道灌漿施工質量監控與檢測技術探析

李偉然

（重慶交通大學土木工程學院 重慶市 400074）

結合云南某橋梁實際施工經驗，就國內混凝土橋梁后張法預應力管道灌漿及其密實度檢測原理進行了闡述，介紹了了基于彈性波測試法的綜合檢測技術的優缺點及未來發展趨勢。

預應力管道灌漿；無損檢測；彈性波

0 引言

目前預應力混凝土橋梁在我國橋梁建設中占主導地位，混凝土橋梁由預應力損失引起的結構加速劣化和承載力降低的問題嚴重，且可能造成施工張拉過程中的梁體崩塌，所以在施工過程中應盡量減少應力值損失。施加預應力常用的有先張法和后張法，且在常用的后張法預應力混凝土梁的制作中，管道灌漿密實度的質量保證是非常重要的。在橋梁建設中，后張法預應力管道壓漿不密實的問題早在多年前就受到國內外的廣泛關注，在眾多橋梁安全事故中導致預應力鋼筋銹蝕的主要原因就是孔道壓漿不密實，因此采用無損檢測技術對預應力結構的管道灌漿質量進行檢測，對結構質量評價有重要意義。

結合實際預應力橋梁施工過程，就張拉灌漿質量檢測論述如下。

1 施工方法

在預應力張拉完成后，施工人員將多余鋼絞線切除，保證外露鋼絞線在30mm以內，通過無收縮性質的水泥砂漿進行封錨，封錨后等24至48小時進行灌漿，此方法施工較快，應用廣泛。若預應力孔道壓漿不密實，預應力筋在高拉應力狀態下會加速銹蝕，且質量缺陷的預應力鋼筋存會使混凝土應力集中，改變梁體受力狀態，影響橋梁的使用壽命。相比傳統壓漿技術，真空灌漿技術可以更好的保證預應力孔道壓漿質量。真空灌漿是指在壓漿之前，施工人員要采用真空泵在管道端部抽空，使管道形成-0.1MPa的真空度，之后將水泥漿注入到管道內，直到灌滿。此方法具有較好的密實性，可以很好的保持漿體的流動性使水泥充滿管道，灌漿機灌漿時可將管道內氣泡清除，且由于負壓狀態，漿體流動很快，不會受到空氣的影響，大大縮短了灌漿時間，保證了管內漿體稠度均衡，提升了漿體的密實度及強度。

2 檢測技術

為確保灌漿質量，灌漿結束后采用無損檢測技術對預應力管道進行檢測，對客觀評價結構安全有重要意義。目前我國使用較為廣泛的是沖擊彈性波法。沖擊彈性波法于1992年首次用于預應力管道檢測，運用沖擊回波譜圖，能大概評測孔道內的壓漿清情況。沖擊彈性法是利用錨索兩端露出的鋼絞線進行測試，在梁的一端進行激振，通過檢測激振信號在缺陷區域的重復反射來測試灌漿密實度的，若孔道灌漿不密實，激振信號會在缺陷處重復反射，使得波速降低，出現較為明顯的反射信號。

2.1定性測試

彈性波定性測試包括全長衰減法（FLEA）、全長波速法（FLPV）和傳遞函數法（PFTF）。測試通過在錨索梁端露出的鋼絞線激振與受信，對預應力孔道全體進行定性測試，檢測原理圖如圖1所示。

圖1 管道灌漿密實度檢測原理示意圖

全長衰減法（FLEA）在孔道灌漿密實度較低的情況下，能量散逸較少，衰減較小，振幅比大，對灌漿缺陷較為敏感，但是測試結果離散性較大；全長波速法（FLPV）通過測試彈性波通過錨索的傳播時間，并結合錨索的距離計算出彈性波經過錨索的波速，通過波速的變化來判斷預應力管道灌漿密實度，其優點是測試結果較為穩定，適合測試大范圍缺陷，但測試原理不嚴密，對缺陷不敏感；傳遞函數法（PFTF）是在預應力梁一端激振，如果接收端存在不密實情況，會產生高頻振蕩，可判定錨頭兩端附近（約0.5m）的缺陷情況，其缺點是測試范圍小。

為了較好的準確測試預應力梁管道（兩端錨頭露出）的灌漿缺陷，采用彈性波反射法、彈性波定性測試法、沖擊回波定位測試法進行綜合檢測，此方法可以細致的對梁體孔道內整體灌漿密實性、小范圍不密實區、孔道沁水等缺陷進行較全面的檢測。

為了量化灌漿質量檢測結果，引入基于FLEA、FLPV、PFTF的反映灌漿密實度的灌漿指數If，If=1時灌漿完全飽滿，If=0未灌漿。If是根據基準值自動設計計算的，If指數越高，說明預應力管道越飽滿，預應力束與主梁的結合程度也越好，若If低于0.8，則說明灌漿質量差，可能出現空隙。灌漿空隙一般出現在波紋管頂部，需采用定位測試并根據掃描結果判定是否需要在管道上方打孔補漿。

2.2定位測試

定位測試采用沖擊回波，沿管道上方或側方，以掃描形式連續測試，通過反射信號的特性測試管道內灌漿的狀況。根據彈性波定性測試的結果，再利用沖擊回波等效波速法(IEEV)對有缺陷的管道灌漿進行定位測試。IEEV法利用在波紋管上部激振時，根據回波的反射特性來判斷缺陷的具體位置。當管道灌漿存在缺陷時，激振的回波在缺陷處會產生反射，激振的回波從梁底部反射回來所用的時間比灌漿密實的地方長，即比用梁長得到的等效波速慢。

定位精確檢測結果可出現密實、松散、空洞型三種灌漿類型，如圖2所示。

圖2 管道灌漿密實度檢測結果示意圖

（1）密實型：漿體健全，灌漿密實；（2）松散型：漿體強度偏低，或漿體有蜂窩狀細小氣泡，與鋼絞線有不接觸，但仍具有連續性，對鋼絞線起到一定的保護最用，此類缺陷一般不處理；（3）空洞型：漿體中有空洞，空洞缺陷類型需要二次灌漿。根據具體情況由相關單位提出補救措施，通過復測合格后可正常使用。

3 結語

綜上所述，預應力灌漿檢測技術是非常重要的工作，會直接影響到橋梁的安全問題。采用多種方法綜合測試灌漿質量是較有發展前途的，但能全數、全面的檢測預應力管道灌漿只是理想的，即目前的檢測技術來看，施工噪聲等人為因素會干擾彈性波的激振與受信，對無損檢測結果影響較大，有時難以獲得準確的數據，而這種干擾是無法避免的。另外檢測設備連接較為繁瑣，大型橋梁預應力筋數量較多，測試效率不高。所以不受干擾，可移動、非接觸式檢測是該檢測工藝未來發展的趨勢之一。

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1007-6344（2017）05-0251-01

李偉然 男（1993-）碩士 重慶交通大學