預應力孔道壓漿質量影響因素分析及控制措施

吳超

摘 要：孔道壓漿是預應力體系施工中關鍵的一步，橋梁預應力體系可以極大地提高橋梁工程的整體受力能力和質量水平。本文從預應力孔道壓漿施工中存在的質量問題入手，分析造成孔道壓漿質量問題的影響因素，提出孔道壓漿質量的控制措施，用以提高橋梁工程的施工質量和使用壽命。

關鍵詞：橋梁;預應力;孔道壓漿;質量控制

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0117-02

0 前言

在橋梁的施工階段，預應力孔道壓漿因其實施效果的不可見性，質量驗收較為困難，使得壓漿質量仍然存在較多問題。這不僅與施工過程中操作人員、技術人員、監(jiān)理人員思想認識不到位和監(jiān)管措施不力有關，也與原材料性能不滿足要求、未嚴格落實施工工藝、現(xiàn)場監(jiān)督管理不到位等因素有著密切的關系。預應力孔道壓漿的質量問題給橋梁工程帶來了一定隱患并降低其使用壽命，因此加強預應力孔道壓漿的施工質量控制顯得尤為必要。

1 孔道壓漿質量影響因素分析

1.1 孔道成孔材料

預應力孔道壓漿的質量問題和成孔質量有很大關系，波紋管的質量長期以來不作為強制檢測項目，導致波紋管產(chǎn)品質量失控和現(xiàn)場保護較差。部分生產(chǎn)廠家在金屬波紋管鋼帶質量上和塑料波紋管的顆粒及厚度上大做文章，使波紋管的合格率大大降低。

（1）塑料波紋管：目前的塑料波紋管多為聚乙烯材料制作，對比聚丙乙烯材料制作的波紋管，其強度、彈性模量和耐熱性均較差，且大部分生產(chǎn)廠家對波紋管的波紋形狀和波高不重視，導致波紋管的環(huán)剛度指標無法滿足要求，還有一些廠家生產(chǎn)的波紋管連最基本的壁厚都難以滿足規(guī)范要求。（2）金屬波紋管：目前規(guī)范對金屬波紋管的質量缺乏認證標準，很多單位在施工現(xiàn)場自行卷制金屬波紋管，由于鋼帶自身質量得不到保證，加上現(xiàn)場保存措施不到位，加工設備及加工工藝等一系列問題，往往在施工時會出現(xiàn)波紋管變形、銹蝕、損壞，最終導致壓漿工藝無法正常實施。

1.2 壓漿材料性能

目前國內(nèi)多數(shù)后張預應力橋梁工程采用普通水泥漿摻入阻銹劑進行孔道壓漿，根據(jù)對國內(nèi)外壓漿施工技術規(guī)范的調研和對比發(fā)現(xiàn)，規(guī)范對壓漿材料強度要求差異不大，但在初凝時間、流動性、泌水率、膨脹率、體積變化率、抗?jié)B性、總氯離子含量等方面的要求差異較大。國內(nèi)的施工技術規(guī)范對壓漿材料的性能指標要求較低，但對于漿液流動性的指標要求較高，導致水灰比無法減小。

1.3 出漿孔與排氣孔、封錨問題

部分預應力工程進行壓漿施工時，經(jīng)常出現(xiàn)出漿孔設計錯誤，曲線孔道峰頂位置未設置出漿孔，也沒有根據(jù)箱梁結構形式和預應力管道走向設置科學合理的排氣孔。在預應力孔道壓漿時，當漿體從設計錯誤的出漿孔或排氣孔溢出時會被誤認為壓漿完成。有時出漿孔堵塞也會導致孔道內(nèi)空氣無法全部順暢排出，造成管道“窩氣”。因此，排氣措施在非真空壓漿施工過程中是影響壓漿質量的一個十分關鍵的因素。

施工過程中對波紋管的保護措施不到位，造成波紋管變形損壞、異物堵塞、密封不好、封錨不嚴等問題也會造成壓漿時漏漿、不能保壓持荷、漿體不密實等現(xiàn)象。特別是預應力錨頭的封堵，預應力錨頭因其結構和位置特殊，所受應力高，若養(yǎng)護不到位，或封錨材料抗?jié)B性能不好，極易造成封錨材料開裂，最終導致錨頭腐蝕，封錨不密實也會造成壓漿不能保壓持荷。

1.4 現(xiàn)場監(jiān)管問題

現(xiàn)場施工的監(jiān)督管理仍然是控制孔道壓漿質量的重要手段。目前，大部分的工程項目對孔道壓漿工序在管理上依然缺乏行之有效的監(jiān)管手段。如工序施工前技術人員未能進行系統(tǒng)的技術培訓和相關交底，施工時不嚴格按照規(guī)范要求履行試驗流程、施工工藝流程、檢查驗收流程，或交底的工藝流程不明確，工藝指標及驗收指標不明確等。

2 孔道壓漿質量的控制措施

2.1 提高壓漿料性能指標，加強壓漿料試驗檢測方法

提高預應力孔道壓漿質量最主要的是提高壓漿材料的性能指標，同時還要做好壓漿料現(xiàn)場試驗檢測。預應力孔道壓漿多是對漿體的流動性和抗壓強度兩項指標進行檢測，對漿體的泌水率和膨脹度檢測力度不夠。而抗壓強度和流動度這兩項檢測指標與壓漿密實程度最終并不發(fā)生直接聯(lián)系。

若想較好的控制漿體泌水率和膨脹度，在施工現(xiàn)場可選用成本低、定量性強的傾斜管試驗和插筋泌水試驗。

2.2 采用高速攪拌制漿，配置合適的壓漿料

壓漿料的配合比應嚴格按照設計文件及規(guī)范要求進行，確保壓漿料的水灰比、泌水率、流動度、膨脹率在規(guī)范要求的范圍內(nèi)。

壓漿料應采用高速攪拌機進行攪拌，目前工程中多采用轉速在100轉/分鐘左右的常規(guī)低速攪拌機，壓漿后出現(xiàn)的空隙較大。根據(jù)現(xiàn)場實際經(jīng)驗，采用轉速在1000轉/分鐘以上的高速攪拌機，攪拌出的漿體各方面性能均有較大幅度地提高，其泌水率、強度、流動度、膨脹率等指標，較慢速攪拌機攪拌的壓漿料均高出許多。見表1。

2.3 加強波紋管質量控制和檢測

要確保波紋管的材料性能滿足設計和規(guī)范要求，波紋管在進場使用前必須經(jīng)驗收合格，并在使用前做好泌水試驗和抗壓實驗。

對于設計孔道較長，波紋管需要連接的，應做好波紋管接頭位置的封閉措施，后穿預應力筋的孔道內(nèi)應穿PVC管或其他內(nèi)撐保護措施，其他工序施工時應注意保護波紋管，避免波紋管受損。

2.4 壓漿工藝的控制

2.4.1 非真空壓漿

（1）孔道壓漿前應將孔道內(nèi)存在積水和細微雜物清除干凈。（2）壓漿前，應釆用密封罩或水泥漿等對錨具夾片空隙和其它可能漏漿處進行封堵，待封堵料達到一定強度后方可壓漿。壓漿順序先下后上，曲線孔道和豎向孔道應從最低點壓漿孔壓入，由最高點的排氣孔排氣或泌水。漿體壓入預應力孔道之前，應首先開啟壓漿泵，使?jié){體從壓漿嘴排出少許，以排出壓漿管中的空氣、水和稀漿，當排出的漿體稠度和攪拌罐中的稠度一致時，開始壓入預應力孔道。（3）壓漿過程要均勻、連續(xù)，且保持適當?shù)膲毫Γ畲髩毫刂圃?.6MPa左右，當孔道較長或起伏落差比較大時，可適當增加壓力。壓漿充盈度應達到孔道另一端飽滿并于排氣孔排出與規(guī)定流動度相同的漿體為止。當一條孔道壓漿完成，關閉出漿口后，應保持壓力穩(wěn)定，穩(wěn)壓時間應不少于3min。（4）同一孔道壓漿應連續(xù)進行，一次完成。從漿體攪拌到壓入預應力孔道的時間不應超過40min。壓漿后應從壓漿孔和出漿孔檢查壓漿的密實情況，如有不實，應及時補壓，以保證孔道完全密實。

2.4.2 真空壓漿

真空輔助壓漿應用真空泵從孔道一端將已封閉好的預應力孔道中空氣抽取干凈，使孔道內(nèi)的真空度達到-0.06MPa ～-0.1MPa，然后用壓漿設備從另一端將拌制好的壓漿料壓入孔道中。采用真空輔助壓漿可而減少氣體的影響，有效提高孔道壓漿的密實度。

壓漿料初入孔道時，由于混凝土先流造成殘留空氣，形成較大氣泡;在壓漿持續(xù)進行過程中，預應力孔道內(nèi)壓力由負壓變?yōu)檎龎海S著壓力的不斷上升，孔道內(nèi)殘留空氣體積會逐步縮小;到壓漿結束時，出漿口關閉并開始穩(wěn)壓持荷，殘留空氣會更小;漿體凝固后，進行養(yǎng)護時，殘留空氣形成的氣泡在高壓狀態(tài)下進一步縮小，真空輔助壓漿可有效縮小孔道內(nèi)的殘留空氣。

2.5 現(xiàn)場的監(jiān)督管理

做好預應力孔道壓漿質量控制還要做好現(xiàn)場的監(jiān)督和管理，除日常的旁站監(jiān)督外還要將預應力孔道壓漿的技術工作提高到專項施工方案的高度，對孔道壓漿過程制定嚴格的操作規(guī)程，同時也要做好壓漿施工人員的專業(yè)化培訓;在施工過程中要進行數(shù)字化管理，對壓漿的配合比、壓力、流量、流速進行定量控制;最后還要嚴格按照現(xiàn)場試驗檢測頻率要求做好現(xiàn)場的試驗檢測工作，確保各項指標符合要求。

3 工程實例

3.1 工程概況

新建鐵路成都至貴陽線樂山至貴陽段王灣樂宜高速公路特大橋（60+100+60）m連續(xù)梁為預應力鋼筋混凝土結構，全長221.5m。箱梁采用縱、橫、豎三向預應力體系。縱、橫向預應力鋼絞線采用抗拉強度標準值fpk=1860MPa，彈性模量Ep=195GPa，公稱直徑為Φ15.2mm高強度、低松弛鋼絞線，波紋管采用塑料波紋管。

3.2 檢測結果

該預應力混凝土連續(xù)箱梁的預應力孔道壓漿按照上述孔道壓漿控制措施進行嚴格控制。各塊段預應力施工完成后采用彈性波穿透法對孔道壓漿質量進行檢測，其中箱梁0#塊段、1#塊段N17、N18兩條預應力管道檢測數(shù)據(jù)如表2，結果顯示，箱梁預應力孔道壓漿質量滿足規(guī)范和設計要求。

4 結語

綜上所述，要想使預應力孔道壓漿質量得到保障，應當著重控制壓漿材料和波紋管的質量和性能;采用先進的壓漿設備和科學的施工工藝，提升施工人員、現(xiàn)場管理人員的專業(yè)性;在施工中，尤其要重視漿體的配比及性能指標。本文通過分析質量問題和影響因素，總結出了控制預應力孔道壓漿質量的具體措施，為保障預應力孔道施工質量，提升橋梁工程的總體質量和使用壽命提供經(jīng)驗，給施工企業(yè)與施工人員提供參考。

參考文獻

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