提高簡支箱梁預應力孔道壓漿密實度的措施研究

薛宏平（上海地鐵咨詢監理科技有限公司， 上海 200032）

0 引 言

軌道交通高架橋廣泛采用有粘結的后張法預應力混凝土橋梁結構，其中預應力孔道壓漿不飽滿將引起預應力筋銹蝕、預應力損失等不利情況。根據 DGJ 08—117—2005《城市橋梁工程施工質量驗收規范》6.5.1 條和 DG/TJ 08—235—2012《后張法預應力施工規程》9.6.4 條規定：孔道內水泥漿應飽滿、密實。為此，本文通過分析預應力管道壓漿效果，制定相應措施以確?？椎缐簼{密實，進而提高后張法預應力混凝土的施工質量，確保橋梁具有耐久性。

1 工程概況

上海軌道交通 5 號線南延伸工程（東川路站接軌點—工程終點）正線線路長約 16.627 km，共設 9 座車站。上海地鐵咨詢監理科技有限公司（以下簡稱“公司”）承擔其中某標段施工的監理工作。本標段包含部分高架，具體范圍為南橋新城站站后橋梁起點至線路設計終點高架區間，呈南北走向，全長為 1.226 km，地下基礎為 Ф800 mm鉆孔灌注樁，上部結構分為現澆預應力混凝土簡支箱梁和連續箱梁兩種類型。橋梁標準結構采用 A 型預應力混凝土簡支箱梁，共 34 跨，跨徑分別為 25.000 m、27.000 m、30.000 m、27.873 m 和 35.000 m；連續箱梁 3 聯，14 號至 16 號孔跨距為 25 m＋40 m＋27 m，38 號至 40 號孔跨距為 30 m＋27 m＋23 m，41 號至 43 號孔跨距為 25 m＋30 m＋25 m。為使結構外觀銜接整齊劃一，從橋梁結構外形景觀考慮，梁高均采用 1.9 m。

兩種箱梁均采用預應力現澆混凝土結構，預應力采用后張法。簡支箱梁腹板 F1、F2、F3 和簡支箱底板 B3 采用雙向張拉，簡支箱底板 B1 和 B2 采用單向張拉，共計 18孔。其中，F1、F2、F3 各 2 孔，B1、B2、B3 各 4 孔。預應力管道封錨混凝土強度等級為不低于 C50；管道壓漿選用高性能無收縮壓漿劑，采用真空輔助壓漿工藝。

2 預應力孔道壓漿不密實現狀調查

預應力孔道壓漿不密實，水和空氣的進入使得處于高度張拉狀態的鋼絞線材料易發生腐蝕，造成有效預應力降低，嚴重時鋼絞線會發生斷裂，極大地影響橋梁的耐久性和安全性。我國學者在模型試驗和數值分析的基礎上指出：對于全空管道，其開裂荷載較全密實孔道低10% 左右?？梢姡扇∮行У拇胧┨岣哳A應力孔道壓漿密實度，對提高橋梁工程質量至關重要。

本標段高架區間完成部分簡支箱梁預應力張拉及孔道壓漿工作后，隨機抽取 6 跨進行壓漿密實度檢測。底板B1、B2 和 B3 采用 X 光片法，腹板 F1、F2 和 F3 采用導波法。檢測完成后，根據檢測情況，緊跟鉆孔技術多斷面法對壓漿質量進行驗證。具體檢測結果，如表 1 所示。

表 1 簡支箱梁預應力孔道壓漿密實情況統計表

根據箱梁孔道檢測的結果，發現孔道壓漿存在諸如局部壓漿不密實、孔道內部無漿液等問題。為便于區分，本文將壓漿密實度分為以下 5 種情況。

第 1 種情況：波紋管上部無漿，與鋼絞線接觸并嚴重缺少砂漿。

第 2 種情況：波紋管上部有空隙，與鋼絞線相接觸。

第 3 種情況：波紋管上部有空隙，與鋼絞線不接觸。

第 4 種情況：波紋管上部有小蜂窩狀氣泡、漿體收縮，與鋼絞線不接觸。

第 5 種情況：壓漿料較為松散，但仍保持連續性，對鋼絞線能起到保護作用。

經過現場統計，預應力管道壓漿后，出現第 1 種情況（嚴重缺少砂漿）的部位較多，其數量占抽檢部位總數的42.31%，與出現第 2 種情況（空隙與鋼絞線相接觸）的部位數量相加，累計頻率達 69.23%。

按照 DGJ 08—117—2005 和 DG/TJ 08—235—2012 的要求，預應力孔道內水泥漿應飽滿、密實。若能減少第 1種和第 2 種情況，則對解決鋼絞線因直接暴露于空氣和水中而容易被腐蝕的問題更具有現實意義。

3 孔道壓漿不密實原因分析

針對孔道壓漿不密實的問題，現場監理人員廣泛收集現場施工人員及各級工程技術人員的意見，集思廣益，相互啟發、相互補充，得出可能導致預應力孔道壓漿不密實的原因，并繪制成關聯圖（見圖 1）。

圖 1 導致預應力孔道壓漿不密實原因關聯圖

影響預應力孔道壓漿不密實的因素主要包括：漿料存放不當，水灰比控制差，漿液攪拌不充分，壓漿設備故障，職責分工不明確，未對工人進行技術交底，壓漿時孔道未清理干凈，漿液流速未把控好，穩壓時間不足，管間接縫不嚴，波紋管破損，通氣孔被堵，以及注漿壓力不足。

為了便于現場監理控制和措施改進，監理部對其中的主要因素進行了羅列（見表 2）。

表 2 影響預應力孔道壓漿不密實的因素及控制措施

4 提高孔道壓漿密實度的措施

4.1 漿液水灰比控制

針對現場漿料比重不足的問題，要求施工單位細化落實設計水灰比向拌漿工人交底，并加強對拌漿過程的管理，規范拌漿過程，嚴格使用稱量器具準確確定漿料用量，切忌“靠肉眼、憑經驗”。監理須加大巡視檢查力度，增加對漿料比重的抽測頻數，發現不符合要求時及時督促工人補料或加水。

后期抽檢施工漿液水灰比基本能控制在 0.31～0.33 之間，漿料泌水率大的問題得到明顯改善，降低了因水泥漿硬結而致孔道產生空腔的概率。

4.2 孔道清理控制

壓漿前孔道不及時清理，會造成與漿液無法完全接觸孔道，導致孔道空洞等問題。針對孔道清理，監理組織施工單位就清理措施展開研討，提出并采取了以下措施。

（1）為保證空氣壓縮機正常使用，監督總承包單位落實壓縮機的日常維護檢查工作，并保留相關記錄。

（2）要求總承包單位安排專人負責預應力孔道清理工作，并將此人姓名告知監理，以備現場監理對口聯系工作。

（3）在預應力穿束前清孔的基礎上，要求總承包單位在壓漿前增加“二次清孔”作業。

實行以上措施后，預應力孔道清理工作基本受控，在一定程度上減少了因孔道內雜物、積水而致壓漿密實度不達標的問題，第 2 種情況缺陷（少漿且鋼絞線露于空氣）占比下降了 11.54%。每跨壓漿前監理對孔道清理過程進行監督，保證了 “二次清孔”的 100% 覆蓋率，孔道未清理要因得以解決。

4.3 波紋管破損控制

對波紋管破損的過程進行分析，發現在以下破損概率較高的 3 個關鍵點，即波紋管進場后存放的過程、焊接架立筋固定波紋管的過程和橋身混凝土澆筑的過程。波紋管進場后堆放較為凌亂，部分波紋管甚至直接堆放在水坑中；架立筋焊接時，由于焊接工人操作不當，掉落的高溫焊渣極易灼傷波紋管；振搗混凝土時，振搗棒碰到波紋管也會造成波紋管損傷。為解決波紋管破損問題，要求落實以下工作。

（1）將進場波紋管按類別、規格堆放在專用場地上。每天檢查進場波紋管的存放情況，如發現破損，應及時處理，嚴禁用于施工。

（2）合理安排作業面，注意各工種間的有序搭接，并組織所有班組進行集中培訓，以提高各工種對波紋管保護的整體意識。

（3）規范焊接工藝，保證焊接作業人員持證上崗。務必小心操作架立筋焊接過程，用防火布覆蓋焊接部位的波紋管，并設專人監護，避免灼燒燙傷波紋管。

（4）管理人員加強對關鍵點的施工管理，密切關注現場波紋管的完整狀態，如發現破損，應及時修補或者更換。

為保證以上要求能夠切實得到落實，混凝土澆筑前監理應對所有安裝好的波紋管進行詳細檢查，確認波紋管完整無破損后方可同意隱蔽驗收。另外，還要對混凝土澆筑過程進行旁站，如發現因振搗不當而損壞波紋管的情況，應及時指出并要求整改。

4.4 排氣孔控制

排氣孔是否暢通對預應力孔道壓漿密實度產生重要影響。導致排氣孔失效的主要原因有：波紋管固定不牢造成排氣孔移位變形，混凝土澆筑前未臨時封閉排氣孔，澆筑時因漏漿而被堵塞。針對以上問題，可采取以下措施。

（1）要求施工方就通氣孔布置方案和安裝方法對現場操作人員進行交底，并將書面交底記錄復印件交于監理。

（2）波紋管安裝完畢后，由總承包單位的質量管理人員會同監理對安裝情況進行檢查驗收，尤其注意通氣孔的固定情況，如發現不牢固、移位等問題，應當場指出并要求整改。

（3）混凝土澆筑前要求施工方對所有通氣孔進行臨時性封堵，并通知監理檢查。

（4）壓漿前監理對通氣孔的有效性進行全數檢查，如有堵塞，應及時督促施工方疏通。

經落實以上措施，預應力管道通氣管堵塞問題得到了有效改善，壓漿時因通氣孔被堵而導致的壓漿受阻問題也有所減少，第 1 種情況缺陷（嚴重缺少砂漿）占比下降了26.93%。通氣孔被堵問題得到了解決。

5 效果檢查

現場后期采取針對性措施后，先后完成 D26 跨至 D29跨、D32 跨至 D34 跨箱梁結構及預應力張拉、壓漿施工，壓漿密實度問題得到一定程度的解決。經過 3 個批次多斷面鉆孔檢測法對預應力孔道壓漿質量進行驗證，統計結果如表 3 所示。

6 結 語

后期采取了針對性措施，使得箱梁預應力孔道施工密實度得到一定的提高，在保證了橋梁施工質量的同時，還獲得了一些無形效益。一方面，提高了監理服務能力和技術管理水平；另一方面，預應力孔道密實度的提高，意味著后期補漿、修補工作量的減少，節省了勞動力的投入，節約了原材料的用量。