预应力孔道压浆的质量控制措施分析
2017-05-15
1 后张法的原理及孔道压浆的作用
预应力混凝土，即在混凝土或钢筋混凝土中事先引入正好能抵消载荷压力的内部应力。预应力混凝土不但能提高桥梁构件的刚度和强度，还可以减少自重，节省材料，减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力，提高结构的质量和安全可靠性。在大型预应力构件的桥梁施工中，一般采用后张法预应力，完全靠锚具来传递和控制预压力。在施工工艺中，先预制构件、浇筑混凝土，设计未规定时，构件砼强度达到设计强度等级值的80%以上，再对预力筋（钢筋束）进行张拉，后将预力筋锚固在构件上，借助锚具阻止钢筋的回弹收缩作用而产生的应力，经由锚具传递给构件，使构件内部建立永存的内压力。随之进行孔道内灌浆，使钢筋与混凝土结为坚固的整体，后张法预应力孔道压浆是否密实，直接影响预应力构件永存内力的稳定性及耐久性，所以说，后张法预应力孔道压浆的密实度，是后张法预应力构件质量控制的主要环节。
在钢筋束被穿入预应力构件的预留孔道后，孔道内仍会有1/2-1/3的空隙，这时用水泥浆进行孔道压浆，使浆体严密的压满整个孔道内，不但排除了孔道内的水份和气体，使水泥浆充实孔道内的所剩空间；而且由于钢筋被包裹了水泥浆，所以会受到保护，不被锈蚀；孔道内压浆的强度一般是高于构件且不低于30Mpa，所以当浆体对预应力筋产生了巨大的握裹力时，也减轻了锚具的负担，保证梁体强度力筋的锚固作用。所以说，孔道压浆工序有非常重要的作用，不但排除孔道内的水和空气，杜绝预应力筋被腐蚀，更使预应力钢筋通过水泥浆与周围混凝土结成一个整体，将预应力钢筋上的力均匀地传入到结构物中，从而既能减轻锚具的受力，提高构件的承载能力、抗裂性能和耐久性。
2 孔道压浆的常见质量问题
（1）预应力孔道压浆不饱满，压浆量不足，浆液没有充满整个孔道，不能使预应力筋与梁体混凝土牢固黏结为整体，从而引起预应力筋的锈蚀。（2）根据规范要求，用于压浆的水泥浆，压力沁水率不能超过2%，24小时自由泌水率为0，应该能被水泥浆完全吸收。当采用了较大的水灰比，或水泥存放时间过长含有较多结块时，会导致水泥浆泌水率过大，使得水泥浆硬结后会在孔道内形成空腔，如果混凝土保护层有缺陷，水份容易渗入，到了冬季由于水的冻胀容易引起管道开裂，预应力钢筋发生锈蚀。（3）由于水泥浆准备数量不足，或者机械设备发生故障且无备用机械，导致压浆过程不连续，孔道压浆不密实，使有害物质容易渗入管道内引起预应力钢筋产生锈蚀。（4）当出浆管和管道之间的接缝没有处理好，或排气管和波纹管之间的接缝没有处理好时；会出现漏浆情况，压浆压力达不到规定要求，孔道压浆不密实，有害物质容易渗入管道内引起预应力钢筋产生锈蚀。
3 孔道压浆的质量控制措施
（1）孔道宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆。所用原材料应符合《公路桥涵施工技术规范 JTG/T F50-2011》及《混凝土外加剂 GB 8076》的相关规定。水泥选用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥制浆，水泥性能应符合相应规范规定。水泥浆中其他外加剂应与水泥具有良好的相容性，不得含有对预应力筋有腐蚀作用的成分；减水剂应采用高效减水剂一等品，其减水率应不小于20%。必须使用强制性搅拌机拌和灌浆料，避免搅拌时间过长影响水泥浆的质量。锚具外预应力筋间隙应用环氧树脂或棉花，水泥浆填塞，以免冒浆而损失压浆压力，封锚时应预留排气孔。（2）压浆前要用压力水冲洗孔道，保证孔道内干净无杂物，确保压浆通畅；冲洗完成后应用空压机吹干孔内积水，并保持孔道湿润，使水泥浆与孔壁结合良好。在冲洗过程中，若发现冒水，漏水现象则应及时堵塞漏洞，当发现有窜孔现象而不易处理时，应判明窜孔数量，安排多孔同时压浆，如果某一孔道压浆后，立刻对相邻孔道用高压水进行彻底冲洗。（3）压浆前要正确的计算水泥浆用量，并且要考虑到排气口、泌水管、出浆口等处的水泥浆损耗量；施工中注意机械设备维修保养，保证配有备用设备；当不得已出现中断压浆的情况时，应更换压浆口，在第二个压浆口内灌入整个孔道的水泥浆量，把第一个压浆口灌入的水泥浆和两次灌浆之间的气体完全排出，以保证压浆密实。（4）正确控制孔道压浆液的各项指标，水胶比宜为0.26～0.28；初始流动度（水泥浆稠度）宜控制在10-17s；水泥浆的压力泌水率最大不得超过2%，24小时自由泌水率为0；初凝时间不小于5小时，终凝时间不大于24小时；拌和后自由膨胀率3h宜控制在2%以内，24h宜控制在3%以内。（5）压浆过程应缓慢、均匀的进行，每一孔道宜于两端先后各压浆一次，如果水泥浆泌水率过小，通过实验证明达到孔道饱满时，可采取一次压浆的方法。（6）压浆时要保证合理的压力，压浆应使用活塞式的压浆泵，压浆的压力以保证压入孔内的水泥浆密实为准，开始压力小逐渐增加，最大的压力一般为0.5到0.7mpa，当输浆管道较长或采用一次压浆时，应适当加大压力，梁体竖向预应力孔道的压浆最大的压力控制在0.3到 0.4mpa，每个孔道压浆至最大压力后，应有一定的稳压时间，压浆应达到另一端饱满和出浆，并能达到排气孔与规定稠度相同的水泥浆为止，然后才能关闭出浆阀门。（7）选择合适的管道材料。管道材料对于孔道压浆的施工质量也有重要的影响，如果选用金属管道，如果搁置时间过久就会因为锈蚀而在管道表面产生孔洞，在浇筑时被水泥浆堵塞，所以为保证结构在设计年限内的使用寿命，孔道材料一般要选择耐腐蚀材料制成的，建议选择高度聚乙烯管道或者聚丙烯管道。（8）使用冲击回波法进行压浆检查。孔道压浆作为结构的隐蔽工程，在灌注后是不容易直接检查其质量的，而在正式灌浆前的试验模拟灌注，不但造价超高，而且费事费力，给工程造成极大的不便，所以我们可以利用冲击回波法对孔道压浆的密实性进行检查。冲击回波法是根据对瞬间应力声波的利用，用小钢球敲击混凝土表面激发的一种低频应力波，遇到缺陷或者外表面即被反射，并根据共振频率来计算混凝土的结构厚度、缺陷位置和表面开口裂缝深度的一种无损检测方法。
参考文献：
[1]朱方荣.后张法中的灌浆技术――真空吸浆法[J].湖南交通科技，2002年02期.
[2]徐向锋，叶见曙，钱培舒.后张法孔道压浆工艺若干问题探讨[J].水利水电科技进展，2005年05期.
