浅议后张预应力孔道压浆质量控制重点
2017-05-15
一、孔道压浆作用：
（1）排除孔道内的水和空气，防止污染预应力筋而被腐蚀，保证预应力构件的耐久性，；（2）使预应力钢筋通过灰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，从而减少预应力损失；（3）减轻锚具的受力，提高构件的承载能力、抗裂性能和耐久性。如果压浆质量出现问题，将导致预应力钢筋锈蚀，预应力提前丧失，从而使桥梁使用寿命大大缩短。特别严重时，还有引起桥梁梁板突然断裂的危险。由此可见，后张预应力孔道压浆质量的好坏，对桥梁整体结构能否达到设计要求与安全使用，具有十分重要的影响。
二、孔道压浆浆液的配置
1.原材料选择
（1）水泥应采用性能稳定、强度等级不低于42.5，水泥的性能要求应符合相关规范的规定
（2）外加剂应与水泥具有良好的相容性，且不得含有氯盐、亚硝酸盐或其他对预应力有腐蚀的成分。减水剂应采用高效减水剂，且应满足现行国家标准《混凝土外加剂》（GB 8076）中高效减水剂一等品的要求。
（3）矿物掺合料应符合相关规定。
（4）水宜采用符合国家卫生标准的清洁饮用水。
（5）膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂，不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以上的高碱膨胀剂。
（6）压浆材料中的氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%，比表面积应不大于350 m2/kg，三氧化硫含量不应超过6.0%。
2.后张法孔道压浆浆液性能指标中应符合相关规范的规定。
三、孔道压浆的设备性能要求
（1）搅拌机的转速应不低于1000r/min，搅拌叶的形状应与转速相匹配，且应能满足在规定的时间内搅拌均匀的要求。
（2）用于临时储存浆液的罐应有搅拌功能，且应设置网格尺寸不大于3 mm的过滤网。
（3）压浆机应采用活塞式或连续作业的压浆泵，其压力表的最小分度值应不大于0.1MPa，最大量程应使实际工作压力在其25%～75%的量程范围内。
（4）采用的真空泵应能达到0.10MPa的负压力。
四、孔道压浆施工过程的控制要点
1.认真做好孔道压浆前的准备工作
（1）在工地试验室对压浆材料加水进行试配，各种材料的称量（均以质量计）应精确至±1%。经试配的浆液其各项性能指标均应满足要求后方可用于正式压浆。
（2）对孔道进行清理。对抽芯成型的孔道应冲洗干净并应使孔壁完全湿润；金属和塑料管道在必要时亦应冲洗清除附着于孔道内壁的有害材料。对孔道内可能存在的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗；冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。
（3）对压浆设备进行清洗，清洗后的设备内不应有残渣和积水。
2.孔道压浆的先后顺序。压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入；对结构或构件中以上下分层设置的孔道，应按先下层后上层的顺序进行压浆。同一管道的压浆应连续进行，一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一打开和关闭，使孔道内排气通畅。
3. 严格掌控水泥浆浆液性能指标。浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40min，且使用前和压注过程中应连续搅拌，对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆，不得通过额外加水增加其流动度。
4.孔道压浆的压力控制。对水平或曲线孔道，压浆的压力宜为0.5～0.7MPa；对超长孔道，最大压力不宜超过1.0MPa；对竖向孔道，压浆的压力宜为0.3～0.4MPa。压浆的充盈度应达到孔道为一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期，该稳压期的保持时间应为3～5min。
5. 压浆设备的选择。选用性能优良的设备是保证压浆质量的重要手段。通常是用压浆泵来压注后张预应力孔道的浆液。压浆泵有活塞式和风压式两类：采用风压式压浆泵压浆时，空气会窜入水泥浆液中产生气泡，难以保证孔道浆液的密实饱满，所以，不得使用风压式压浆泵压浆。采用活塞式压浆泵压浆时，必须保证其作业的连续性和足够的压力。一些压浆设备陈旧老化，有的不能保证连续作业，有的机器虽然在运转而压力达不到要求，浆液根本就压不进去。采用真空辅助压浆工艺时，在压浆前应对孔道进行抽真空，真空度宜稳定在-0.06～ -0.10MPa范围内。真空度稳定后，应立即开启孔道压浆端的阀门，同时启动压浆泵进行连续压浆。
6. 注意环境温度。环境温度对压浆质量的影响，往往被一些施工单位忽视。尤其是在北方寒冷地区施工，在冬季来临之前往往出现抢工期赶进度的现象，在压浆时环境温度还未低于5℃，但到了夜间，环境温度有时下降到零下几度，此时，压入孔道的浆液必然受冻，而白天气温有不高，水泥浆液难以水化形成胶结，达不到要求的强度，加之有的水泥浆液水胶比大，浆液泌水多，泌出的水在孔道内冻结膨胀，严重时，就引起孔道底部（相对薄弱断面）开裂，春融时，孔道内的积水就沿裂隙渗透出来，严重影响工程质量和桥梁结构安全。所以在压浆过程中及压浆后48h内，结构或构件混凝土的温度及环境温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，并应按冬期施工的要求处理，浆液中可适量掺引气剂，但不得掺防冻剂。当环境温度高于35℃时，压浆宜在夜间进行。
7. 压浆后应通过检查孔抽查压浆的密实情况。孔道压浆不密实产生的原因有以下5方面：
（1）孔道堵塞压浆困难；
（2）封锚不严，不能保压持荷；
（3）压浆浆液配合比不理想，泌水率过大，孔道内形成游离水；或水泥浆浓度不够，硬化后体积收缩严重造成空隙；
（4）未待孔道另一端饱满和出浆，排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆即停止压浆封闭排气体口；或关闭出浆口后，未保持稳压期；
（5）压浆机性能不好，压力不够或无法保压持荷，致使孔道内浆液不能长距离远送，也无法借助压力使浆液充实到孔道各处，不易畅通到细微空间位置，从而造成孔道压浆不饱满、不密实。
8.防腐蚀防锈蚀处理。压浆完成后应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理，需要封锚的锚具，应在压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净，设置钢筋网浇筑封锚混凝土；封锚应采用与结构或构件同强度的混凝土并应严格控制封锚后的梁体的长度。长期外露的锚具，应采取防锈措施。
9.构件的移动和吊装。对后张预制构件，在孔道压浆前不得安装就位；压浆后，应在浆液强度达到规定要求后方可移动和吊装。
10加强压浆施工过程的组织管理
（1）压浆前，要全面做好技术交底工作。
（2）压浆时，每一工作班应制取不少于3组试件强度试验。
（3）孔道压浆应填写施工记录。
五、结语
后张法预应力桥梁孔道压浆的工程质量，一直是一个薄弱环节。如何有效保证后张预应力孔道的压浆质量，从而确保桥梁工程的耐久性及使用安全，是一个必须深入研究的重要问题。本文对后张预应力孔道压浆施工过程中出现的质量问题进行了分析，提出了确保后张预应力孔道压浆质量的建议。
参考文献：
JTG/T F50-2011 《公路桥涵施工技术规范》
