預應力孔道壓漿的質量控制措施分析
2017-05-15
1 后張法的原理及孔道壓漿的作用
預應力混凝土，即在混凝土或鋼筋混凝土中事先引入正好能抵消載荷壓力的內部應力。預應力混凝土不但能提高橋梁構件的剛度和強度，還可以減少自重，節(jié)省材料，減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應力，提高結構的質量和安全可靠性。在大型預應力構件的橋梁施工中，一般采用后張法預應力，完全靠錨具來傳遞和控制預壓力。在施工工藝中，先預制構件、澆筑混凝土，設計未規(guī)定時，構件砼強度達到設計強度等級值的80%以上，再對預力筋（鋼筋束）進行張拉，后將預力筋錨固在構件上，借助錨具阻止鋼筋的回彈收縮作用而產生的應力，經由錨具傳遞給構件，使構件內部建立永存的內壓力。隨之進行孔道內灌漿，使鋼筋與混凝土結為堅固的整體，后張法預應力孔道壓漿是否密實，直接影響預應力構件永存內力的穩(wěn)定性及耐久性，所以說，后張法預應力孔道壓漿的密實度，是后張法預應力構件質量控制的主要環(huán)節(jié)。
在鋼筋束被穿入預應力構件的預留孔道后，孔道內仍會有1/2-1/3的空隙，這時用水泥漿進行孔道壓漿，使?jié){體嚴密的壓滿整個孔道內，不但排除了孔道內的水份和氣體，使水泥漿充實孔道內的所?？臻g；而且由于鋼筋被包裹了水泥漿，所以會受到保護，不被銹蝕；孔道內壓漿的強度一般是高于構件且不低于30Mpa，所以當漿體對預應力筋產生了巨大的握裹力時，也減輕了錨具的負擔，保證梁體強度力筋的錨固作用。所以說，孔道壓漿工序有非常重要的作用，不但排除孔道內的水和空氣，杜絕預應力筋被腐蝕，更使預應力鋼筋通過水泥漿與周圍混凝土結成一個整體，將預應力鋼筋上的力均勻地傳入到結構物中，從而既能減輕錨具的受力，提高構件的承載能力、抗裂性能和耐久性。
2 孔道壓漿的常見質量問題
?。?）預應力孔道壓漿不飽滿，壓漿量不足，漿液沒有充滿整個孔道，不能使預應力筋與梁體混凝土牢固黏結為整體，從而引起預應力筋的銹蝕。（2）根據規(guī)范要求，用于壓漿的水泥漿，壓力沁水率不能超過2%，24小時自由泌水率為0，應該能被水泥漿完全吸收。當采用了較大的水灰比，或水泥存放時間過長含有較多結塊時，會導致水泥漿泌水率過大，使得水泥漿硬結后會在孔道內形成空腔，如果混凝土保護層有缺陷，水份容易滲入，到了冬季由于水的凍脹容易引起管道開裂，預應力鋼筋發(fā)生銹蝕。（3）由于水泥漿準備數量不足，或者機械設備發(fā)生故障且無備用機械，導致壓漿過程不連續(xù)，孔道壓漿不密實，使有害物質容易滲入管道內引起預應力鋼筋產生銹蝕。（4）當出漿管和管道之間的接縫沒有處理好，或排氣管和波紋管之間的接縫沒有處理好時；會出現漏漿情況，壓漿壓力達不到規(guī)定要求，孔道壓漿不密實，有害物質容易滲入管道內引起預應力鋼筋產生銹蝕。
3 孔道壓漿的質量控制措施
?。?）孔道宜采用專用壓漿料或專用壓漿劑配制的漿液進行壓漿。所用原材料應符合《公路橋涵施工技術規(guī)范 JTG/T F50-2011》及《混凝土外加劑 GB 8076》的相關規(guī)定。水泥選用性能穩(wěn)定、強度等級不低于42.5的低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥制漿，水泥性能應符合相應規(guī)范規(guī)定。水泥漿中其他外加劑應與水泥具有良好的相容性，不得含有對預應力筋有腐蝕作用的成分；減水劑應采用高效減水劑一等品，其減水率應不小于20%。必須使用強制性攪拌機拌和灌漿料，避免攪拌時間過長影響水泥漿的質量。錨具外預應力筋間隙應用環(huán)氧樹脂或棉花，水泥漿填塞，以免冒漿而損失壓漿壓力，封錨時應預留排氣孔。（2）壓漿前要用壓力水沖洗孔道，保證孔道內干凈無雜物，確保壓漿通暢；沖洗完成后應用空壓機吹干孔內積水，并保持孔道濕潤，使水泥漿與孔壁結合良好。在沖洗過程中，若發(fā)現冒水，漏水現象則應及時堵塞漏洞，當發(fā)現有竄孔現象而不易處理時，應判明竄孔數量，安排多孔同時壓漿，如果某一孔道壓漿后，立刻對相鄰孔道用高壓水進行徹底沖洗。（3）壓漿前要正確的計算水泥漿用量，并且要考慮到排氣口、泌水管、出漿口等處的水泥漿損耗量；施工中注意機械設備維修保養(yǎng)，保證配有備用設備；當不得已出現中斷壓漿的情況時，應更換壓漿口，在第二個壓漿口內灌入整個孔道的水泥漿量，把第一個壓漿口灌入的水泥漿和兩次灌漿之間的氣體完全排出，以保證壓漿密實。（4）正確控制孔道壓漿液的各項指標，水膠比宜為0.26～0.28；初始流動度（水泥漿稠度）宜控制在10-17s；水泥漿的壓力泌水率最大不得超過2%，24小時自由泌水率為0；初凝時間不小于5小時，終凝時間不大于24小時；拌和后自由膨脹率3h宜控制在2%以內，24h宜控制在3%以內。（5）壓漿過程應緩慢、均勻的進行，每一孔道宜于兩端先后各壓漿一次，如果水泥漿泌水率過小，通過實驗證明達到孔道飽滿時，可采取一次壓漿的方法。（6）壓漿時要保證合理的壓力，壓漿應使用活塞式的壓漿泵，壓漿的壓力以保證壓入孔內的水泥漿密實為準，開始壓力小逐漸增加，最大的壓力一般為0.5到0.7mpa，當輸漿管道較長或采用一次壓漿時，應適當加大壓力，梁體豎向預應力孔道的壓漿最大的壓力控制在0.3到 0.4mpa，每個孔道壓漿至最大壓力后，應有一定的穩(wěn)壓時間，壓漿應達到另一端飽滿和出漿，并能達到排氣孔與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止，然后才能關閉出漿閥門。（7）選擇合適的管道材料。管道材料對于孔道壓漿的施工質量也有重要的影響，如果選用金屬管道，如果擱置時間過久就會因為銹蝕而在管道表面產生孔洞，在澆筑時被水泥漿堵塞，所以為保證結構在設計年限內的使用壽命，孔道材料一般要選擇耐腐蝕材料制成的，建議選擇高度聚乙烯管道或者聚丙烯管道。（8）使用沖擊回波法進行壓漿檢查。孔道壓漿作為結構的隱蔽工程，在灌注后是不容易直接檢查其質量的，而在正式灌漿前的試驗模擬灌注，不但造價超高，而且費事費力，給工程造成極大的不便，所以我們可以利用沖擊回波法對孔道壓漿的密實性進行檢查。沖擊回波法是根據對瞬間應力聲波的利用，用小鋼球敲擊混凝土表面激發(fā)的一種低頻應力波，遇到缺陷或者外表面即被反射，并根據共振頻率來計算混凝土的結構厚度、缺陷位置和表面開口裂縫深度的一種無損檢測方法。
參考文獻：
[1]朱方榮.后張法中的灌漿技術――真空吸漿法[J].湖南交通科技，2002年02期.
[2]徐向鋒，葉見曙，錢培舒.后張法孔道壓漿工藝若干問題探討[J].水利水電科技進展，2005年05期.
