后張法預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿技術(shù)探討
2017-05-15
后張法預(yù)應(yīng)力在現(xiàn)代橋梁中應(yīng)用廣泛，特別是在現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)跨徑的簡(jiǎn)支橋梁中發(fā)揮著重要的作用。后張法預(yù)應(yīng)力施工，是指先澆筑水泥混凝土，待其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼束以形成預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工方法。后張法預(yù)應(yīng)力也可分為有粘結(jié)式和無(wú)粘結(jié)式，有粘結(jié)式是指混凝土構(gòu)件中通過(guò)壓漿技術(shù)將預(yù)應(yīng)力鋼束與混凝土構(gòu)件直接粘結(jié)在一起，預(yù)應(yīng)力鋼束是被漿體牢固包裹著的。無(wú)粘結(jié)式是指混凝土構(gòu)件中通過(guò)薄錫紙等隔絕材料將預(yù)應(yīng)力鋼束與混凝土分隔開來(lái)，預(yù)應(yīng)力鋼束是被隔絕材料牢固包裹著的。本文僅對(duì)后張法中有粘結(jié)式的壓漿工藝進(jìn)行論述。
一、壓漿技術(shù)的重要性
后張法預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿，是后張法有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝中的重要步驟，同時(shí)也是預(yù)應(yīng)力鋼束與預(yù)制混凝土之間粘結(jié)質(zhì)量的有力保障。后張法預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的目的是使預(yù)應(yīng)力鋼束與混凝土構(gòu)件緊密粘結(jié)而形成整體，并防護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼束使其免受銹蝕。主要作用是防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕、使預(yù)應(yīng)力筋與構(gòu)件混凝土有效粘結(jié)、控制超載時(shí)裂縫的間距與寬度、減輕構(gòu)件兩端錨的負(fù)荷狀況等。這些作用也是后張法預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿技術(shù)之所以重要的原因。
二、壓漿不善帶來(lái)的病害
后張法預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的目的是使預(yù)應(yīng)力鋼束與混凝土構(gòu)件緊密粘結(jié)而形成整體，并防護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼束使其免受銹蝕。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿技術(shù)在施工過(guò)程中如果控制不善，將會(huì)由此產(chǎn)生一些質(zhì)量隱患，甚至產(chǎn)生相應(yīng)的病害。
主要的質(zhì)量隱患或相應(yīng)病害包括有：第一點(diǎn)是降低了預(yù)制構(gòu)件與預(yù)應(yīng)力鋼束之間的粘結(jié)程度，兩者沒有緊密粘結(jié)而形成一個(gè)整體；第二點(diǎn)是可能會(huì)導(dǎo)致孔道內(nèi)的泥漿凝結(jié)體開裂、破碎、脫落等，使粘結(jié)程度降低為零，并對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束的自身質(zhì)量形成損傷；第三點(diǎn)是可能導(dǎo)致雨水、油污等進(jìn)入預(yù)應(yīng)力孔道中，對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行銹蝕。
三、壓漿工藝的一般流程
后張法預(yù)應(yīng)力孔道壓漿技術(shù)的工藝流程，一般情況下如下圖所示：
圖1 后張法預(yù)應(yīng)力孔道壓漿工藝流程示意圖
四、壓漿技術(shù)的工藝要點(diǎn)
（一）壓漿前的施工準(zhǔn)備
保證預(yù)留孔道位置的精確，澆筑混凝土前應(yīng)保證端模板與側(cè)模板和底模緊密貼合，并與孔道軸線垂直。根據(jù)設(shè)計(jì)要求在規(guī)定的位置上留設(shè)灌漿孔，在曲線孔道的曲線波峰部位應(yīng)設(shè)置排氣兼泌水管，必要時(shí)可在最低點(diǎn)設(shè)置排水管。灌漿孔及泌水管的孔徑應(yīng)能保證漿液暢通。壓漿前，必須切除錨具外側(cè)多余的鋼絞線，用水泥砂漿或細(xì)石混凝土封錨，檢查壓漿孔是否已做好防漏漿措施，壓漿管是否夠長(zhǎng)等，最后用壓力水沖洗和濕潤(rùn)孔道，確?？椎纼?nèi)無(wú)油污或其他雜物。
在拌制水泥漿時(shí)，其強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范，一般應(yīng)不低于30Mpa；水灰比宜為0.40～0.45，摻入適量減水劑時(shí)，水灰比可減小到0.35；如摻入占水泥重0.25%的木質(zhì)素硫酸鈣、0.25%的FDN，水灰比降到0.36～0.40，對(duì)保證漿液質(zhì)量有明顯效果。水泥漿的泌水率最大不得超過(guò)3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，泌水應(yīng)在24h內(nèi)重新全部被漿吸回；另外，水泥漿稠度宜控制在14～18s之間。
水泥漿中可摻入適量的膨脹劑，但其自由膨脹率應(yīng)小于10%。當(dāng)采用鋁粉做膨脹劑時(shí)，摻入量約為水泥用量的0.01%；當(dāng)采用專用膨脹劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)而定。對(duì)于截面較大的孔道，水泥漿中可摻入適量的細(xì)砂?？傊?，盡量采用專用的外加劑，以及其他符合規(guī)范要求的各類材料（水泥、水）和壓漿機(jī)具，以確保水泥漿有足夠的粘結(jié)力，且具有較大的流動(dòng)性，較小的干縮性和泌水性。
（二）壓漿中的施工要點(diǎn)
預(yù)應(yīng)力筋張拉完后應(yīng)盡早進(jìn)行孔道壓漿，以減少預(yù)應(yīng)力損失，一般不得超過(guò)14d。壓漿時(shí)，對(duì)于曲線孔道和豎向孔道應(yīng)從最低點(diǎn)的壓漿孔壓入，由最高點(diǎn)的排氣孔排氣和泌水。壓漿順序宜先壓注下層孔道。對(duì)于曲線預(yù)應(yīng)力孔道，設(shè)置泌水管是必要的。
壓漿宜使用活塞式壓漿泵，壓漿的最大壓力宜為0.5～0.7Mpa；當(dāng)孔道較長(zhǎng)或采用一次壓漿時(shí)，最大壓力宜為1.0Mpa。梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋孔道的壓漿最大壓力可控制在0.3～0.4Mpa。壓漿要求飽滿密實(shí)，壓漿過(guò)程應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)將所有最高點(diǎn)的排氣孔依次一一放開和關(guān)閉，使孔道內(nèi)排氣通暢。壓漿應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿和出漿，并應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關(guān)閉出漿口后，應(yīng)保持不小于0.5Mpa的一個(gè)穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期不宜少于2min。
孔道壓漿后，再用人工從泌水管內(nèi)徐徐補(bǔ)入水泥漿，并用細(xì)鋼絲插搗，直到補(bǔ)滿為止。人工補(bǔ)漿用的水泥漿流動(dòng)性應(yīng)比壓漿用的水泥漿略大一些，以利于水泥漿的灌入。壓漿后將所有錨頭用混凝土封閉，完成預(yù)制工作，并注意養(yǎng)護(hù)工作。
壓漿過(guò)程中及壓漿后48h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度不得低于5℃，否則應(yīng)采取保暖措施。當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，壓漿宜在夜間進(jìn)行。
值得注意的是，采用連接器連接的多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力筋的孔道灌漿，應(yīng)張拉完一跨就壓漿一跨，不得在各跨全部張拉完畢后一次壓漿。對(duì)摻入外加劑泌水率較小的水泥漿，當(dāng)試驗(yàn)證明能使孔道內(nèi)飽滿時(shí)，可采用一次壓漿的方法；不摻入外加劑的水泥漿，可采用二次壓漿法，兩次壓漿的間隔時(shí)間宜為30～45min。
?。ㄈ簼{后的質(zhì)量檢查
壓漿后應(yīng)從檢查孔抽查壓漿的密實(shí)情況，如有不實(shí)，應(yīng)及時(shí)處理和糾正。務(wù)必認(rèn)真填寫施工記錄及其他相關(guān)資料。
使用地質(zhì)雷達(dá)和聲波反射法對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行綜合檢測(cè)，可以準(zhǔn)確檢測(cè)預(yù)應(yīng)力孔道位置以及孔道內(nèi)壓漿的密實(shí)度。
為保證水泥漿的強(qiáng)度能符合設(shè)計(jì)或施工規(guī)范的規(guī)定， 壓漿時(shí)每一個(gè)工作班都應(yīng)留取不少于3組的70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，檢查其抗壓強(qiáng)度，作為評(píng)定水泥漿質(zhì)量的依據(jù)。
?。ㄋ模簼{的安全文明施工要點(diǎn)
設(shè)立專職安全員并建立旁站制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及消除施工中存在的安全隱患。對(duì)施工人員定期進(jìn)行安全教育和安全知識(shí)的考核，各類機(jī)械設(shè)備操作人員必須持證上崗，無(wú)證人員或非本機(jī)人員不得上機(jī)操作。張拉時(shí)，嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)場(chǎng)，操作人員不得站在張拉千斤頂后，以防飛錨傷人。高壓油管接頭要緊密，要隨時(shí)檢查，防止高壓油噴出傷人。壓漿人員操作時(shí)要戴防護(hù)眼鏡、口罩和安全帽。
加強(qiáng)環(huán)境管理，全面推行污染排放控制原則，將污染降低到最低限度。工程完工后，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)徹底清理。
結(jié)束語(yǔ)：
近些年來(lái)，后張法預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展與應(yīng)用，例如真空輔助壓漿工藝等的新工藝、新方法、新科技不斷涌現(xiàn)與完善，將使壓漿技術(shù)得到更好地發(fā)展與應(yīng)用。本文針對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力孔道壓漿技術(shù)的一些探討，希望能夠?yàn)榻窈蠛髲埛A(yù)應(yīng)力孔道的壓漿施工有所幫助。
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