预应力结构管道压浆施工质量控制

2010-01-01周艺波

中国新技术新产品 2010年9期

周艺波

（广东长宏公路工程有限公司，广东广州 511300）

预应力结构管道压浆作用是为了使预应力筋与空气隔离，保护管道中的预应力钢材不受腐蚀；使预应力筋与构件混凝土之间连接为一个整体，将应力通过管道内所压水泥浆均匀传递到周围混凝土上，避免预应力筋锚固端应力过分集中。通过对以往预应力管道压浆质量的检查，发现往往存在压浆不饱满、压浆材料强度不足、压浆管道冻胀等通病。要做好这项工作，必须在施工时加强以下几个方面的质量控制:

1 压浆设备

为了顺利地进行压浆施工，原材料及其质量符合要求是当然的条件，但施工使用的机具不适当、不完备，也不能很好地完成压浆作业。因此，施工机具的性能、容量以及对工程是否合适，直接决定着施工的成败。

1.1 选择拌和能够均匀、泌水率小、流动性好的灰浆机械。滚动式搅拌机由于机体中的滚动高速旋转，容易使灰浆产生涡流，不仅搅拌不均匀，甚至会产生离析。当压浆数量较大时，为了使流动性不降低，最好采用能够搅拌的旋转搅动罐。

1.2 灰浆泵工作时应缓慢地灌注灰浆，压浆过程不得混入空气。灰浆泵有电动式和手动式两种，灌注大型预应力钢束灰浆时，宜选择电动灰浆泵；否则，可选择手动灰浆泵。电动灰浆泵的优点是灌注作业简单、时间短，其缺点正好与手动泵相反，对灰浆泵的阻抗没有感觉，容易引起灰浆阻塞事故。为此，对于灌注数量大、质量高的建议采用电动泵，如果灌注压力在0.5Mpa以上，还应设置使灰浆可由旁通管流走的装置。此外，灰浆泵必须配备能准确读出灌注压力的压力表，压力表须经过有关管理部门标定合格。

2 压浆材料的配合比要求

2.1 灰浆稠度是决定能否顺利进行灌浆作业的重要因素，灰浆稠度应考虑气温、管道直径、灌注长度、灌注数量以及灌注机具等各种影响因素。当管道与预应力钢材之间的间隙较大时，管道内有较宽阔的灌注通道,灰浆能够容易地由灌入孔流向排出孔；当管道与预应力钢材之间的间隙较小时，灰浆不容易地由灌入孔流向排出孔，特别是预应力钢丝群起筛网作用，在灌入的灰浆前部会积存较干的灰浆。过于干稠的灰浆是造成灌浆堵塞的主要原因。

2.2 灰浆不但能把预应力钢材完全包裹住，而且灰浆抗压强度应不低于图纸规定，且不低30Mpa。

2.3 水泥浆中可掺入适当膨胀剂(通过试验确定掺入比率)，以降低灰浆的收缩，增加粘着强度、增加抗冻稳定性、密实性，但如果掺量过大，会降低水泥浆的强度，还会产生过大的膨胀，造成混凝土开裂，因此膨胀率应小于10%，但出现下列情况时膨胀率不要过高。

2.3.1 管道的净距比较小时；

2.3.2 由于管道膨胀而引起的混凝土拉应力，对其抵抗的钢筋配置不足时；

2.3.3 采用直径较大管道时；

2.3.4 预应力混凝土梁施工在寒冷地区，沿管道存在着容易产生裂缝的条件时，当膨胀率较低，将失去上述的优点，而选择泌水率较小的灰浆就显得重要了。水泥浆的泌水率最大不宜超过4%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，24h后泌水应全部被灰浆吸收。根据规范要求及以往施工经验，一般多使用膨胀率在3-7%的灰浆。

2.4 灰浆使用的水泥不低于P.O32.5硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，所用水泥龄期不超过一个月。寒冷季节施工，可使用早强型水泥以缩短灰浆的养生时间，炎热季节施工，则避免使用早强型水泥，可掺缓凝剂。

2.5 水中不允许含有对灰浆和预应力钢材产生不良影响的物质，灰浆的水灰比大小直接决定压浆质量，如果水灰比增大则灰浆强度相应要降低，粘着强度变小，泌水性与收缩也要增大，管道中的灰浆就不可能灌饱充实；但水灰比过小则灌浆不充分，因此水灰比一般控制在0.40-0.45之间，流动度不大于20s，3h泌水率宜不大于2%。灰浆除要有适当的流动性和粘着强度以外，在寒冷地区还应具有抗冻稳定性。因为当灰浆的水灰比在0.50左右,温度降到冻结温度以下时，灰浆将急聚膨胀，此时的膨胀压力将导致预应力管道以及混凝土产生裂缝，冬季寒冷地区使用的灰浆水灰比应控制在0.40以下。

2.6 灰浆的配合比，必须考虑施工季节、所需要时间、使用材料、施工机具、预应力钢材的锚固方法等加以决定。孔道压浆一般采用水泥浆，大孔隙的孔道可在水泥浆中掺入适量的细砂。

2.7 为了达到用尽可能小的水灰比获得较好流动性的目的，可以使用减水剂，其掺入量通过试验确定，凡掺用减水剂水泥浆的水灰比可减到0.35。但严禁使用含有氯化物和硝盐之类的减水剂，此类减水剂会对钢材产生腐蚀作用。

3 压浆

3.1 压浆前要检查主要材料(水泥、减水剂、膨胀剂等)的数量、品质、种类是否齐全，压浆所需工具(灰浆搅拌机、灰浆泵、搅动罐、空压机、天秤等)是否准备齐全。先用空压机将管道吹干净，接着用含有0.01kg/L生石灰或氢氧化钙的清水冲洗管道，直到将松散颗粒除去及清水排出为止，先用空压机吹干管道。同时应将锚具周围的钢丝间隙或孔洞填封,以防冒浆。另外，压浆前应注意其施工前后的气象资料，压浆工作必须在构件混凝土温度不低于5℃的环境下进行，如受条件影响必须压浆的话则应采取保温措施。

3.2 水泥的拌和应先将水加于拌和机内，再放入水泥。经充分拌和之后，再加入掺加料，掺加料内的水分应计入水灰比内。拌和应至少2min，直至达到均匀的稠度。任何一次投配拌合的水泥浆数量满足一小时的使用数量即可。流动度宜控制在14-18s之间。

3.3 水泥浆自拌合到压入孔道的延续时间，一般不宜超过30-45min，水泥浆在使用前和压注过程中应经常搅动。水泥材料进入灰浆泵之间应通过1.2mm左右孔眼的筛子，防止压浆管道发生堵塞。灌浆过程要缓慢进行，若灌注速度过快，导致灰浆流淌不均匀，有可能会留有空隙，灰浆泵的压力也会过高。当灰浆从排出口流不出时应立即停止灌浆，并从排出口压入压缩空气或水将灰浆排出管道外，并用水彻底清洗管道，等要查清原因并对其采取措施后才可重新进行灌注。

3.4 管道压浆应尽可能在预应力钢筋张拉后进行，一般不得超过14d。压浆时对于曲线孔道和竖向道应由最低点的压浆孔压入，使水泥浆从最高点的排气孔流出，直到流出的稠度达到注入稠度。简支梁的管道压浆自梁一端注入，在另一端流出，流出的稠度须达到规定的稠度。

3.5 出气孔在水泥浆的流动方向一个接一个地封闭，注入管在压力下封闭直至水泥浆凝固。压满浆的管道须注意保护，一天内不得受到振动，管道内水泥浆在注入后48h内，结构混凝土温度不得低于5℃，否则采取保温措施。

3.6 压浆时每一工作班应制作不少于3组试样，标准养生28d，其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。施工过程有完整的压浆记录，包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、阻碍事故细节及需要补做的工作等。