大型后张预应力箱梁孔道压浆施工细节管理

李长锁，陈明佳

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

1 工程概况

永定新河特大桥是天津海滨大道北段二期工程的关键节点，是连通京津冀地区通道的重要环节，其设计行车速度80 km/h。永定新河特大桥主桥上部结构采用（90+160+90）m变截面预应力混凝土连续梁（见图1），桥梁布置为双幅桥，单幅桥宽20.5 m，箱梁采用三向预应力混凝土结构，其中单幅桥仅顶板、腹板、底板及合拢束等纵向预应力钢绞线就多达416束，横向预应力钢绞线700束，竖向预应力精轧螺纹钢筋5 052束，该箱梁的预应力孔道压浆工作量大而复杂。

图1 永定新河特大桥主桥结构示意图

2 预应力孔道压浆主要作用

在预应力混凝土结构施工过程中，孔道压浆是一道关键工序，其质量的好坏直接影响整个预应力混凝土结构的安全性和可靠性。预应力孔道压浆的主要作用如下：

1） 减轻锚具负担，使预应力钢丝束与混凝土紧密结合，保证两者之间预应力的有效传递，使其共同工作。

2） 排除孔道内的气体及水分，保护预应力钢丝束不因外露而遭锈蚀，确保预应力混凝土结构或构件的安全寿命。

3）消除预应力混凝土结构或构件在反复荷载作用下，因应力变化对锚具造成的疲劳损坏，提高结构的耐久性及可靠性。

然而在预应力孔道压浆施工中，常出现孔道中水泥浆不饱满、有空隙、水泥浆硬化后强度不满足规范要求、水泥浆体硬化后收缩与孔道壁分离等质量通病[1]。因此，实现预应力孔道压浆的有效管理是现场施工技术人员的努力方向之一。以下将从过程控制及人的因素两个方面进行探讨。

3 现场压浆施工细节管理之“过程控制”

3.1 事前预防

压浆孔道不通是影响压浆质量的首要因素。其原因与波纹管质量检查、混凝土浇筑、钢绞线穿放及张拉等一系列前续操作步骤有关。

首先应对所有波纹管进行检查，凡是发现密封不严或者有破损的，应及时处理或更换，以有效避免在混凝土浇筑过程中因漏浆而堵管的现象发生；混凝土浇筑时，初凝前应安排专人用通孔器随时不断地通孔，或用水冲洗孔道，使孔道内漏进的水泥浆液散开并流出，以避免个别波纹管接头因发生漏浆而产生管内固结；要保证钢绞线的穿放质量，钢绞线穿放前要及时清除孔道内的杂物，钢绞线穿入后要尽快进行张拉，停放时间不能超过48 h。

张拉结束后要及时封锚。封锚使用无收缩水泥砂浆密封锚头（见图2），不得漏浆、漏水，及时清理锚垫板上的灌浆孔，保证压浆通道畅通和孔道密封良好。为防止水泥团在养护期间开裂，封锚完毕后要及时进行有效养护，在水泥封锚后，可采用双层塑料薄膜密封并绑扎固定在锚具上，封锚时务必保证封堵密实。

图2 锚头及封锚示意图

在压浆时，必须提前检查封锚质量的好坏，如果发现封堵混凝土不密实，中间有小洞，应及时用玻璃胶密封，或使用小块无纺布，用铁丝扎入洞口，并用水泥砂浆将封锚混凝土重新涂抹。因此工人进入桥梁箱室内最好随身备齐工具和材料，做到防患于未然。采用这一系列措施之后，锚头漏浆、压浆不密实现象大为减少。

预应力孔道压浆务必保证在张拉后及时进行，如果间隔太久不但会造成预应力损失，而且会因为钢绞线锈蚀等因素降低压浆的通过率，因此，现场施工中一定要统筹兼顾，合理安排每天的张拉和压浆工作。

3.2 事中控制

压浆过程中，要加大对施工人员的管理力度，完善灌浆材料试验检测，同时确保袋装水泥不能有破损漏料现象，外掺剂提前定量分袋，拌和用水必须使用固定计量容器准确计量。

传统的压浆泵因压力不足导致灌入的浆体中常含有气泡，当混合料硬化后，气泡处形成空隙，成为日后雨水渗漏的集聚地，造成对构件的腐蚀隐患[2]，尤其是在天津等北方严寒地区，冬季水结冰时可能对构件造成胀裂损坏。本工程压浆施工采用真空辅助压浆。在真空状态下，能较好地引导孔道内浆体顺利通过和充满管道，促使孔道内的空气、水分及水泥浆中的气泡消除，减少了孔隙、泌水现象。

技术人员在压浆时要严格检查端口的出浆状态，当出浆孔的浆体稠度与压浆孔的浆体稠度基本一致且无气泡冒出时，方可关闭出浆孔，开动压浆机保持压力不小于0.5 MPa，持压2 min[3]，使整个波纹管中浆体充实，关闭压浆机和压浆端阀门。压浆过程应连续一次性完成，中途不得停止，为防止压浆中途断电，要提前准备好备用发电机，并且储浆罐中的浆体要不停地进行搅拌。

由于预应力纵向孔道压浆多是在桥室内部进行，而压浆机械在桥面上，因此务必保持灌浆口工人、出浆口工人、压浆机开关控制工人之间的有效联系，否则将有可能造成因压浆时间过长导致压浆皮管压力过大而爆管，也势必造成水泥浆的浪费，甚至因处理爆管时间过长而出现孔道堵管现象。在压浆过程中出现故障和突发情况时更应使用对讲设备及时交流。

3.3 事后处理

技术人员在压浆结束后应及时检查每个端口是否有漏浆现象，并进行相应的处理。同时要做好压浆孔数和位置的记录，以防漏灌。一般情况下，压浆一定束数所需要的时间及水泥量大致是一定的。

W=（S1-S2）·L

式中：W为水泥浆的净用量，m3；S1为预留孔道截面面积，m2；S2为预应力钢材的截面面积，m2；L为预留孔道长度m。

如果用时过短或水泥用量过少以及灌浆、出浆两端口有异常，则可能是个别孔道未灌注密实，甚至是漏灌，必须严格检查、处理。

要控制材料的总用量以保证质量，这就要求技术人员动态计算每项工程的水泥浆用量及各组成材料的用量，作为压浆工作备料的依据和用料控制的参考。

压浆结束后，要立即用高压水对箱梁被污染的表面进行冲洗，防止遗漏的浮浆黏结，影响混凝土黏结质量。

4 现场压浆施工之“人的因素”

4.1 增加人文关怀，赏罚分明，充分调动工人的积极性

对压浆人员，技术人员从思想上和情感上影响他们。在压浆前要对工人进行周密的岗前培训。由于压浆工作条件艰苦，要尽量为现场施工工人创造一个安全舒适的工作环境，在和谐的氛围下做好压浆工作。

4.2 端正态度，善于沟通，让监理成为压浆工作中最可靠的伙伴

在压浆工作中，当技术人员技术过硬且认真负责、善于沟通时，就能够赢得监理的认同和尊重，使监理人员成为技术人员压浆工作的得力助手，所以技术人员必须要加强自身责任心和端正工作态度，要用严谨认真的态度和踏实的作风赢得监理的认同和支持。

4.3 现场施工技术人员应当具有创新精神

压浆现场管理，应采用新技术新方法，可以考虑利用目前的科技手段，对隐蔽施工环境进行有效地监控。比如压浆中最为关键的纵向压浆绝大多数是在桥箱梁内进行，可以在箱梁内增加照明用灯，并在出浆端口采用摄像头随时有效地监控出浆效果，督促施工人员严格按照要求进行压浆。鉴于每天纵向压浆数目有限，一个压浆队伍10～20个摄像头就足以保证工作需要，这样可以大大提高纵向压浆可信度，有效防止不按规范操作的现象。

5 结语

预应力孔道压浆是预应力施工的关键，压浆的成功与否对桥梁的受力结构及使用年限起着至关重要的作用，因此在桥梁的施工中要特别重视压浆过程控制尤其是纵向压浆过程控制等一系列环节。然而由于压浆耗时较长，需要安排专门的技术人员进行管理，从事前、过程中、事后以及对漏浆、爆管、堵管等突发情况的应急处理等进行全过程的动态技术管理，对施工操作人员施以人文关怀和奖罚分明的人员管理，这样，就可以使后张预应力预留孔道灌浆质量得以保证。

[1] 李传平，刘耀武，张保和.公路桥梁140 m长预应力孔道压浆质量控制[J].施工技术，2005，34（7）：59-60，73.

[2]丁祖奇，王长柏.预应力孔道真空辅助压浆质量控制关键技术分析[J].施工技术，2007，36（3）：47-48.

[3] JTJ 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].