预应力混凝土施工质量控制

2014-04-16卫晓光

交通科技 2014年1期

卫晓光张颖

（洛阳市路星公路工程监理有限责任公司洛阳 471000）

近十年来，我国预应力混凝土技术得到了长足发展，预应力新技术层出不穷。然而，目前我国的预应力混凝土施工专业队伍还很缺乏，有的低水平、无资质的队伍也承担预应力技术的施工，给工程建设项目质量带来隐患，影响了预应力技术的健康发展。

预应力技术的发展是从预应力混凝土的发展中得到升华和完善的。最初人们把预应力原理用于混凝土结构中，形成预应力混凝土，其出发点是想通过预张拉在混凝土中产生永久的压应力以改善混凝土的抗拉能力。后来才清楚，预张拉钢材可充分利用高强度钢材。随着预应力实践经验的积累，人们开发出多种高强度预应力筋，配套形成一整套制作、张拉、锚固、保护与防腐蚀工艺，在此基础上开发了有粘结后张预应力混凝土技术、无粘结后张预应力混凝土技术、缓粘结后张预应力混凝土技术、体外预应力束技术等，形成了多种预应力工法和专利技术。以下对预应力混凝土施工质量的控制进行探讨。

1 材料、设备的控制要点

1.1 主要材料的质量控制

预应力钢绞线应成批验收。每批应由同一牌号、同一规格、同一生产工艺制度的钢绞线组成，每批重量不大于60t。从每批钢绞线中任意取3盘，进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能试验。屈服强度和松弛试验每季度由生产厂家抽检一次，每次不少于1根。

预应力锚具、连接器应有出场合格证。进场时从每批次中抽取10%但不少于10套锚具检查其外观和尺寸，从每批次中抽取5%但不少于5套锚具夹片做硬度试验，如有1套表面有裂纹、超过产品规定尺寸的允许偏差或硬度指标超标，则应另取双倍数量的锚具重新进行检查；如仍有1套不符合要求，则不得使用或逐套检查，合格者方可使用。经过上述2项试验合格后，应从同批次中抽取锚具（夹具或连接器），组成3个预应力筋锚具（夹具或连接器）组装件，进行静载锚固性能试验。

1.2 主要设备的进场验收、标定

液压千斤顶在张拉使用前进行试验及验收，避免在正式使用时发生故障影响工作。主要进行空载运行、满载检验、千斤顶的负载效率检验等。进场的油泵在使用前应进行空载运行、满载运行检验，防止使用中出现故障影响工程进度。

2 预应力筋及孔道布置质量的控制要点

2.1 预应力筋下料、堆放情况

（1）预应力筋下料长度通过计算确定。图纸中标出的钢束下料长度为钢束径向投影至线路中心线的平均长度，不能作为实际下料依据。

（2）下料前检查预应力筋外观。预应力筋表面不得有润滑剂、油渍等降低预应力筋与混凝土粘结力的杂物，以确保应力在构件中能均匀分布。

（3）检查预应力筋的切割质量。预应力筋切割宜采用砂轮切割机，严禁用电弧焊切割下料以免预应力筋因意外打火造成损伤。确保切口平整、切口不散。

（4）检查挤压锚固情况。当挤压预应力筋时，应检查挤压套筒内有无弹簧钢丝，油表读数是否符合设计规定以及锚固长度是否符合设计要求；对于挤压应力小于设计的，应编号记录，截取试件进行试拉，满足张拉力的1.5倍以上时，对应挤压应力的视为安全，小于挤压应力的报废不用。

（5）检查预应力筋堆放情况。如果预应力筋在室外堆放，则应架空堆放并用篷布覆盖等有效措施，防止雨露和各种腐蚀性气体或介质的影响，且堆放时间不宜过长，以防止预应力筋严重锈蚀，或出现断丝等不良情况。

2.2 孔道坐标计算

审核施工组织设计。在审核施工单位提供的施工组织设计时，应复核波纹管坐标是否与箱梁钢筋冲突，如果在支座和跨中处相遇时，应及时与设计代表商讨，能否调整钢筋规格或排列方式。对于其他部位，应按设计要求处理；设计无要求时，钢筋给管道“让位”，保证管道坐标曲线位置的正确。

2.3 定位筋布置

检查定位筋的布置情况。曲线段和最上层波纹管处定位钢筋要求加密，间距不宜大于0.5m，其他部位不宜大于0.8m。定位钢筋一般可做成“井”字型。目的在于防止混凝土浇筑时波纹管上浮或左右移动。

2.4 波纹管安装

波纹管接头可用大一号的同型波纹管套接，接头长度不小于20cm，接头处波纹管没有毛刺和卷边，套管两端用胶带密封牢固，以防止浇筑混凝土时向管内部漏浆。

按照设计图纸的纵向、横向、平面坐标精确焊接波纹管定位钢筋，波纹管穿入定位孔时要避免反复弯折，保证管道曲线顺畅没有死折。

2.5 预应力筋穿束

穿束前，应全面校核孔道轴线是否与锚垫板垂直，不垂直的加楔形垫板调整垂直，以确保穿束能顺利进行，张拉时不至于堵管。

穿束时，可用薄塑料管或胶带包裹预应力筋穿入端穿入管道，若预应力筋穿入端分叉严重，应用砂轮打磨后穿入，严禁用电焊操作，穿束应均匀使力；如遇阻碍不得强行使力穿入，应查明原因后方可进行，防止预应力筋分叉或刺穿管壁。

穿束结束后，连接器、张拉端应密封及管壁完整，以防止水泥浆或其他杂物漏入；检查定位筋的牢固性，以防止因定位筋松动引起的管道变形。

3 混凝土浇筑质量的控制要点

混凝土浇筑前仍需对预应力孔道彻底检查一遍，尤其是模板侧和管道下侧的隐蔽处，确认管道和钢绞线无破损后方可进行混凝土浇筑。预应力连续箱梁混凝土浇筑顺序是先浇筑地板和腹板混凝土，最后再浇筑顶板混凝土。

预应力箱梁腹板埋设并排2层或多层波纹管时，波纹管之间以及波纹管和模板之间的缝隙往往很窄，这给混凝土浇筑时施工振捣带来一定困难。浇筑时宜采用直径稍小的振动棒（30棒），必要时可与插钎配合振捣。

浇筑下一孔时，对施工缝新旧混凝土连接部位应凿毛并清理干净。当波纹管伸出第一次浇筑的混凝土面时，凿毛应注意不损坏波纹管，混凝土浇筑后做好养护工作。

4 预应力筋张拉质量的控制要点

4.1 张拉准备

混凝土浇筑时，应尽量避免振捣棒直接接触波纹管，以防漏浆堵孔，并要求锚垫板周围捣固密实。当混凝土强度达到设计的90%，混凝土弹性模量达到设计的90%及浇筑养护7d等3个要求后，放可进行张拉施工。

由于施加预应力，混凝土必将产生弹性变形，同时引起轴向缩短及上、下方向的挠曲，水平方向的挠曲等，使混凝土产生预想不到的裂缝。为此，对轴向弹性收缩有约束作用的侧模板、内模板要拆除；模板与支架有约束支座在顺桥方向移动和旋转部位的地方要拆除；一般情况下，施加预应力引起的梁轴向缩短量，在进行首片梁施工时应进行观察，以便调整。

审核张拉施工组织设计及张拉计算书。计算合理的初应力σ0，一般为张拉控制应力σmin的10%～15%。

锚具在使用前应清除杂物，夹片打紧程度务求一致。如工具夹片开裂或牙面缺损较多，工具锚板出现明显变形或工作表面损伤显著时，均不得继续使用。安装夹片和千斤顶时，应将锚固夹持段及外端的浮锈和污物擦拭干净，以免预应力筋张拉锚固时夹片齿槽堵塞而引起预应力筋滑脱。

检查限位板凹槽深度。若深度过浅，张拉时易刮伤预应力筋，造成预应力筋直径变小，等张拉结束锚固时，夹片不能锚固直径变小的预应力筋，导致预应力筋回缩；若深度过深，张拉时，会引起较大的夹片回缩，造成过大的应力损失，影响张拉效果。

检查千斤顶、油泵和油表是否与压力试验所用的一致，并检查合格期限。千斤顶必须有工作平台，千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好，且位置正直对称，并使工具锚之间的各根预应力钢材相互平行，不得扭绞错位，以防造成预应力筋断丝。

4.2 张拉过程控制

应及时张拉，以防因预应力筋锈蚀而产生滑丝、断丝。张拉时按应力和延伸率双向控制，按设计要求顺序进行张拉；无设计要求时，可按构件对称张拉，以免张拉时构件截面处于过大的偏心受力状态。应安排专人量测千斤顶的延伸量，并将量测结果整齐、准确地记录在案，以备堵管及编制施工资料时查阅。

4.3 张拉结果分析及处置

张拉过程中，当伸长值明显偏小时，应立即暂停施工，等待处理。预应力筋张拉时的控制应力，应以张拉时的实际伸长值与理论伸长值进行校核。实际伸长量与理论伸长量的误差应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取相应措施加以调整后，方可继续张拉。如果是漏浆堵孔，则应对预应力筋进行放张，并根据施工记录推算孔道堵塞位置，凿开并彻底清理堵塞物，记录在案，以备在压浆孔道不通畅时进行处理。如果是其他原因则应上报，并记录在案，等待处理。当预应力筋断丝、滑丝超过规范所控制的数目时，在满足设计上各阶段极限状态要求的情况下，可提高其他束预应力值。

4.4 预应力筋切割

预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。当预应力筋锚固完毕并经检查合格后，方可用砂轮机将张拉端多余的预应力筋切除，严禁用电焊切割，但必须保证锚固后的外露长度不得小于30mm，并用强度较高的水泥浆封堵。张拉结束后，应尽快压浆。

5 孔道压浆质量的控制要点

5.1 压浆准备

检查压浆设备。压浆前应对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注入清水，充分冲洗、湿润并检查孔道是否畅通，然后用空压机将水吹出，以确定设备能正常工作和保证灰浆具有良好的和易性、流动性。水泥的强度等级不得低于42.5，且水泥不得含有任何团块；外加剂采用灌浆剂。

5.2 压浆过程控制

水泥浆自拌制至压入孔道的持续时间宜控制在30～45min之内，且应连续搅拌，对超出使用时间期限而引起流动性降低的水泥浆，不允许用加水的方法来增加流动性。

压浆采用真空辅助压浆工艺施工。在待压浆的预应力管道张拉端安装球阀，锚固端连接真空管，管道的其余部分密封，然后在压浆端用球阀连接压浆泵（带压力表），在出浆端连接真空泵等设备，拌制水泥浆。在压浆前作泌水试验、稠度试验。先将压浆端封闭，开动真空泵，对管道试抽真空，检查及确保管道无漏气现象后，将道内空气抽出至一定的负压值0.08MPa，并维持1min，若压力值不变即可进行灌浆。开压浆阀，开启压浆泵，将测试合格的浆液灌入管道内，灌浆过程中，真空泵保持连续工作。水泥浆从排浆阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相应时，关闭排浆阀。灌浆泵继续工作，一直到灌浆压力达到0.7MPa时，持压不少于2～5min后，关闭压浆泵及灌浆阀，完成压浆作业。并督促施工员认真做好压浆记录。