预应力混凝土工程质量通病的分析及防治

2014-08-15

天津建设科技 2014年1期

关键词：膨胀剂压浆孔道

1 工程概况

宾水西道延长线跨津沧高速立交工程西起现状学府东道（学府东大道），向东跨津沧高速公路及在建民兴北路（原工西路）后落地，东接现状宾水西道延长线，路线桩号范围为K0+014.975～K1+256.299，全长1.24 km。

桥梁工程包括上跨津沧高速公路及工西路的主线桥1座和4处人行梯道，跨津沧高速立交桥全长441.5 m，桥宽29.5m，双向6车道，桥梁总建设面积12 556.2 m2。其中现浇预应力混凝土箱梁共5联，钻孔桩共计

108根，桥台2个，承台14个，墩柱36个。

2 预应力混凝土工程质量通病的分析及防治

预应力混凝土工程是宾水西道延长线跨津沧高速立交工程中的最重要环节之一，为保证结构的安全性和耐久性，针对施工过程中常见的几种问题分析其危害并提出了相应的防治措施。

2.1 波纹管孔道漏浆

2.1.1 原因

1）使用了不合格的波纹管，而出现孔洞或接缝开裂。

2）波纹管接头处接口封闭不严密。

3）锚垫板孔口处临时封堵不严密，流入浆液。

4）预留的灌浆排气管断裂、拔脱，使浆液流入。

5）波纹管遭意外破损。

2.1.2 预防及治理措施

1）用合格的波纹管。

2）接头处接口套管的口径要与管道口径相匹配，套管长度符合规定要求，管道接头在管内要碰口（对上口）、居中、两端的环向缝隙用胶带封闭严密。

3）浇筑混凝土时，随时检查锚垫板孔口。

4）遇有灌浆排气管被拔脱，应及时修复。

5）加强对波纹管的保护，减少对其损伤；减少电焊作业，必须及时设防护；振捣混凝土时，振捣棒要避开波纹管；先穿钢束时，钢束穿入后要认真检查波纹管，发现破损及时修复。

6）在浇筑混凝土的过程中或混凝土凝结前，发现波纹管漏浆，及时用水冲洗通孔或用水冲洗孔道，以使孔道内漏进的水泥浆液散开或冲出。

7）当发生堵孔，无法穿束时根据现场情况，予以处理：对于构件近外表层的堵孔，可行剔凿术，重新成孔；对于深层的堵孔，采用剔凿方法，须征求设计人的意见。

2.2 钢绞线被铸固在孔道里

2.2.1 原因

采用先穿钢束后浇混凝土的施工方法时，孔道内漏进了混凝土浆液，没能及时冲洗或窜动钢束，当混凝土浆液凝固时，钢束铸固在孔道里。

2.2.2 预防及治理措施

1）浇筑混凝土前，认真清除波纹管内漏进的混凝土浆液。

2）浇筑混凝土时，设专人随时窜动钢束，使其不被混凝土浆液铸固或向波纹管内注水冲洗、稀释漏入的浆液。

3）轻微的铸固，可多试拉几次，一经松动，仍可张拉，但须视摩阻值的测定结果，对张拉力作适当调整。

4）严重铸固，会导致无法张拉。

对于发生在构件近外表层处的铸固现象，采用剔凿方法，解除约束并进行修复，然后进行张拉；对于深层处发生的铸固现象，采用剔凿方法修复会破坏结构整体性，影响结构安全，需征求设计人员的意见。

2.3 违反张拉顺序

2.3.1 原因

1）操作人员概念不清。

2）不按设计文件规定施工。

3）图省事，减少张拉设备的调动。

2.3.2 预防及治理措施

1）操作人员必须熟练，持证上岗。

2）严格按设计文件的规定施工。

3）设计无规定时，依据施工技术规程，参考以下原则进行张拉：分批、分阶段；先两侧后中间（或上下）；如有两个平行孔时，以同时张拉为宜。复杂的工程，必要时设立张拉台账，排列张拉顺序，对施工现场进行跟踪管理。

2.4 起拱度超标

2.4.1 原因

1）预应力筋张拉时，混凝土强度没有达到设计规定值。

2）预应力施加值过大或过小。

3）没按规定的张拉顺序进行张拉。

4）由于施工自身原因造成起拱度超标，如支架、底模以及侧模的上缘标线，没有按设计要求控制预拱度，因而导致构件自身起拱度超标。

2.4.2 预防及治理措施

1）按预应力混凝土对强度和弹性模量的要求做好混凝土的配合比设计，严格掌握同批构件混凝土配合比的一致性。

2）预应力张拉时，混凝土强度必须要达到设计或规范要求数值。

3）严格按设计的张拉控制应力施加预应力，保证合理的张拉顺序。

4）严格按规定的张拉顺序、张拉原则进行张拉，掌握好施力速度，不要过快。

5）在施工中，严格按设计或规范的规定，控制支架、底模及侧模上缘的预拱度。

2.5 预应力孔道压浆不密实

2.5.1 原因

1）出浆孔的位置未开在孔道的最高点，在出浆孔有浆体外溢时，常常误以为孔道内浆已充满。由于出浆口淤塞，残留空气无法排出，实际浆液又未压进，造成孔道已压密实的假象。

2）施工人员责任心不强，在压浆孔未冒出浓浆或刚冒出浓浆就立即停止压浆，造成压浆不足。

3）施工中成孔质量不好，孔道直径粗细不均匀或有偏孔、颈缩孔现象，力筋勉强可以穿入，但水泥浆无法通过。

4）成孔材质选用不当，造成孔壁粗糙、坍落、波浪、皱褶等，使水泥浆不能顺利通过。

5）预应力筋编束、捆扎时，绑扎丝过密、松弛，易造成孔道不畅顺受阻，再加之制浆不规范，稀稠失控或过滤不好，有硬块杂物造成孔道堵塞或过水过气而不过浆。

6）水灰比不当，水灰比过大，不仅强度低且泌水率增大，水被吸收或蒸发后，形成空洞，造成这种情况的原因之一是水泥压浆配合比的试配结果不好，不能满足规范规定的水泥浆水灰比控制在0.40～0.45，流动度≯20 s，3 h后泌水率≯2%的要求。另一种原因就是在施工过程中，施工人员为了便于压浆，擅自增大水泥浆水灰比造成。

7）外加剂用量不当，如膨胀剂用量过小膨胀效果不明显，若膨胀系数小于水泥收缩系数，就会造成压浆不饱满。

8）水泥浆减水剂品种选择不对，致使所加减水剂对预应力筋有腐蚀作用。对预应力筋有侵蚀性的有氯化物、硫化物及硝酸盐等。

9）分2次压浆时，由于第1次压浆不当，导致无法进行第2次压浆，又没有采取必要的措施，即放弃注浆。

10）压浆机性能不好，压力不够或无法保持持荷，致使孔道内水泥浆不能长距离远送，不能使水泥浆充实到孔道各处不易畅通的微细空间，从而造成孔道压浆不饱满、不密实。

11）压浆过程中由于机械故障等原因，导致压浆中止，又无法尽快恢复压浆，对前面压过的浆又未及时清洗。致使再想压浆时，由于管道、进出浆口堵塞等原因，无法进行。

12）压浆过程中及压浆后48 h内，结构混凝土的温度低于5℃，未采取保温措施，使得水泥浆受冻后发生膨胀，当气温高于35℃时，未在夜间进行压浆或因其他原因造成的混凝土裂缝。

2.5.2 预防措施

1）选择最优的配合比。孔道压浆配合比是压浆质量的关键。优良的施工配合比设计是控制孔道压浆质量的前提，它既能保证足够的强度，又能有效地控制泌水率及有效膨胀系数，近几年来，通过多个施工项目的孔道压浆试验结果抽查，效果都较理想。

2）膨胀剂的选择。水泥浆中的膨胀剂，是在水泥浆凝固过程中，膨胀剂和水泥发生反应，产生气体，使水泥体积发生微膨胀。近几年来，一般选用UEA-H膨胀剂，它是由硅铝酸盐、氧化铝、硫酸钙等无机化合物特制而成，不含有害物质，对钢筋无锈蚀，对水质无影响，其含碱量低，膨胀效能较高，坍落度损失小，抗裂防水效果更好；可大大提高混凝土结构的抗裂防水能力，防止大体积混凝土和高强混凝土温差裂缝的出现。UBA-H膨胀剂细度＜10%，密度2.90 kg/m3，性状为灰白色粉末，含碱量较低。

3）适当提高压浆持荷压力。压浆过程中，压力一般应保持在0.4～0.6MPa，稳定持荷时间不少于5min，稳定压力应保持在0.6～O.8MPa。

4）后期补浆补充密实。对于长线连续结构，不论锚固点在什么位置，其孔道最高点都有可能因泌水、浆体收缩而形成局部空洞。这种缺陷的处理方法是，在孔道最高点事先设一排气、压浆两用管，压浆时排气，压完浆后，可用探条在此管内检测，发现不密实，可再用两用管接手动补浆泵后期补浆，可达到较好的效果。