预制箱梁孔道压浆饱满度偏低的原因及分析

刘印建，徐基平

（1.中国电建市政建设集团有限公司，天津 300384；2.山东城市建设职业学院，山东 济南 250103）

在预应力体系结构中，预应力筋是非常重要的受力钢筋，而预应力桥梁孔道的压浆施工质量对预应力筋的耐久性有重大影响，张拉完毕后孔道中压浆充分固结并保持较好的密实度，能保证预应力筋不会被锈蚀，同时还能保证施加的预应力能长时间保持不发生衰减，保证梁体的承载能力。孔道压浆质量的好坏直接影响梁体的使用寿命，压浆完毕后只能通过检测并采取补注的方法弥补缺陷，但难以保证检测的全面性和后期补注的质量，因此预应力张拉完成后压浆过程的控制是至关重要的。

1 工程概况

某在建高速公路为国家高速公路网的重要组成部分，对促进京津冀一体化进程、调整区域产业结构、优化区域经济布局起着至关重要的作用。该高速公路项目共有桥梁22座，梁形为30m预制箱梁，共计2288片。由于工期紧、任务重，梁场从投产开始就处于抢工状态，在高负荷状态下，若管理不到位极易出现质量安全事故。

2 项目压浆饱满度检测方法

冲击弹性波定性检测法：利用外露的预应力钢束两端分别进行激振和接受信号，通过分析信号传播过程中能量、波速和频率等参数的变化，定性判定预应力孔道整体注浆饱满度的方法，检测前需先测定梁体混凝土的波速等特征。

3 技术要求

依据现行《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）和项目孔道压浆材料的技术要求：水胶比取0.27；初始流动度为10～17s；泌水率为0%；3d、7d、28d抗压强度分别大于20MPa、40MPa、50MPa；3d、7d、28d抗折强度分别大于5MPa、6MPa、10MPa。

4 压浆饱满度偏低原因分析

现阶段采用的循环压浆工艺各工序中，影响压浆饱满度的因素各不相同，具体体现在如下方面。

（1）工序①：预制梁钢筋绑扎，预埋锚垫板，浇筑混凝土，波纹管内穿塑料芯管。原因分析：锚垫板固定不牢固，混凝土振捣过程中偏位致使锚垫板受力方向与预应力方向不同轴，张拉过程中锚环不能进入锚垫板对中止口内，形成泄压缝隙。

（2）工序②：箱梁养护。原因分析：现阶段普遍采用的喷淋养护方式，在养护期间若不能有效封堵管道口，部分养护水会顺梁体进入预应力管道内；压浆时若过早关闭出浆口会导致部分养护水留在波纹管内，影响压浆的饱满度。

（3）工序③：养护期过后穿钢绞线、安装锚环。原因分析：安装锚环前未清理锚垫板止口内的混凝土等废渣，张拉后锚环不能紧贴锚垫板，形成泄压缝隙。

（4）工序④：智能设备张拉钢绞线，封堵锚头。原因分析：津石高速公路项目使用的张拉设备为全自动智能张拉设备，技术比较先进，但在操作过程中，当施加初应力时若锚环未进入锚垫板对中止口内，未及时松开张拉油顶的吊链并调整锚环位置，造成锚环不能紧贴锚垫板，也形成泄压缝隙。张拉完成后采用水泥净浆封堵锚头，水泥净浆若养护不到位易形成干缩裂缝，保压过程中压浆料会顺着钢绞线穿过干缩裂缝涌向外界，影响保压效果。

（5）工序⑤：采用循环压浆工艺，箱梁的一端安装压浆嘴另一端安装连通管将两道预应力管道串联起来一同压浆。原因分析：津石高速公路项目使用的压浆设备为全自动智能压浆设备，能自动完成浆液拌合、压浆、保压等系列工作，压浆效果较好。压浆材料选用石家庄市长安育才建材有限公司生产的复合压浆料，水胶比取0.27，浆液流动性、强度等指标均满足规范要求。现阶段正规厂家供应的压浆料品质能保持相对稳定，只需在材料进场时加强物资验收管理，一般都能满足现场施工需求。智能压浆设备压力最好设置为允许区间的下限压力，当压浆遇到阻力时设备会自动增压；当初始压力设置过高时，浆液进入管道的速度过快会导致部分空气被包裹在管道内不能排除，部分进入管道内的养护水无法被挤出，从而影响压浆效果。压浆过程中，现场易发生锚垫板灌浆口处的混凝土、废渣清理不干净、压浆嘴循环次数过多、阀门封闭不严密等现象，都会造成保压过程中的泄压，影响压浆效果。若两道预应力管道串联起来循环压浆，需使用4个压浆嘴，任何一个有漏浆的缺口都会造成泄压，因此应选用质量较好的压浆嘴并配套优质管卡、承压管等配件。智能压浆设备虽然按照系统设置的水胶比拌合浆液，但为保证压浆质量，该浆液一般稍稠些，工人为了加快压浆速度，有时会在管理人员不在时私自往里加水，这导致水胶比、泌水率等指标增大，影响压浆整体质量。

（6）工序⑥：出浆口冒出浓浆后保压。原因分析：出浆后未等浓浆冒出即关闭压浆嘴阀门进行保压，易形成端头部分压浆不饱满。现阶段压浆班组的薪资一般是计件工资，工人为提高劳动效率，私底下会缩短保压时间，影响压浆饱满度。

（7）工序⑦：压浆完成拆除压浆嘴。原因分析：为防止压浆料凝固在压浆嘴内导致其报废，现场存在过早拆除压浆嘴的现象，导致尚未凝固的压浆料从管道内流出，影响压浆效果。

除以上各工序影响压浆效果以外，气温也是重要的影响因素之一。依据现行《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）要求，压浆作业时外界温度宜在5～35℃，高温季节可选择夜间压浆，比较容易操作，低温季节时压浆作业就比较复杂了。浆液拌合时，随着温度的降低压浆料的初始流动度在增加，伴有离析分层、泌水现象，浆液表面开始发黑，边角位置出现冰碴。此种状态下若进行压浆作业，因泌水导致的压浆困难延长了作业时间，浆液进入管道后分层甚至堵塞管道，部分析出水结冰，这导致了压浆饱满度的降低。管道内浆液泌出的水不但影响压浆料的凝固，还可能造成梁体冻胀等病害（见图1、图2）。

图1 压浆不饱满的孔道

图2 低温时结冰的浆液

5 项目管理注意事项

通过对压浆各工序的分析能够看出，现阶段使用的正规厂家的智能张拉、压浆设备性能一般都能够满足技术规范要求；成品压浆料若物资采购部门能抓好采购、存储等细节，拌合出的浆液能满足规范要求。设备、材料都能满足要求但压浆饱满度依然偏低的原因主要在人员、管理和行业大环境上。

（1）压浆施工通常采用劳务分包模式，除了设备及压浆料，其余附属机具由班组自备，比如压浆嘴，班组为了能多次循环使用会提前拆除使用完的，这导致保压工作变得徒劳。压浆施工是按件计薪，班组为提高压浆效率，私自往浆液中加水，提高水胶比，也是导致其偏低原因。为扭转因抢工而造成的质量隐患，可根据项目实际情况将班组的计件薪资改为计日薪资，附属机具全部由项目部提供，通过日常考核、材料损耗控制等手段管理班组。在预制梁施工的各工序中，如张拉、压浆等关键工序，建议改计件薪资为计日薪资，以保证施工质量。

（2）压浆设备、压浆材料技术指标都比以前有很大提高，但人员素质、管理水平没能跟上设备、材料的发展，管理不到位给了将来出现质量事故而不需承担任何责任的压浆班组可乘之机。要加强过程管理，完善制度流程，比如日常的技术交底、质量奖惩、首件制度等要始终如一的贯彻。为加强班组的责任心，新班组进场后要及时登记信息并永久存档，每片梁板喷涂上浇筑、张拉、压浆等关键工序操作工人的姓名，以激发他们的工匠精神。

（3）当梁板冬季施工不可避免时，可在压浆前的一天采取蒸养措施给梁板升温，压浆后继续蒸养2d，此种冬施措施费用较高，该方法适用于采用普通型压浆料的情况。随着技术的发展，新材料不断应用于工程建设领域，其中负低温压浆料的出现给桥梁的冬季压浆提高了便利。负低温压浆料具有流动性好、泌水率低、强度发展迅速、防止钢筋锈蚀功能和微膨胀性能，压浆前梁体不用整体升温，经济性较好。

（4）无论市政道路还是高速公路，开工后因征拆、环保等因素影响一般都不能顺利开展所有施工内容，但通车日期通常都不顺延，这导致了很多工地存在抢工现象，当一项工作不能在一个合理的时间内完成时，往往会存在质量隐患。当抢工不能避免时需加大投入、加强管理，以实际行动来敬畏生命、敬畏规章、敬畏职责，做新时代下的工匠。

6 结束语

随着路网的不断完善，今后的道路工程中桥隧比会不断提高，预应力结构物的占比会进一步扩大，在交通运输部《关于打造公路水运品质工程的指导意见》的引领下，为达到结构物内实外美、经久耐用的目标，预应力方面的控制是至关重要的。现阶段压浆饱满度的检测方法已能准确判定压浆质量，但缺陷的处理效果并不理想，有时为了补浆而凿开的天窗对梁体的伤害可能更大。为减少质量隐患的发生，应加强事前和事中的管理，加强施工人员的责任心，施工过程中加强质量控制，将隐患消除在初始阶段，以防患于未然。