预应力孔道灌浆堵塞和不密实的原因及排除

秦志斌

铁路悬臂梁后张法预应力孔道灌浆的作用:防止预应力钢材锈蚀;使预应力钢材与混凝土有效的粘结，实现整体应力效果，增强梁体的承载能力;减轻锚固体系的负荷。据相关资料介绍，悬灌桥梁孔道堵塞是困扰施工的难题，还有从地震垮塌的后张法预应力桥梁构件上截取若干断面解剖分析发现后张法预应力钢筋锈蚀、断面锐减、断丝及内力损失严重等致命的质量问题。充实孔道的作用是保护预应力钢筋及提高整体结构的承载力。为此，有必要探讨预应力孔道的前期施工和压浆两个环节中出现的问题并作相应的处理和排除方法。

1 孔道堵塞的原因

1)波纹管本身有小孔洞，波纹管接头不密实造成漏浆;波纹管安装好后，在其上边进行电焊作业、电焊渣掉到波纹管上灼穿波纹管。2)在施工中由于孔壁受外力振动影响，因方向不正确而产生挤压和附加振动并触及波纹管引起波纹管变瘪，另外穿孔时用力过大、速度过快也可导致波纹管破裂或连接处断缝而漏浆进入孔道。3)波纹管搭接处不牢固有漏浆，注浆头的边锚具错位、海绵堵塞不严密以致水泥浆灌孔。4)对于横向波纹管，钢绞线在张拉过程中会使劲的绷紧而向上起拱挤压导气管使其压扁。

2 不密实的原因

1)灌浆前孔道未用高压水冲洗，灰浆进入管道后水分被大量吸附导致灰浆难以流动，灰浆在终端溢出后持续加压时间不足。2)导管中有局部的堵塞或者障碍物，灰浆中途堵塞。3)出浆孔开的位置不对，未在孔道的最高点，因而在出浆有浆体外溢时误以为孔道浆体已充满，尤其对曲线竖向孔道，出浆孔一定在孔道的最高点。4)施工过程中因施工人员责任心不强或者机械故障等导致浆孔未冒出浓浆即停止压浆。5)漏浆。a.出浆管和管道之间的接缝没有处理好;b.排气管和波纹管之间的接缝没有处理好;c.两波纹管之间的接头没有处理好;d.浇筑混凝土时振捣棒将波纹管碰裂。6)在冬季施工如采取的措施不到位会导致:a.水泥浆可能在未凝固前就冰冻，导致波纹管的开裂，对结构物造成永久性损害;b.水泥浆受冻之后强度很低，即便温度回升后强度也不可能达到规范的要求，同时会降低水泥浆和预应力钢筋之间的粘结力。

3 悬灌梁后张法预应力孔道灌浆堵塞和不密实的防治措施

1)控制金属波纹管的材料质量和施工质量，许多铁路连续梁预应力钢束纵向和横向采用成本较低的铁皮波纹管成孔，波纹管壁厚不小于0.75 mm，在搬运和浇筑过程中不损坏、不变形、无孔洞，竖向预应力筋采用φ 35铁皮管成孔。2)布置波纹管时首先用钢筋加工井字梁作为波纹管的定位架，纵向间距为1 m，横向位置按设计图纸上的坐标定位波纹管中穿有内衬管，在波纹管接口用小锤整平以防引起波纹管翻卷导致管道堵塞;浇筑混凝土前检查接头处是否用胶带封好，在锚垫板接头处，一定要用胶带或其他东西堵塞好以防水泥浆渗进波纹管，在锚孔内，浇筑混凝土时尽量避免振捣棒直接接触波纹管以防漏浆渡孔。3)孔道形成的质量控制。预应力孔道形成应符合设计要求，预应力筋的孔道可选用预埋金属螺旋管(波纹管)法、胶管抽芯法等，管道的内横截面积应至少是预应力筋净截面积的2倍。同时制孔管应有足够的强度以防止管壁变形，相邻孔管的接头要错开，采用抽芯法时，抽芯时间以混凝土强度达到0.4 MPa～0.8 MPa为宜，浇筑混凝土完成后要定时转动钢管，防止钢管与混凝土粘结。4)出气孔的质量控制。出气孔的制作与安装，为保证孔道灌浆密实不间断，能按设计要求正确建立预应力，须在构件两端及跨中处设置出气孔，出气孔的一般做法是在螺纹管上开口，用带嘴的塑料弧形压板与金属螺旋管绑扎牢固，该出气孔的缺陷是:a.弧形压板与伸出桥面板和塑料管连接处容易脱落，造成水泥浆从此进入金属螺旋管;b.塑料管上头不能堵塞，灌浆时水泥浆从该处流出，可参照塑料排气孔的做法用2 mm厚铁皮按照金属螺旋管的弧度弯压成弧度板，在金属螺旋管上端和弧度板对应开可以插进D20镀锌管的开口，将D20镀锌管和弧形板焊接，D20镀锌管伸进弧形板内壁长度为金属螺旋管的壁厚，并在外伸口内径割丝，用相应封堵物堵塞。在金属螺旋管就位牢固后，将出气孔弧形压板用海绵片覆盖，用铁丝和金属螺旋管扎牢。5)灌浆质量的控制。水泥浆的要求:a.水泥的强度等级不宜低于42.5，水泥浆的强度不低于30 MPa;b.水泥浆的水灰比一般为0.4～0.45。当掺减水剂时可减少到0.35，水及减水剂应对预应力钢材无腐蚀作用;c.水泥浆的泌水率最大不得超过3%;拌和后3 h，泌水率应控制在2%以内，24 h后泌水应全部被浆吸回;d.水泥浆的稠度应控制在14～18之间;e.水泥浆中可掺入适量的膨胀剂，掺膨胀剂后最大自由膨胀率应小于10%，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产生膨胀;f.水泥浆拌合时间应不少于2 min，直至获得稠度均匀的水泥浆;g.从拌水泥浆到压浆的时间间隔视气温而定，一般在30 min～45 min，并应经常搅拌，不得通过加水来增加其流动度。压浆前的检查。孔道应冲洗干净，积水应排除，锚具周围的间隙和孔洞应填封，以防冒浆。压浆时的检查:a.压浆应缓慢、均匀，不得中断，压浆应使用活塞式压浆泵，压浆的最大压力宜控制在0.5 MPa～0.7 MPa，当孔道较长时，最大压力宜为1 MPa;b.压浆应从最低点进入，最高点排气和泌水，压浆宜先压注下层孔道;c.采用纯水泥浆时，孔道应两端先后各压浆一次，间隔时间一般为30 min～45 min;d.邻近孔道压浆要连续进行，一次完成;e.压浆应达到另一端出浆饱和，并且排气孔排出的与压注的浆液有相同的稠度;f.压浆时及压浆后的48 h内，混凝土温度不得低于5℃，否则应有保温措施，当气温高于35℃时，应采取降温措施或在夜间压浆。6)对冬季施工措施不到位的控制。在冬季压浆就一定要严格执行规范中对压浆温度的要求，要做到:a.压浆过程中及压浆后48 h内，结构混凝土的温度不低于5℃，否则应采取保温措施;b.如果必须在冰冻气候下压浆，要采取措施保证浆体在48 h内温度超过5℃;c.在冷冻天气过后开始压浆前，应先用热水冲洗套管(但不能用蒸汽)以排走冰凌。在温度低于冰冻点时，必须再用热压缩空气把水吹尽以避免重新冻结，至少要注入100%的额外浆，然后排掉它以去掉被禁锢的水。

4 结语

预应力筋的防腐保护是通过孔道灌入的浆体来保证的，由于张拉后预应力筋的应力高、截面小、预应力筋特别容易腐蚀，而孔道压浆是一个很复杂的过程，任何一个小环节的疏忽都有可能给结构物的安全性和耐久性带来损害，所以整个预应力施工过程都要严格按照规范要求操作，层层把好质量关以确保压浆的饱满密实。

堵塞和不密实的主要原因是施工过程控制不严格，重要环节没有引起施工人员的重视，只要我们严格地按照以上要求细心操作，并认真做好浆体质量的控制，那么堵塞和不密实两大通病可得到有效的控制。