预应力孔道压浆质量影响因素分析及控制措施

吴超

摘 要：孔道压浆是预应力体系施工中关键的一步，桥梁预应力体系可以极大地提高桥梁工程的整体受力能力和质量水平。本文从预应力孔道压浆施工中存在的质量问题入手，分析造成孔道压浆质量问题的影响因素，提出孔道压浆质量的控制措施，用以提高桥梁工程的施工质量和使用寿命。

关键词：桥梁;预应力;孔道压浆;质量控制

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）07-0117-02

0 前言

在桥梁的施工阶段，预应力孔道压浆因其实施效果的不可见性，质量验收较为困难，使得压浆质量仍然存在较多问题。这不仅与施工过程中操作人员、技术人员、监理人员思想认识不到位和监管措施不力有关，也与原材料性能不满足要求、未严格落实施工工艺、现场监督管理不到位等因素有着密切的关系。预应力孔道压浆的质量问题给桥梁工程带来了一定隐患并降低其使用寿命，因此加强预应力孔道压浆的施工质量控制显得尤为必要。

1 孔道压浆质量影响因素分析

1.1 孔道成孔材料

预应力孔道压浆的质量问题和成孔质量有很大关系，波纹管的质量长期以来不作为强制检测项目，导致波纹管产品质量失控和现场保护较差。部分生产厂家在金属波纹管钢带质量上和塑料波纹管的颗粒及厚度上大做文章，使波纹管的合格率大大降低。

（1）塑料波纹管：目前的塑料波纹管多为聚乙烯材料制作，对比聚丙乙烯材料制作的波纹管，其强度、弹性模量和耐热性均较差，且大部分生产厂家对波纹管的波纹形状和波高不重视，导致波纹管的环刚度指标无法满足要求，还有一些厂家生产的波纹管连最基本的壁厚都难以满足规范要求。（2）金属波纹管：目前规范对金属波纹管的质量缺乏认证标准，很多单位在施工现场自行卷制金属波纹管，由于钢带自身质量得不到保证，加上现场保存措施不到位，加工设备及加工工艺等一系列问题，往往在施工时会出现波纹管变形、锈蚀、损坏，最终导致压浆工艺无法正常实施。

1.2 压浆材料性能

目前国内多数后张预应力桥梁工程采用普通水泥浆掺入阻锈剂进行孔道压浆，根据对国内外压浆施工技术规范的调研和对比发现，规范对压浆材料强度要求差异不大，但在初凝时间、流动性、泌水率、膨胀率、体积变化率、抗渗性、总氯离子含量等方面的要求差异较大。国内的施工技术规范对压浆材料的性能指标要求较低，但对于浆液流动性的指标要求较高，导致水灰比无法减小。

1.3 出浆孔与排气孔、封锚问题

部分预应力工程进行压浆施工时，经常出现出浆孔设计错误，曲线孔道峰顶位置未设置出浆孔，也没有根据箱梁结构形式和预应力管道走向设置科学合理的排气孔。在预应力孔道压浆时，当浆体从设计错误的出浆孔或排气孔溢出时会被误认为压浆完成。有时出浆孔堵塞也会导致孔道内空气无法全部顺畅排出，造成管道“窝气”。因此，排气措施在非真空压浆施工过程中是影响压浆质量的一个十分关键的因素。

施工过程中对波纹管的保护措施不到位，造成波纹管变形损坏、异物堵塞、密封不好、封锚不严等问题也会造成压浆时漏浆、不能保压持荷、浆体不密实等现象。特别是预应力锚头的封堵，预应力锚头因其结构和位置特殊，所受应力高，若养护不到位，或封锚材料抗渗性能不好，极易造成封锚材料开裂，最终导致锚头腐蚀，封锚不密实也会造成压浆不能保压持荷。

1.4 现场监管问题

现场施工的监督管理仍然是控制孔道压浆质量的重要手段。目前，大部分的工程项目对孔道压浆工序在管理上依然缺乏行之有效的监管手段。如工序施工前技术人员未能进行系统的技术培训和相关交底，施工时不严格按照规范要求履行试验流程、施工工艺流程、检查验收流程，或交底的工艺流程不明确，工艺指标及验收指标不明确等。

2 孔道压浆质量的控制措施

2.1 提高压浆料性能指标，加强压浆料试验检测方法

提高预应力孔道压浆质量最主要的是提高压浆材料的性能指标，同时还要做好压浆料现场试验检测。预应力孔道压浆多是对浆体的流动性和抗压强度两项指标进行检测，对浆体的泌水率和膨胀度检测力度不够。而抗压强度和流动度这两项检测指标与压浆密实程度最终并不发生直接联系。

若想较好的控制浆体泌水率和膨胀度，在施工现场可选用成本低、定量性强的倾斜管试验和插筋泌水试验。

2.2 采用高速搅拌制浆，配置合适的压浆料

压浆料的配合比应严格按照设计文件及规范要求进行，确保压浆料的水灰比、泌水率、流动度、膨胀率在规范要求的范围内。

压浆料应采用高速搅拌机进行搅拌，目前工程中多采用转速在100转/分钟左右的常规低速搅拌机，压浆后出现的空隙较大。根据现场实际经验，采用转速在1000转/分钟以上的高速搅拌机，搅拌出的浆体各方面性能均有较大幅度地提高，其泌水率、强度、流动度、膨胀率等指标，较慢速搅拌机搅拌的压浆料均高出许多。见表1。

2.3 加强波纹管质量控制和检测

要确保波纹管的材料性能满足设计和规范要求，波纹管在进场使用前必须经验收合格，并在使用前做好泌水试验和抗压实验。

对于设计孔道较长，波纹管需要连接的，应做好波纹管接头位置的封闭措施，后穿预应力筋的孔道内应穿PVC管或其他内撑保护措施，其他工序施工时应注意保护波纹管，避免波纹管受损。

2.4 压浆工艺的控制

2.4.1 非真空压浆

（1）孔道压浆前应将孔道内存在积水和细微杂物清除干净。（2）压浆前，应釆用密封罩或水泥浆等对锚具夹片空隙和其它可能漏浆处进行封堵，待封堵料达到一定强度后方可压浆。压浆顺序先下后上，曲线孔道和竖向孔道应从最低点压浆孔压入，由最高点的排气孔排气或泌水。浆体压入预应力孔道之前，应首先开启压浆泵，使浆体从压浆嘴排出少许，以排出压浆管中的空气、水和稀浆，当排出的浆体稠度和搅拌罐中的稠度一致时，开始压入预应力孔道。（3）压浆过程要均匀、连续，且保持适当的压力，最大压力应控制在0.6MPa左右，当孔道较长或起伏落差比较大时，可适当增加压力。压浆充盈度应达到孔道另一端饱满并于排气孔排出与规定流动度相同的浆体为止。当一条孔道压浆完成，关闭出浆口后，应保持压力稳定，稳压时间应不少于3min。（4）同一孔道壓浆应连续进行，一次完成。从浆体搅拌到压入预应力孔道的时间不应超过40min。压浆后应从压浆孔和出浆孔检查压浆的密实情况，如有不实，应及时补压，以保证孔道完全密实。

2.4.2 真空压浆

真空辅助压浆应用真空泵从孔道一端将已封闭好的预应力孔道中空气抽取干净，使孔道内的真空度达到-0.06MPa ～-0.1MPa，然后用压浆设备从另一端将拌制好的压浆料压入孔道中。采用真空辅助压浆可而减少气体的影响，有效提高孔道压浆的密实度。

压浆料初入孔道时，由于混凝土先流造成残留空气，形成较大气泡;在压浆持续进行过程中，预应力孔道内压力由负压变为正压，随着压力的不断上升，孔道内残留空气体积会逐步缩小;到压浆结束时，出浆口关闭并开始稳压持荷，残留空气会更小;浆体凝固后，进行养护时，残留空气形成的气泡在高压状态下进一步缩小，真空辅助压浆可有效缩小孔道内的残留空气。

2.5 现场的监督管理

做好预应力孔道压浆质量控制还要做好现场的监督和管理，除日常的旁站监督外还要将预应力孔道压浆的技术工作提高到专项施工方案的高度，对孔道压浆过程制定严格的操作规程，同时也要做好压浆施工人员的专业化培训;在施工过程中要进行数字化管理，对压浆的配合比、压力、流量、流速进行定量控制;最后还要严格按照现场试验检测频率要求做好现场的试验检测工作，确保各项指标符合要求。

3 工程实例

3.1 工程概况

新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段王湾乐宜高速公路特大桥（60+100+60）m连续梁为预应力钢筋混凝土结构，全长221.5m。箱梁采用纵、横、竖三向预应力体系。纵、横向预应力钢绞线采用抗拉强度标准值fpk=1860MPa，弹性模量Ep=195GPa，公称直径为Φ15.2mm高强度、低松弛钢绞线，波纹管采用塑料波纹管。

3.2 检测结果

该预应力混凝土连续箱梁的预应力孔道压浆按照上述孔道压浆控制措施进行严格控制。各块段预应力施工完成后采用弹性波穿透法对孔道压浆质量进行检测，其中箱梁0#块段、1#块段N17、N18两条预应力管道检测数据如表2，结果显示，箱梁预应力孔道压浆质量满足规范和设计要求。

4 结语

综上所述，要想使预应力孔道压浆质量得到保障，应当着重控制压浆材料和波纹管的质量和性能;采用先进的压浆设备和科学的施工工艺，提升施工人员、现场管理人员的专业性;在施工中，尤其要重视浆体的配比及性能指标。本文通过分析质量问题和影响因素，总结出了控制预应力孔道压浆质量的具体措施，为保障预应力孔道施工质量，提升桥梁工程的总体质量和使用寿命提供经验，给施工企业与施工人员提供参考。

参考文献

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