后张法预应力结构孔道压浆的质量控制

摘要：本文从后张法预应力结构孔道压浆施工中常见的几种质量缺陷，分析各种质量缺陷产生的原因，阐述了孔道压浆在压浆准备阶段、压浆过程中的质量控制措施。

关键词：孔道压浆；密实；漏浆；泌水率；水灰比

中图分类号：TU378 文献标识码： A

一前言

孔道压浆是后张法预应力结构施工中的重要环节之一。其主要作用有两点，其一是保护预应力筋，防止生锈；其二是使预应力筋与结构混凝土之间提供有效的粘结。孔道压浆质量的好坏，直接影响到结构在使用寿命内的安全性和耐久性。目前孔道压浆不密实的问题在预应力结构中比较突出。本文结合施工过程中几种常见导致压浆不密实的因素，提出相应的质量控制措施。

二常见的几种质量缺陷及原因分析

1、水泥浆强度偏低主要原因是浆液所需原材料配比不当，或者原材料质量不合格，致使水泥砂浆的抗压强度低于规范或者设计要求。

2、水泥浆泌水率过大造成泌水率过大的原因有以下几点：1）采用了较大的水灰比。相同流动度和强度的水泥浆采用不同水泥、不同掺加料，其用水量也不同。2）水泥保存不力或者存放时间过长，水泥中含有结块，导致水灰比偏大，出现较大的泌水。3）设备选用不当，水泥浆搅拌时间过长，导致离析。

3、漏浆造成漏浆的原因主要是压降前锚具缝隙封堵不严或者是排气孔与波纹管连接不好，导致整个管道系统密封不严，压降时出现漏浆。

4、孔道堵塞造成孔道堵塞的原因有以下几点：1）在波纹管形成的孔道中，由于浇筑混凝土结构物过程中，振动棒将压浆管或者排浆管碰坏，使混凝土漏入波纹管中，造成堵塞。2）在用抽拔橡胶管形成的孔道中，因抽拔时间过早、方法不当，使孔壁混凝土脱落，造成局部堵塞，无法压浆。3）孔道在压浆前没有清理或者清理不彻底，存有少部分垃圾。在压浆过程中，垃圾聚集，导致孔道堵塞。

5、设备、人为因素导致的缺陷主要表现在以下几个方面：1）用浆量计算有误，备料不足。2）设备故障，现场无备用设备或者短时间内无法修好。3）管理人员和压浆操作工人疏忽或者思想不重视，关键节点不能及时有效地处理，不能按照规范要求施工。从而导致不能连续压浆、不能满压，造成人为的质量缺陷。

三孔道压浆的质量控制措施

1、压浆前准备工作阶段

1）水泥浆制作所需原材料均应合格，且满足使用要求。经过多次试验，确定合理的配合比。水泥浆的流动性、泌水率、强度等均应满足规范和设计要求。当水泥浆强度无具体要求时，应不低于30MPa。

2）水泥浆的抗泌水性对于后张法预应力结构非常重要。与混凝土不同，混凝土泌水可以蒸发，而孔道中的水泥浆泌水不能蒸发，会在孔道的高点形成“泌水透镜”，最终被水泥浆重新吸收，从而留下空隙。由此可见，降低水泥浆的泌水率是保证压浆密实的重要措施之一。一般水泥浆的最大泌水率不超过3%，拌合后3h宜控制在2%。降低水泥浆的泌水率有以下几种方法：①降低水灰比。加入减水剂可以达到降低水灰比的目的。水泥浆水灰比一般为0.40~0.45，加入减水剂后可减小到0.35左右。水泥一般采用强度不低于42.5的普通硅酸盐水泥，拌制水泥浆用的水、水泥、外加剂中不得含有损害预应力筋的化学物质；②加入掺合料。通过实验证明，水泥浆中掺入合适比例的粉煤灰可减小泌水率，但对水泥浆的流动性有影响，应通过实验确定掺入的比例；③水泥浆在硬化过程中会产生收缩，为抵制这种自发性的变形，可在水泥浆中加入适量膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10%。水泥浆制作所需原材料均应满足规范要求，不能使用变质过期的水泥、掺合料、外加剂，水泥中不能含有任何结块。

3）预应力孔道均应设置压浆孔，还应该在孔道的高点设置排气孔，对于纵向孔道，还应该在最高点附近另设排气孔，防止压浆过程中排气不完全而在孔道内形成孔隙。压浆管、排气管与管道之间应采用金属或者塑料结构扣件连接使其密封，压浆前对锚具的缝隙应密封严实。从而使孔道、压浆管、排气管形成一个密封性整体，防止压降过程中出现漏浆。

4）在预应力孔道安装时，应将其牢固地固定在设计位置，防止混凝土浇筑期间产生位移，曲线段应平顺布设，保证压浆时管道平顺通畅，管道连接时，不得使接头角度发生变化，同时应缠裹紧密防止水泥浆渗入，造成堵塞。在结构混凝土浇筑时，振动棒不得直接作用在孔道上，防止孔道变形开裂。压浆前，应及时对孔道进行清洁处理，必要时应进行冲洗，使得孔道通畅，谨防堵塞。

5)目前预应力孔道普遍采用的是波纹管，一般选用自重轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土粘结好的金属或者塑料波纹管，对波纹管的质量要求有以下几点：①波纹管出厂时应有合格证。进场时其外观应逐根检查，表面不得有油污、引起锈蚀的附着物、孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂无脱扣的现象，金属螺旋管不得渗出水泥浆但是允许渗水。②波纹管在室外保存时应采取措施防止雨露和各种腐蚀性气体的影响，长期保管时应堆放在通风良好的仓库内。存放的波纹管要避免工人踩压引起的波纹管变形，造成压浆过程不顺畅，孔道堵塞。特别是对于薄铁皮的波纹管，容易在搬动时被撕裂或划破，或被放置旁边的钢筋撕裂。③波纹管的接头可采用大一号同型号波纹管作为接头管。接头管的长度根据管径确定，一般为20cm~30cm。接头管的两端应密封，不得漏浆。

6）压浆前，应及时组织交底，使施工人员掌握压浆的步骤、明确关键步骤的操作细节，同时强调本工序的重要性，调动参与者的工作积极性，使所有压浆施工的参与者思想统一，团结协作。对于压浆设备，应保证能在施工期内正常运转，现场常备易损配件，以防出现故障时能够及时更换。条件许可的话，最好能另置一套设备，随时替换。这样，可保证压浆工作的连续性。

2、压浆施工阶段

1）水泥浆的拌制为防止使用普通搅拌机由于搅拌时间长引起的水泥离析泌水，拌制水泥浆必须使用强制性搅拌机。加水后开机搅拌，然后依次放入水泥、掺合料，在搅拌的后期放入外加剂。当全部材料加入后再搅拌 2～4min。水泥浆从拌制至压入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般在 30～45min 范围内。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其稠度。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。

2）压浆方法对掺加外加剂泌水率较小的水泥浆，且能达到孔道内饱满时，可采用一次压浆的方法。对于不掺外加剂的水泥浆，可采用二次压浆法，两次压浆的间隔时间宜为 30～45min。较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。

3）压浆顺序压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水，压浆顺序宜先压注下层孔道。

4）压浆过程压浆应使用活塞式压浆泵缓慢、均匀地进行，不得中断，不得使用压缩空气。压浆的最大压力宜为 0.5～0.7MPa；当孔道较长或采用一次压浆时，最大压力宜为 1.0MPa。梁体竖向预应力筋孔道的压浆最大压力可控制在 0.3～0.4MPa。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

5）压浆温度要求在压浆过程中及压浆后 48h 内，结构混凝土的温度不得低于 5 度，否则就要采取保温措施，当温度高于 35 度时压浆宜的夜间进行。如果必须在冰冻气候下进行压浆，就一定要采取措施保证浆体在 48h 内温度超过 5 度。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。

6）排气口的封闭：在灌浆过程中，从管道的压浆口到管道的出浆口依次封闭排气孔，但中间拱顶位置的排气孔除外，在这一段，下游的排气孔先于相应拱顶位置的排气孔封闭。当稳定的水泥浆从排气孔持续喷出且喷出量超过相邻两个排气孔之间管道的体积时再封闭该排气孔。

7）如果遇到孔道堵塞的问题，必须更换压浆口，在第二个压浆口灌入整个孔道的水泥浆量，把第一压浆口灌入的水泥浆全部排出，并要将两次压浆间隙进去的空气全部排出，以确保压浆密实。

8）为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于 0.5MPa 的一个稳压期，该稳压期不宜小于 2min。

3、收尾阶段

1）压浆完成后 24h 内孔道不得受振以免影响压浆质量；

2）压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况。如有不实，应及时处理和纠正。将压浆时所做的试件，标准养护 28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的标准。批次为每一工作班应留不少于三组。

3）孔道压浆应填写好施工记录。

四结束语

孔道压浆是后张法预应力结构施工关键工序，其质量对结构使用寿命、安全性起着至关重要的作用。同时，孔道压浆也是施工困难，过程复杂，成果相对隐蔽的一道工序。施工中，需要安排专门技术人员进行管理，从压浆准备阶段、压浆过程、收尾阶段，从原材料、设备、施工操作人员进行全方位全过程的动态控制。对漏浆、堵管等常见的质量问题制定紧急预案，绝不放过任何疑问及小的过失，出现问题及时整改补救。这样就可以使预应力结构孔道压浆的质量得到可靠的保证。

参考文献

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