后張法預應力混凝土施工技術在水利工程中的應用

閆寶宏

(黑龍江農墾勘測設計研究院，哈爾濱150090)

后張法是在構件或塊體上直接張拉預應力鋼筋，不需要專門的臺座。大型構件可分塊制作，運到現場拼裝，利用預應力鋼筋連成整體。因此，后張法靈活性較大，適用于現場預制或工程預制塊體，現場拼裝的大中型預應力構件、特種結構和構筑物等。

1 孔道留設

孔道的直徑一般比預應力鋼筋外徑(包括鋼筋對焊接頭處外徑或必須穿過孔道的錨具外徑)大10～15 mm，以利于預應力鋼筋穿入。孔道的留設方法有抽芯法和預埋管法。

1.1 抽芯法

該方法在我國已有較長的歷史，價格相對比較便宜。但此方法也有一定的局限性，如對大跨度結構、大型的或形狀復雜的特種結構及多跨連續結構等，孔道密集就難以適應。抽芯法一般有兩種，即鋼管抽芯法與膠管抽芯法。鋼管抽芯法大都用于留設直線孔道時，預先將鋼管埋設在模板內的孔道位置外。鋼管要平直，表面要光滑，每根長度最好不超過15 m，鋼管兩端各伸出構件約500 mm。較長的構件可采用兩根鋼管，中間用套管連接。在混凝土澆筑過程中和混凝土初凝后，每間隔一定時間慢慢轉動鋼管，混凝土與鋼管凝成一體，抽管困難。常溫下抽管時間應掌握在混凝土終凝前。抽管過早，會造成坍孔事故;太晚，則混凝土與鋼管凝成一體。抽管順序宜先上后下，抽管可采用人工或用卷揚機，速度必須均勻，邊抽邊轉，使孔道保持直線，做好孔道清理工作。

膠管抽芯法不僅可以留設直線孔道，亦可留設曲線孔道，膠管彈性好.便于彎曲，一般有三層或七層夾布膠管和鋼絲網橡皮管兩種。膠管具有一定彈性，在拉力作用下，其斷面能縮小，故在混凝土初凝后即可把膠管抽拔出來。夾布膠管質軟，必須在管內充氣或充水。以澆筑混凝土前，膠皮管中充入壓力為0.6～0.8 MPa的壓縮空氣或壓力水，此時膠皮管直徑可增大3 mm左右，然后澆筑混凝土，待混凝土初凝后，放出壓縮空氣或壓力水，膠管孔變小，并與混凝土脫離，隨即抽出膠管，形成孔道。抽管順序，一般應為先上后下，先曲后直。

1.2 預埋管法

預埋管采用一種金屬波紋軟管，是由鍍鋅薄鋼帶經波紋卷管機壓波卷成，具有重量輕、剛度好、彎折方便、連接簡單、與混凝土黏結較好等優點。波紋管的內徑為50～100 mm，管壁厚0.25～0.3 mm。除圓形管外，近年來又研制成一種扁形波紋管，可用于板式結構中，扁管的長邊邊長為短邊邊長的2.5～4.5倍。這種孔道成型方法—般均用于采用鋼絲或鋼絞線作為預應力鋼筋的大型構件或結構中，可直接把下好料的鋼絲、鋼絞線在孔道成型前就穿入波紋管中，這樣可以省掉穿束工序，亦可待扎道成型后再進行穿束。

2 預應力鋼筋張拉

2.1 混凝土的張拉強度

應力鋼筋的張拉是制作預應力構件的關鍵，必須按規范有關規定精心施工，張拉時構件或結構的混凝土強度應符合設計要求，當設計無具體要求時，不應低于設計強度標準值的75%。

2.2 張拉控制應力及張拉程序

預應力張拉控制應力應符合設計要求及最大張拉控制應力不能超過規定。其中后張法控制應力值低于先張法，這是因為后張法構件在張拉鋼筋的同時，混凝土已受到彈性壓縮，張拉力可以進一步補足;而先張法構件，是在預應力鋼筋放松后，混凝土才受到彈性壓縮，這時張拉力無法補足。此外，混凝土的收縮、改變引起的預應力損失，后張法也比先張法小。

2.3 張拉方法

張拉方法有一端張拉和兩端張拉。兩端張拉宜先在一端張拉，再在另一端補足張拉力。如有多根可一端張拉的預應力鋼筋，宜將這些預應力鋼筋的張拉端分別設在結構的兩端。

3 孔道灌漿

3.1 孔道壓漿

3.1.1 壓漿前的準備工作

1)割切錨外鋼絲。露頭錨具外部多余的預應力筋需割切，若采用燒割時應采取降溫措施，以免預應力筋和錨具過熱產生滑絲現象。

2)封錨。錨具外面的預應力筋間隙應用環氧樹脂膠漿或棉花和水泥漿填塞，以免冒漿而損失灌漿壓力。封錨時應留排氣孔。

3)沖洗孔道。孔道在壓漿前應用壓力水沖洗，以排除孔內粉渣等雜物，保證孔道暢通，沖洗后用空壓機吹去孔內積水，但要保持孔道潤濕，而使水泥漿與孔壁結合良好。

在沖洗過程中，如發現有冒水、漏水現象，則應及時堵塞漏洞。當發現有串孔現象，又不易處理時，應判明串孔數量，在壓漿幾個串孔同時壓注。

3.1.2 水泥漿的拌制

1)配合比應根據孔道形式、壓漿方法、材料性能及壓漿設備等因素通過試驗決定。

2)水泥漿的主要技術條件。

①水泥漿的拌和先下水再下水泥，拌和時間不少于1 min，灰漿過篩后存放于儲漿桶內。此時桶內灰漿仍要低速攪拌，并經常保持足夠的數量以保證每根管道的壓漿能一次連續完成。預應力鋼筋張拉、錨團完成后，應立即進行孔道灌漿工作，以防銹蝕，增加結構的耐久。灌漿用的水泥漿，除應滿足強度和凝結力的要求外，應具有較大的流動性和較小的干縮性、泌水性。應采用強度等級中低于325普通硅酸鹽水泥;水灰比宜為0∶4左右。對于空隙大的孔道，可采用水泥砂漿灌漿，水泥漿及水泥砂漿的強度均不得＜20 N/m2。

②灌漿前孔道應濕潤、潔凈。對于水平孔退，灌漿順序應先灌下層孔道，后灌上層孔道。對于豎直孔道，應自下而上分段灌注，每段高度視施工條件而定，下段頂部及上段底部應分別設置排氣孔和灌漿孔。灌漿壓力0.5～0.6 MPa為宜。灌漿應緩慢均勻地進行，不得中斷，并應排氣通暢。不摻外加劑的水泥漿，可采用二次灌漿法，以提高密實度。

③如閘墩預應力施工，在張拉前要對鋼絲下料編束，埋設鋼管、金屬波紋管或塑料拔管。然后澆筑混凝土，注意運載工具嚴禁碰撞須應力管道，振搗器離管道應有一定的距離，以免管道變形或損壞。澆筑時要防止砂漿進入孔道。當發現有變形、移位時應立即停止澆筑，并在已澆筑的混凝土凝結前修整完好混凝土應一次澆筑完畢，不允許留施工縫。對塑料拔管，要求混凝土終凝后即要放氣拔管。

3.2 壓漿工藝

1)孔道壓漿順序是先下后上，要將集中在一處的一次壓完。其中間因故停歇時，應立即將孔道內的水泥漿沖洗干凈，以便重新壓漿時，孔道暢通無阻。對曲線孔道和豎向孔道應由最低點的壓漿孔壓入，由最高點的排氣 孔排氣和泌水。

2)壓漿應使用活塞式壓漿泵，不得使用壓縮空氣。壓漿的壓力以保證壓入孔內的水泥漿密實為準。

3)壓漿完畢后應認真填寫施工記錄。

4 幾點體會

1)建立有力的組織指揮系統、加強水利工程現場調度、嚴格施工管理、規范操作程序，是預應力混凝土施工成功的保證。

2)大力開展QC活動，積極推廣應用“四新”技術是解決水利施工技術難題、提高工程質量、取得經濟效益的有效方法。

3)為防止梁體在張拉后，錨墊板周圍的混凝土出現裂紋，我們在錨墊板后邊加設了兩層設計外的鋼筋網片(Φ8@ 10)以擴大承壓面積。同時，將此處的混凝土標號由40#提高到50#。從張拉后的情況來看，效果比較理想。

4)影響水利工程預應力孔道摩阻損失的因素復雜多樣。但預應力束定位時嚴格控制，減少索位偏差，可以使管道偏差的影響系數得到降低;使用材質好的鋼帶精心卷制波紋管，可以使管壁光滑，施工過程中減少破損，避免混凝土漿進入孔道而形成碎碴，從而在一定程度上降低管道摩擦系數值。

5)經過摻加高效防凍劑和采取暖棚保溫、塑料薄膜保潮等一系列防護措施，后張預應力混凝土空心板梁的混凝土質量得到了保證，在現澆梁混凝土冬季施工方面摸索了經驗。

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