預(yù)應(yīng)力混凝土工程后張法施工工藝及常見質(zhì)量問題

摘要：近年來，我國的后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)水平不斷發(fā)展，尤其是在橋梁工程中發(fā)展最快。本文首先介紹了后張法施工工藝的特點，然后詳細介紹了后張法施工工藝，最后談?wù)労髲埛ㄊ┕ぶ谢炷翝沧r的常見質(zhì)量缺陷及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：后張法；施工工藝；混凝土工程

后張法是先制作構(gòu)件（或塊體），并在預(yù)應(yīng)力筋的位置預(yù)留出相應(yīng)的孔道，待混凝土強度達到設(shè)計規(guī)定的數(shù)值后，穿入預(yù)應(yīng)力筋并施加預(yù)應(yīng)力，最后進行孔道灌漿，張拉力由錨具傳給混凝土構(gòu)件而使之產(chǎn)生預(yù)壓力。后張法不需要臺座設(shè)備，大型構(gòu)件可分塊制作，運到現(xiàn)場拼裝，利用預(yù)應(yīng)力筋連成整體。因此，后張法靈活性大，但工序較多，錨具耗鋼量較大

一、后張法施工工藝的特點

后張法的特點是直接在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力筋，構(gòu)件在張拉預(yù)應(yīng)力筋過程中，完成混凝土的彈性壓縮。因此，混凝土的彈性壓縮，不直接影響預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力值的建立。后張法適宜于在施工現(xiàn)場制作大型構(gòu)件（如屋架等），以避免大型構(gòu)件長途運輸?shù)穆闊：髲埛ǔ鳛橐环N預(yù)加應(yīng)力的工藝方法外，還可作為一種預(yù)制構(gòu)件的拼裝手段。在后張法中，錨具是建立預(yù)應(yīng)力值和保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵，要求錨具的尺寸形狀準確，有足夠的強度和剛度，受力后變形小，錨固可靠，不致產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力筋的滑移和斷裂現(xiàn)象。此外，還應(yīng)力求取材容易，加工簡單，成本低廉，使用方便。

二、后張法施工工藝

1、孔道的留設(shè)

孔道的留設(shè)是預(yù)應(yīng)力后張法構(gòu)件制作中的關(guān)鍵工序之一。所留孔道的尺寸與位置應(yīng)正確，孔道要平順，端部的預(yù)埋鋼板應(yīng)垂直于孔道中心線。孔道的直徑一般應(yīng)比預(yù)應(yīng)力筋的外徑（包括鋼筋對焊接頭的外徑或需穿人孔道的錨具外徑）大10～15mm，以利于預(yù)應(yīng)力筋穿入。孔道的留設(shè)方法有鋼管抽芯法和預(yù)埋鐵皮管法等。

2、預(yù)應(yīng)力筋張拉

控制應(yīng)力直接影響預(yù)應(yīng)力的效果。當控制應(yīng)力越高，建立的預(yù)應(yīng)力值就越大，構(gòu)件的抗裂性也越好。但控制應(yīng)力和構(gòu)件抗裂度如過高，則預(yù)應(yīng)力筋在使用過程中經(jīng)常處于過高應(yīng)力狀態(tài)，構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的荷載與破壞荷載很接近，往往在破壞前沒有明顯的警告，這是不允許的。后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉程序可按表1進行。

表1 后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉程序

II、III、IV級鋼筋、鋼絞線

0→105%σcon（持荷2min）→σcon或→103%σcon

鋼絲束

0→105%σcon（持荷2min）→σcon或0→103%σcon

第一種張拉程序中，超張拉的目的，主要是為了減少鋼筋松弛、混凝土彈性壓縮：錨具變形和孔道摩擦等所引起的應(yīng)力損失。持荷2min的目的，主要是為了加速鋼筋松弛的早期發(fā)展。重復(fù)張拉的目的，除可減少應(yīng)力損失外，尤其是在成束張拉時還可使鋼筋的應(yīng)力隨著松弛的發(fā)展而得到調(diào)整，使每根鋼筋受力均勻。第二種張拉程序中，超張拉3%后即錨固，其目的是為了彌補設(shè)計和施工中預(yù)見不到的或考慮不夠的某些因素所造成的應(yīng)力損失。為了施工方便，一般多采用第二種張拉程序，即進行一次超張拉。

3、孔道灌漿

預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后，應(yīng)進行孔道灌漿。其作用主要是保護預(yù)應(yīng)力筋，防止其銹蝕和使預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)混凝土形成整體。因此，孔道灌漿宜在預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后盡早進行。孔道灌漿用灰漿，除應(yīng)滿足強度和粘結(jié)力要求外，應(yīng)具有較大的流動性和較小的干縮性、泌水性。因此，孔道灌漿應(yīng)采用標號不低于425號普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿。水泥漿強度應(yīng)不低于20N/mm2，水灰比宜控制在0.4～0.45之間，攪拌后3h泌水率宜控制在2%，最大不得超過3%。對于空隙較大的孔道，水泥漿中可以摻入適量的細砂。為了增加孔道灌漿的密實性，在水泥漿中可摻人為水泥用量萬分之0.5～1的鋁粉或0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣或其他減水劑，但不得摻人氯化物或其他對預(yù)應(yīng)力筋有腐蝕作用的外加劑。

灌漿前，混凝土孔道應(yīng)用壓力水沖刷干凈并潤濕孔壁。孔道灌漿可用電動灰漿泵。水泥漿倒入灰漿泵時，必須過篩，以免水泥塊或其他雜物進入泵體或孔道，影響灰漿泵正常工作或堵塞孔道。在孔道灌漿過程中，灰漿泵內(nèi)應(yīng)始終保持有一定的灰漿量，以免空氣進入孔道而形成空腔。

灌漿時，水泥漿應(yīng)緩慢均勻地泵人，不得中斷，灌滿孔道并封閉排氣孔后，宜再繼續(xù)加壓至0.5～0.6NPa，并穩(wěn)壓一定時間，以確保孔道灌漿的密實性。用壓力水沖洗孔道后，灌漿時應(yīng)待排氣孔中流出足量的濃漿后才能封閉灌漿孔。對于用不加外加劑的水泥漿灌漿，必要時，可掌握時機，進行二次灌漿，以提高孔道灌漿的密實性。灌漿順序應(yīng)先下后上，以避免上層孔道漏漿，而把下層孔道堵塞。曲線孔道灌漿，宜由最低點壓入水泥漿，至最高點排氣孔排出空氣及溢出濃漿為止。為確保曲線孔道最高處或錨具端部灌漿密實，宜在曲線孔道的最高處設(shè)立泌水豎管，使水泥漿下沉，泌水上升到泌水管內(nèi)排除，并利用壓入豎管內(nèi)水泥漿的回流，以保證曲線孔道最高處或錨固處的灌漿密實。

三、后張法施工中混凝土澆注時的常見質(zhì)量缺陷與預(yù)防措施

1、預(yù)留孔道塌陷

當預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼材穿束的孔道時，選用膠管、鋼管、金屬伸縮套管、充氣充水膠管抽芯方法預(yù)留的孔道發(fā)生局部塌陷，嚴重時與鄰孔發(fā)生串通。局部預(yù)留孔道塌陷，使預(yù)應(yīng)力鋼材不能順利穿過；張拉時孔道摩陰值過大；灌漿時，不能保證灌漿密實。

預(yù)防措施：鋼管抽芯宜在混凝土初凝后，終凝前進行，一般以用手指按壓混凝土表面不顯凹痕時為宜，膠管抽芯時間可適當推遲。澆注混凝土后，鋼管要每隔10～15min轉(zhuǎn)動一次，轉(zhuǎn)動應(yīng)始終順同一方向，轉(zhuǎn)管時應(yīng)防止管子沿端頭外滑。抽管程序宜先上后下，先曲后直，抽管速度要均勻，其方向要與孔道走向保持一致。芯管抽出后，應(yīng)及時檢查孔道成型質(zhì)量，局部塌陷處可用特制長桿及時加以疏通。夏季高溫下澆注混凝土應(yīng)考慮合理的程序，避免構(gòu)件尚未全部澆注完畢就急需抽管。否則，鄰近的振動易使孔道塌陷。

2、孔道位置不正

孔道位置不正（水平向擺動或豎向波動）。這將引起張拉時管道摩阻系數(shù)加大或構(gòu)件在預(yù)加應(yīng)力時發(fā)生側(cè)彎和開裂。具體預(yù)防措施：抽芯法預(yù)留孔道時，制孔管應(yīng)有足夠強度，管壁厚度應(yīng)均勻，安裝位置應(yīng)準確，管節(jié)連接或接頭焊接應(yīng)保持管道形狀在接頭處平順。制孔用充氣或充水膠管抽芯時，應(yīng)預(yù)先進行膠管的充氣或充水試驗。管內(nèi)壓力不低于0.5MPa，且應(yīng)保持壓力不變直至抽拔時。預(yù)埋芯管制孔時，芯管應(yīng)用鋼筋“進”字架支墊，“井”字架尺寸應(yīng)正確。“井”字架應(yīng)綁扎在鋼筋骨架上，其間距當采用鋼管時，不得大于100cm；采用膠管且為直線孔道時，不得大于50cm。澆注混凝土?xí)r，切勿用振搗棒振動芯管，以防芯管偏移。

3、孔道堵塞

孔道被混凝土灰漿堵塞，使預(yù)應(yīng)力鋼材無法穿過。預(yù)埋芯管的各種套管安裝前要進行逐根檢查，并逐根做U形滿水試驗；安裝時所有管口處用橡皮套箍嚴。入模后套管在澆混凝土前要做灌水試驗；在套管接口處加煙筒套管或套管揣袖連接管。澆混凝土過程中和澆注完都要反復(fù)拉孔。錨墊板預(yù)先用螺檢固定在整體端鋼板上，縫隙夾緊泡沫塑料片，防漏漿。穿束前要試拉、通孔或充水檢查，看管道是否有不嚴和堵塞處，在張拉錨固區(qū)內(nèi)，為加強錨墊板喇叭管與套管結(jié)合處的剛度，由錨墊板外口部插入直徑5cm鋼管約1～1.5m，可有效防止接口脫節(jié)。

參考文獻

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