預應力混凝土施工質量控制

衛曉光 張 穎

（洛陽市路星公路工程監理有限責任公司 洛陽 471000）

近十年來，我國預應力混凝土技術得到了長足發展，預應力新技術層出不窮。然而，目前我國的預應力混凝土施工專業隊伍還很缺乏，有的低水平、無資質的隊伍也承擔預應力技術的施工，給工程建設項目質量帶來隱患，影響了預應力技術的健康發展。

預應力技術的發展是從預應力混凝土的發展中得到升華和完善的。最初人們把預應力原理用于混凝土結構中，形成預應力混凝土，其出發點是想通過預張拉在混凝土中產生永久的壓應力以改善混凝土的抗拉能力。后來才清楚，預張拉鋼材可充分利用高強度鋼材。隨著預應力實踐經驗的積累，人們開發出多種高強度預應力筋，配套形成一整套制作、張拉、錨固、保護與防腐蝕工藝，在此基礎上開發了有粘結后張預應力混凝土技術、無粘結后張預應力混凝土技術、緩粘結后張預應力混凝土技術、體外預應力束技術等，形成了多種預應力工法和專利技術。以下對預應力混凝土施工質量的控制進行探討。

1 材料、設備的控制要點

1.1 主要材料的質量控制

預應力鋼絞線應成批驗收。每批應由同一牌號、同一規格、同一生產工藝制度的鋼絞線組成，每批重量不大于60t。從每批鋼絞線中任意取3盤，進行表面質量、直徑偏差、捻距和力學性能試驗。屈服強度和松弛試驗每季度由生產廠家抽檢一次，每次不少于1根。

預應力錨具、連接器應有出場合格證。進場時從每批次中抽取10%但不少于10套錨具檢查其外觀和尺寸，從每批次中抽取5%但不少于5套錨具夾片做硬度試驗，如有1套表面有裂紋、超過產品規定尺寸的允許偏差或硬度指標超標，則應另取雙倍數量的錨具重新進行檢查；如仍有1套不符合要求，則不得使用或逐套檢查，合格者方可使用。經過上述2項試驗合格后，應從同批次中抽取錨具（夾具或連接器），組成3個預應力筋錨具（夾具或連接器）組裝件，進行靜載錨固性能試驗。

1.2 主要設備的進場驗收、標定

液壓千斤頂在張拉使用前進行試驗及驗收，避免在正式使用時發生故障影響工作。主要進行空載運行、滿載檢驗、千斤頂的負載效率檢驗等。進場的油泵在使用前應進行空載運行、滿載運行檢驗，防止使用中出現故障影響工程進度。

2 預應力筋及孔道布置質量的控制要點

2.1 預應力筋下料、堆放情況

（1）預應力筋下料長度通過計算確定。圖紙中標出的鋼束下料長度為鋼束徑向投影至線路中心線的平均長度，不能作為實際下料依據。

（2）下料前檢查預應力筋外觀。預應力筋表面不得有潤滑劑、油漬等降低預應力筋與混凝土粘結力的雜物，以確保應力在構件中能均勻分布。

（3）檢查預應力筋的切割質量。預應力筋切割宜采用砂輪切割機，嚴禁用電弧焊切割下料以免預應力筋因意外打火造成損傷。確保切口平整、切口不散。

（4）檢查擠壓錨固情況。當擠壓預應力筋時，應檢查擠壓套筒內有無彈簧鋼絲，油表讀數是否符合設計規定以及錨固長度是否符合設計要求；對于擠壓應力小于設計的，應編號記錄，截取試件進行試拉，滿足張拉力的1.5倍以上時，對應擠壓應力的視為安全，小于擠壓應力的報廢不用。

（5）檢查預應力筋堆放情況。如果預應力筋在室外堆放，則應架空堆放并用篷布覆蓋等有效措施，防止雨露和各種腐蝕性氣體或介質的影響，且堆放時間不宜過長，以防止預應力筋嚴重銹蝕，或出現斷絲等不良情況。

2.2 孔道坐標計算

審核施工組織設計。在審核施工單位提供的施工組織設計時，應復核波紋管坐標是否與箱梁鋼筋沖突，如果在支座和跨中處相遇時，應及時與設計代表商討，能否調整鋼筋規格或排列方式。對于其他部位，應按設計要求處理；設計無要求時，鋼筋給管道“讓位”，保證管道坐標曲線位置的正確。

2.3 定位筋布置

檢查定位筋的布置情況。曲線段和最上層波紋管處定位鋼筋要求加密，間距不宜大于0.5m，其他部位不宜大于0.8m。定位鋼筋一般可做成“井”字型。目的在于防止混凝土澆筑時波紋管上浮或左右移動。

2.4 波紋管安裝

波紋管接頭可用大一號的同型波紋管套接，接頭長度不小于20cm，接頭處波紋管沒有毛刺和卷邊，套管兩端用膠帶密封牢固，以防止澆筑混凝土時向管內部漏漿。

按照設計圖紙的縱向、橫向、平面坐標精確焊接波紋管定位鋼筋，波紋管穿入定位孔時要避免反復彎折，保證管道曲線順暢沒有死折。

2.5 預應力筋穿束

穿束前，應全面校核孔道軸線是否與錨墊板垂直，不垂直的加楔形墊板調整垂直，以確保穿束能順利進行，張拉時不至于堵管。

穿束時，可用薄塑料管或膠帶包裹預應力筋穿入端穿入管道，若預應力筋穿入端分叉嚴重，應用砂輪打磨后穿入，嚴禁用電焊操作，穿束應均勻使力；如遇阻礙不得強行使力穿入，應查明原因后方可進行，防止預應力筋分叉或刺穿管壁。

穿束結束后，連接器、張拉端應密封及管壁完整，以防止水泥漿或其他雜物漏入；檢查定位筋的牢固性，以防止因定位筋松動引起的管道變形。

3 混凝土澆筑質量的控制要點

混凝土澆筑前仍需對預應力孔道徹底檢查一遍，尤其是模板側和管道下側的隱蔽處，確認管道和鋼絞線無破損后方可進行混凝土澆筑。預應力連續箱梁混凝土澆筑順序是先澆筑地板和腹板混凝土，最后再澆筑頂板混凝土。

預應力箱梁腹板埋設并排2層或多層波紋管時，波紋管之間以及波紋管和模板之間的縫隙往往很窄，這給混凝土澆筑時施工振搗帶來一定困難。澆筑時宜采用直徑稍小的振動棒（30棒），必要時可與插釬配合振搗。

澆筑下一孔時，對施工縫新舊混凝土連接部位應鑿毛并清理干凈。當波紋管伸出第一次澆筑的混凝土面時，鑿毛應注意不損壞波紋管，混凝土澆筑后做好養護工作。

4 預應力筋張拉質量的控制要點

4.1 張拉準備

混凝土澆筑時，應盡量避免振搗棒直接接觸波紋管，以防漏漿堵孔，并要求錨墊板周圍搗固密實。當混凝土強度達到設計的90%，混凝土彈性模量達到設計的90%及澆筑養護7d等3個要求后，放可進行張拉施工。

由于施加預應力，混凝土必將產生彈性變形，同時引起軸向縮短及上、下方向的撓曲，水平方向的撓曲等，使混凝土產生預想不到的裂縫。為此，對軸向彈性收縮有約束作用的側模板、內模板要拆除；模板與支架有約束支座在順橋方向移動和旋轉部位的地方要拆除；一般情況下，施加預應力引起的梁軸向縮短量，在進行首片梁施工時應進行觀察，以便調整。

審核張拉施工組織設計及張拉計算書。計算合理的初應力σ0，一般為張拉控制應力σmin的10%～15%。

錨具在使用前應清除雜物，夾片打緊程度務求一致。如工具夾片開裂或牙面缺損較多，工具錨板出現明顯變形或工作表面損傷顯著時，均不得繼續使用。安裝夾片和千斤頂時，應將錨固夾持段及外端的浮銹和污物擦拭干凈，以免預應力筋張拉錨固時夾片齒槽堵塞而引起預應力筋滑脫。

檢查限位板凹槽深度。若深度過淺，張拉時易刮傷預應力筋，造成預應力筋直徑變小，等張拉結束錨固時，夾片不能錨固直徑變小的預應力筋，導致預應力筋回縮；若深度過深，張拉時，會引起較大的夾片回縮，造成過大的應力損失，影響張拉效果。

檢查千斤頂、油泵和油表是否與壓力試驗所用的一致，并檢查合格期限。千斤頂必須有工作平臺，千斤頂支架必須與梁端墊板接觸良好，且位置正直對稱，并使工具錨之間的各根預應力鋼材相互平行，不得扭絞錯位，以防造成預應力筋斷絲。

4.2 張拉過程控制

應及時張拉，以防因預應力筋銹蝕而產生滑絲、斷絲。張拉時按應力和延伸率雙向控制，按設計要求順序進行張拉；無設計要求時，可按構件對稱張拉，以免張拉時構件截面處于過大的偏心受力狀態。應安排專人量測千斤頂的延伸量，并將量測結果整齊、準確地記錄在案，以備堵管及編制施工資料時查閱。

4.3 張拉結果分析及處置

張拉過程中，當伸長值明顯偏小時，應立即暫停施工，等待處理。預應力筋張拉時的控制應力，應以張拉時的實際伸長值與理論伸長值進行校核。實際伸長量與理論伸長量的誤差應控制在±6%以內，否則應暫停張拉，待查明原因并采取相應措施加以調整后，方可繼續張拉。如果是漏漿堵孔，則應對預應力筋進行放張，并根據施工記錄推算孔道堵塞位置，鑿開并徹底清理堵塞物，記錄在案，以備在壓漿孔道不通暢時進行處理。如果是其他原因則應上報，并記錄在案，等待處理。當預應力筋斷絲、滑絲超過規范所控制的數目時，在滿足設計上各階段極限狀態要求的情況下，可提高其他束預應力值。

4.4 預應力筋切割

預應力筋在張拉控制應力達到穩定后方可錨固。當預應力筋錨固完畢并經檢查合格后，方可用砂輪機將張拉端多余的預應力筋切除，嚴禁用電焊切割，但必須保證錨固后的外露長度不得小于30mm，并用強度較高的水泥漿封堵。張拉結束后，應盡快壓漿。

5 孔道壓漿質量的控制要點

5.1 壓漿準備

檢查壓漿設備。壓漿前應對壓漿機進行認真檢查、標定，用壓漿機向管道內注入清水，充分沖洗、濕潤并檢查孔道是否暢通，然后用空壓機將水吹出，以確定設備能正常工作和保證灰漿具有良好的和易性、流動性。水泥的強度等級不得低于42.5，且水泥不得含有任何團塊；外加劑采用灌漿劑。

5.2 壓漿過程控制

水泥漿自拌制至壓入孔道的持續時間宜控制在30～45min之內，且應連續攪拌，對超出使用時間期限而引起流動性降低的水泥漿，不允許用加水的方法來增加流動性。

壓漿采用真空輔助壓漿工藝施工。在待壓漿的預應力管道張拉端安裝球閥，錨固端連接真空管，管道的其余部分密封，然后在壓漿端用球閥連接壓漿泵（帶壓力表），在出漿端連接真空泵等設備，拌制水泥漿。在壓漿前作泌水試驗、稠度試驗。先將壓漿端封閉，開動真空泵，對管道試抽真空，檢查及確保管道無漏氣現象后，將道內空氣抽出至一定的負壓值0.08MPa，并維持1min，若壓力值不變即可進行灌漿。開壓漿閥，開啟壓漿泵，將測試合格的漿液灌入管道內，灌漿過程中，真空泵保持連續工作。水泥漿從排漿閥順暢流出，且稠度與灌入的漿體相應時，關閉排漿閥。灌漿泵繼續工作，一直到灌漿壓力達到0.7MPa時，持壓不少于2～5min后，關閉壓漿泵及灌漿閥，完成壓漿作業。并督促施工員認真做好壓漿記錄。

6 結論

通過對首片箱梁預應力施工各項工序的質量控制，為后續施工箱梁提供了技術和經驗：

（1）改善預應力管道定位與預應力筋制作質量，尤其是保證端部錨墊板與孔道垂直對中，減小孔道摩擦損失。

（2）預應力筋的彈性模量取值，對張拉伸長值影響較大，因此預應力筋的彈性模量事先測定很重要。

（3）張拉程序、張拉順序一定要嚴格按照設計要求。

（4）施加的張拉力大小，直接影響預應力效果，所以預應力的張拉控制力應嚴格按照設計要求，并必須采用張拉力和伸長量雙控。

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