預應力管道灌漿不密實及其檢測方法

【摘要】本文對預應力管道灌漿不密實現象產生原因進行探討，并對灌漿不密實現象檢測方法進行詳細的敘述，希望對預應力管道灌漿不密實現象的研究提供一定參考價值。

【關鍵詞】公路橋梁；鋼鉸線；管道；不密實；檢測

公路橋梁在運行過程中，不可避免地會出現各種老化、劣化現象，在梁板預制中，預應力張拉到位，管道灌漿密實度和混凝土澆筑質量是非常重要的，否則，會加速混凝土結構的劣化，為了保證預應力施工質量，延長混凝土梁板的使用壽命，必須對預應力管道灌漿不密實原因進行深入調查和分析，并通過有效的檢測方法，對其進行預防和控制。

1、預應力管道灌漿不密實原因及危害

1.1不密實原因

導致不密實原因有很多，總的可歸納為以7個方面：（1）壓漿時漿液水膠比不可控，施工現場往往為改善流動性而肆意增加用水量，導致泌水量過大而形成空洞，（2）管道注漿不充盈，壓漿不密實，壓漿施工現場灌漿壓力施加隨意，未能在全管路開成有效壓力和保持一定時間穩壓，僅靠漿液自流不能保證密實，（3）對壓入管道漿液數量不能準確計量，（4）封錨不密實，錨頭滲水漏氣，（5）采用真空輔助壓漿，難以形成規定要求的負壓，壓漿效果難達到公路橋涵施工技術規范JTG/F50-2011要求，（6）壓漿記錄混亂、可信度低，真實的壓漿質量難以掌握，（7）人為因素不可控，施工過程中因施工人員責任心不強或者機械故障等導致漿孔冒出濃漿即停止壓漿。

1.2不密實的危害

壓漿不密實將加速鋼絞線銹蝕影響結構的耐久性，使得橋梁結構可能在毫無征兆的情況下突然坍塌，根據不密實對鋼絞線的危害程度，可將灌漿密實度分為如下4級。A級：注漿飽滿或波紋管上部有小蜂窩狀氣泡、漿體收縮等，與鋼絞線不接觸；B級：波紋管上部有空隙，與鋼絞線不接觸；C級：波紋管上部有空隙，與鋼絞線相接觸；D級：波紋管上部無砂漿，與鋼絞線相接觸并嚴重缺少砂漿。D級又可細分為D1、D2和D3級，分別對應于大半空、接近全空和全空；其中，C級和D級對鋼絞線的危害很大。而A、B級盡管對鋼絞線的銹蝕影響較小，但會對應力傳遞和分布產生不利影響。

因預應力施工質量導致橋梁結構性病害、縮短其使用壽命的案例并不鮮見，如：早期建于1953年的英國Ynys-Gwas橋梁，于1985年突然倒塌，經過英國的運輸與道路研究實驗室（TRRL）研究發現該橋梁倒塌是由于預應力鋼筋銹蝕所致。此外，建于1957年的美國康涅狄格州的BisseII大橋，因為預應力筋銹蝕導致橋的安全度下降，在使用了35年后也不得不于1992年炸毀重建。 近年來公路橋梁倒塌事故也較頻繁，2012年6月18日即將通車的遼寧撫順月牙島大橋坍塌； 2012年7月2日，杭州幸福南路和德勝東路施工高架橋坍塌。又如對長沙環線月亮島大橋（主跨7 ×96.0m預應力混凝土箱梁）進行檢測：每跨箱梁內腹板存在裂縫，共發現裂縫194條，裂縫寬度大部分在0.1mm～0.5mm，裂縫長度在0.3m～3.0m 。與橋梁行車方向夾角為30°～60°。這些坍塌橋梁和檢測出的危橋引起了全社會對橋梁的極大關注。

2、預應力管道灌漿不密實的檢測方法

橋梁施工過程中由于出漿孔的位置、管和管道之間的接縫沒處理好極易導致灌漿不密實和堵塞，加上梁體管道位置鋼筋較密集，傳統的地質雷達及超聲波等方法檢測效果很不理想。最終判斷只能結合現場情況進行刨驗驗證檢測灌漿的密實性。沖擊彈性波檢測法的出現解決了該項檢測難題。

2.1預應力管道灌漿不密實檢測法----沖擊彈性波法

沖擊彈性波則是用錘或其他激振裝置與測試對象沖擊產生，是彈性波的一種，由于彈性波是一種機械波，能夠直接反映材料/結構的力學特性，因此在無損檢測中得到了廣泛的應用。

目前研究表明沖擊彈性波法是最有能力評估孔道內壓漿情況的方法，他是在不破壞預應力管道原有狀態前提下，利用管道灌漿中因有缺陷或組織結構上差異存在的變化現象，運用沖擊回波譜圖顯示，從而評估預應力管道灌漿密實情況。

2.2 定性、定位檢測法

定性檢測法，即使用小錘敲擊預應力鋼束一端激發沖擊波，采用鋼束兩端的小波振幅、波速、振動頻率，見圖2。該法只有在梁體兩端預應力鋼束錨頭外露時才能進行定性檢測。定性檢測法的原理是根據孔道壓漿密實度與波振幅、波速、振動頻率等函數關系，計算壓漿密實度指數I。當I=1時表示孔道內壓漿密實、飽滿；當I=0時表示孔道內完全空洞、無漿。通常I≥0.95時表示壓漿質量較好，不需處理。

當壓漿密實度指數I<0.95或預應力鋼束錨頭被混凝土封閉時，應以定位檢測法進行孔道壓漿密實度檢測判斷壓漿缺陷的大小、范圍、嚴重程度。

2.3工程實例

某高速公路30mT梁采用定性、定位技術，我們對管道注漿的施工質量進行了跟蹤檢測，取得了很好的效果。

在對該項目的30mT梁檢查中發現部分梁板管道注漿質量存在明顯缺陷，比較典型的是該項目某大橋中的一片30m箱梁，通過對其左N1管道定位測試分析，該管道注漿飽滿度為37%；定位測試在對該梁板腹板標定的反射界面位于0.097ms，在左N1管道處測試，發現該管道兩端反射面在0.114-0.116ms之間，比標定時刻有明顯滯后；中間段反射界面在0.101-0.113ms之間，比標定時刻點略有滯后，說明兩端所含注漿料極少，中間所含注漿料較兩側飽滿；從宏觀上看，這是由于中間相對兩側低，所以注漿料多數匯集于此，這于實際情況相符，通過現場注水驗證，該管道注水壓達到1.6MPa時，所注水在管道中形成通路，從管道另一側噴射出來，證明了該管道注漿不密實。

結語：

由于我國正處于高速公路快速發展的階段，橋梁的施工又占了較大的比較，而預應力孔道壓漿缺陷，對橋梁結構耐久性和承載力影響較大，關系到橋梁使用壽命能否達到設計預期，傳統的壓漿施工質量與施工工藝、設備、材料、施工管理任一環節出現問題，皆會導致孔道壓漿空洞、不密實。JTG/T F50-2011橋涵施工技術規范，將壓漿質量提高到了前所未有的高度，但由于檢測手段和專業水平有限，施工單位難以對孔道壓漿結硬后的密實度進行有效的檢測、基于沖擊彈性波技術的孔道壓漿結硬后密實度檢測法，是一種先進的無損檢測手段，檢測效率快、準確度高。應積極推廣應用該技術，以抽樣檢測的方式對在建橋梁后張預應力孔道壓漿質量進行檢測，促進施工管理工作，確保工程內在的質量。

參考文獻

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