后張梁預(yù)應(yīng)力封錨施工質(zhì)量分析及建議

燕會(huì)平 （中鐵一局集團(tuán)第五工程有限公司，陜西 寶雞 721000）

1 工程概況

新建魯南高鐵QHTJ-2標(biāo)濟(jì)寧制梁場(chǎng)，梁場(chǎng)中心里程為DK312+354.900線路左側(cè)，占地11.6hm（174畝）。承擔(dān)著新建魯南高速鐵路QHTJ-2標(biāo)梁濟(jì)運(yùn)河特大橋128#墩至大里程方向菏方臺(tái)，總計(jì)526孔箱梁預(yù)制任務(wù)，其中32m箱梁497孔，28m箱梁2孔，24m箱梁27孔。在預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)制過程中，壓漿施工中采用了密封罩真空壓漿工藝，保證了壓漿的密實(shí)性、飽滿度；封錨施工中采用的封錨模板一次性灌筑封錨混凝土方式，保證了封錨混凝土的密實(shí)度及錨穴和梁端平整度，大大提高了封錨混凝土施工質(zhì)量和耐久性。

2 后張梁預(yù)應(yīng)力封錨存在問題及其危害

2.1 預(yù)應(yīng)力管道壓漿作用

避免預(yù)應(yīng)力鋼絞線在高應(yīng)力狀態(tài)下免遭銹蝕，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全。預(yù)應(yīng)力鋼絞線在高預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下銹蝕速度是普通狀態(tài)下的6倍，通過對(duì)預(yù)留管道中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線灌入具有阻銹作用的水泥漿，可以使得鋼絞線和混凝土梁體共同作用，這樣既可起到補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)又避免鋼絞線遭受銹蝕的效果。

2.2 封錨混凝土作用

封錨混凝土的作用是使錨具及預(yù)應(yīng)力筋在正常工作狀態(tài)下不易銹蝕。在壓漿之前，給錨具表面敷一層細(xì)混凝土，從而將錨具與管道的空隙封堵住，以免漏漿；封端混凝土的用途是封錨后，壓漿完成，徹底封住預(yù)留的管道口。壓漿結(jié)束后為保證梁端張拉錨具和預(yù)留鋼絞線及錨固夾片的使用壽命和避免有害物質(zhì)的腐蝕。

2.3 存在問題及其危害

當(dāng)壓漿不夠密實(shí)、高應(yīng)力狀態(tài)下鋼絞線發(fā)生銹蝕，或梁端錨具封錨混凝土新舊接縫或封錨混凝土不夠密實(shí)不能起到阻水、隔水效果時(shí)，就會(huì)引起梁體的有效預(yù)應(yīng)力值降低、預(yù)應(yīng)力損失加大，張拉端錨具及錨固夾片使用壽命降低，甚者整根鋼絞線斷裂的現(xiàn)象，直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，通常表現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力損失加大、造成了梁體混凝土表面開裂、鋼筋銹蝕等病害，這些損傷導(dǎo)致了梁體結(jié)構(gòu)整體剛度和承載力的下降，是引起橋梁病害的重要原因。

3 密封罩真空壓漿工藝

壓漿的質(zhì)量對(duì)高應(yīng)力狀態(tài)下工作的鋼絞線保護(hù)至關(guān)重要，因此施工中應(yīng)從解決壓漿密封性、保壓性等方面重點(diǎn)考慮。

3.1 施工過程及步驟

①鋼絞線外露頭切割：張拉完畢24h后復(fù)查，確認(rèn)無(wú)新的滑、斷絲時(shí)即可進(jìn)行鋼絞線的切割。割絲保留長(zhǎng)度為夾片外35～40mm，切割采用砂輪鋸切除。

②真空罩安裝：首先對(duì)已經(jīng)密封處理的鋼絞線頭安裝密封罩橡膠墊，然后進(jìn)行密封罩對(duì)位，最后用配套螺絲將密封罩進(jìn)行固定。

③壓漿施工：按照設(shè)計(jì)及技術(shù)條件要求，進(jìn)行壓漿施工。

④施工完成：壓漿完成后，拆除真空罩，用水將錨口灰漿進(jìn)行沖刷即可。

3.2 密封罩工藝（圖1）與普通工藝區(qū)別

圖1 密封罩工作狀態(tài)

3.2.1 密封效果

普通工藝采用“圓包頭”方式進(jìn)行錨頭封堵，以達(dá)到保壓、密封效果。但實(shí)際存在開裂、密封不嚴(yán)、漏氣、掉塊等現(xiàn)象，施工效果不太理想，使得管道壓漿不飽滿、梁端錨具高處出現(xiàn)漏空、月牙形不能壓實(shí)、壓滿等現(xiàn)象。

密封罩是根據(jù)錨具結(jié)合錨墊板外形尺寸使用鋼板加工配合彈性橡膠密封墊做成的可反復(fù)使用的模具，通過螺栓與錨墊板進(jìn)行連接，確保縫隙密閉，滿足了壓漿高壓狀態(tài)下“圓包頭”易于破裂的現(xiàn)象，有效地解決了規(guī)范中壓漿過程要求持壓、保壓的問題。

3.2.2 施工工效

普通工藝壓漿前、后都要做大量的準(zhǔn)備及后續(xù)處理工作，規(guī)范要求終張拉結(jié)束48h內(nèi)必須進(jìn)行壓漿作業(yè)。但實(shí)際情況是終張拉必須進(jìn)行夾片回縮量的觀測(cè)，終張拉結(jié)束完成24h后方可進(jìn)行外露鋼絞線的切割。每跨梁切割鋼絞線用時(shí)4～5h，一切完畢后方能進(jìn)行壓漿用“圓包頭”的制作。而“圓包頭”采用水泥砂漿制成，待其達(dá)到滿足壓漿規(guī)范要求強(qiáng)度尚需24h等強(qiáng)時(shí)間，因而壓漿前準(zhǔn)備工作十分倉(cāng)促。壓漿過程中“圓包頭”極易出現(xiàn)開裂、“壓爆”等現(xiàn)象。壓漿結(jié)束還需將“圓包頭”鑿除，鑿除時(shí)振動(dòng)、鑿具與夾片、錨具進(jìn)行碰撞，對(duì)鋼絞線和夾片造成擾動(dòng)，造成預(yù)應(yīng)力損失，由于“圓包頭”的灰渣極難清理干凈，所以用于進(jìn)行防護(hù)錨具的防水涂料涂刷難度加大。

密封罩工藝則完全避免了采用“圓包頭”工藝存在的質(zhì)量缺陷，只需要在密封罩和錨具墊板上填充彈性橡膠墊，并將密封罩用螺絲緊固在錨墊板預(yù)留螺栓孔眼上。鋼絞線切割完成后1h就能滿足壓漿技術(shù)條件要求狀態(tài)，縮短了工序銜接時(shí)間，工效顯著，加快了施工進(jìn)度。

3.2.3 施工效果

“圓包頭”方法嚴(yán)重地制約著生產(chǎn)進(jìn)度，不僅不能有效保證壓漿質(zhì)量而且對(duì)施工進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)整潔、施工材料、勞動(dòng)力均有較大的影響。而密封罩壓漿工藝，在壓漿結(jié)束后，只需用水將相關(guān)配件及錨頭灰漿沖洗干凈即可。

3.2.4 經(jīng)濟(jì)效益

采用密封罩工藝每跨梁可省去水泥砂漿0.1m，從而節(jié)省材料費(fèi)約40元，該工藝不需進(jìn)行“圓包頭”制作與鑿除，從而降低了施工勞動(dòng)強(qiáng)度，省去了制作、鑿除“圓包頭”需花費(fèi)的工費(fèi)150元（3個(gè)工日），每跨梁可節(jié)省成本約190元，最為關(guān)鍵的避免了鑿除“圓包頭”時(shí)對(duì)鋼絞線、夾片的擾動(dòng)，減少了預(yù)應(yīng)力損失，降低了施工成本。

4 封錨模板一次灌筑封錨混凝土方式

為防止水分及其他有害介質(zhì)侵入梁體腐蝕錨具、錨固夾片及其錨具，待孔道壓漿工作完畢并經(jīng)檢查管道漿體飽滿、密實(shí)符合規(guī)范后，立刻進(jìn)行梁端封錨。封錨混凝土采取C50干硬性補(bǔ)償收縮混凝土，封錨混凝土原材料除微膨脹劑外全部采用梁體混凝土材料，并摻入適量膨脹劑，其摻量由制梁場(chǎng)試驗(yàn)室封錨混凝土理論配合比時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)確定；試驗(yàn)及施工時(shí)減少拌合用水量，降低水膠比，使混凝土坍落度滿足設(shè)計(jì)和施工要求。

4.1 施工過程及步驟

①鑿毛：首先進(jìn)行錨穴內(nèi)鑿毛，鑿毛工作宜在梁體混凝土強(qiáng)度相對(duì)較低時(shí)進(jìn)行，要求鑿毛充分均勻，深度1～2mm，不得鑿出豎槽和橫道，不得有光滑面。對(duì)于壓漿時(shí)包裹鋼絞線的漿體，應(yīng)全部清除。鑿毛完成后清理錨穴內(nèi)的碎渣，用水沖洗干凈錨穴面內(nèi)的殘余灰渣，確保鑿毛面清潔。鑿毛、清理工作完成后，在錨具的四周、鋼絞線端部及錨墊板表面充分涂刷聚氨酯防水涂料進(jìn)行防水處理，應(yīng)確保錨具及其預(yù)應(yīng)力夾片外露面全部均勻、足量地涂刷，但嚴(yán)禁刷到錨穴和梁端混凝土上。

②封錨材料：采用強(qiáng)度等級(jí)為C50的干硬性補(bǔ)償收縮混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)與梁體相同。綁扎封錨鋼筋時(shí)先將錨墊板表面的粘漿和錨環(huán)上殘留的漿體鏟除干凈，按設(shè)計(jì)尺寸和位置綁扎封錨鋼筋，并將封錨鋼筋與錨外預(yù)留鋼絞線綁扎牢固，增加封錨鋼筋與梁體的整體性。應(yīng)采取措施確保后灌注部分混凝土內(nèi)鋼筋保護(hù)層，并應(yīng)進(jìn)行精確定位使其不得小于35mm，并且把鋼筋網(wǎng)片與錨墊板下側(cè)安裝短鋼筋綁扎牢固。

③混凝土的灌筑：封錨混凝土采用整塊模板整體灌筑，模板采用8mm厚的鋼板制作，其尺寸比錨穴外口略大，直徑為400mm；同時(shí)在模板上緣預(yù)留一灌注口，用于灌注混凝土（圖2）。模板在制作時(shí)必須保證鋼板面的平整和切割邊的整齊，不得采用氧氣焊切割，使用專用切割鋼板的工具進(jìn)行切割；并且對(duì)所形成的切割面和切割邊進(jìn)行打磨處理，確保切割邊圓滑，與梁端密貼，混凝土成型后平整，安裝時(shí)不至于刮傷。

圖2 封錨模板

首先對(duì)錨穴面浸水濕潤(rùn)，確保后灌混凝土與梁體有效的粘結(jié)。封錨混凝土采用120型攪拌機(jī)進(jìn)行拌制，在配制混凝土拌和物時(shí)，水、水泥、摻合料、外加劑的稱量偏差±1%，粗、細(xì)骨料的稱量偏差±2%（均以質(zhì)量計(jì)）。封錨混凝土要加強(qiáng)搗固，采用手提式振搗棒進(jìn)行振搗，且混凝土振搗密實(shí)；混凝土灌筑結(jié)束后待其初凝時(shí)拆除模板，進(jìn)行錨穴面的細(xì)部修飾，使用干硬性水泥漿填塞螺栓孔和不平整面的修理，新舊混凝土表面不平整度應(yīng)達(dá)到小于2mm的要求，錨穴面應(yīng)與梁端面平整，并應(yīng)確保封錨混凝土無(wú)蜂窩麻面，封端混凝土各處與梁體混凝土無(wú)錯(cuò)臺(tái)。

④混凝土的養(yǎng)護(hù)：封錨混凝土采用C50干硬性補(bǔ)償收縮混凝土，采用自然養(yǎng)護(hù)，用塑料紙對(duì)梁端封錨處混凝土進(jìn)行遮蔽，時(shí)間不少于14天；必要時(shí)先噴涂養(yǎng)護(hù)液后再進(jìn)行表面覆蓋養(yǎng)護(hù)。

⑤涂刷防水涂料：在已經(jīng)達(dá)到規(guī)范要求的封錨口涂刷防水涂料。

4.2 該工藝與普通工藝區(qū)別

通過以上對(duì)傳統(tǒng)封錨混凝土施工工藝的改進(jìn)和革新，有效地克服了原有手工填筑工藝造成的封錨混凝土不密實(shí)、分層，錨穴上緣混凝土粘結(jié)不緊密，錨穴面不平等弊端，更有力地解決了長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)封錨混凝土無(wú)法振搗密實(shí)的難題。采用封錨模板進(jìn)行的梁體封端，其工序銜接緊湊，錨穴面及梁端平整，錨穴內(nèi)混凝土填筑及振搗密實(shí)且混凝土灌筑連續(xù)，封錨混凝土與梁體粘結(jié)緊密，無(wú)錨穴邊緣開裂等現(xiàn)象，梁端封錨質(zhì)量的得到有效的控制。

減少了手工填筑對(duì)混凝土的浪費(fèi)，節(jié)省投入成本；減少了涂刷防水涂料時(shí)對(duì)梁端的二次處理，節(jié)省了再次處理而帶來(lái)的費(fèi)用；一定程度上減少了人體對(duì)混凝土等堿性物質(zhì)的直接接觸，避免了對(duì)人體皮膚腐蝕和傷害。封錨混凝土質(zhì)量和密實(shí)度的提高，保證了梁端錨具和鋼絞線的使用壽命，也從一方面確保了整跨箱梁的使用壽命。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合魯南高鐵濟(jì)寧制梁場(chǎng)施工實(shí)例，施工中采取了密封罩壓漿工藝、封錨模板一次灌筑封錨混凝土的方式，解決了由于壓漿不密實(shí)而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)鋼絞線銹蝕，采用的封錨模板一次灌筑封錨混凝土方式有效保證梁端張拉錨具和預(yù)留鋼絞線及錨固夾片的使用壽命和避免有害物質(zhì)的腐蝕，通過預(yù)應(yīng)力封錨施工的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)控制，消除施工過程中的質(zhì)量隱患，保證橋梁施工質(zhì)量。