昆山交通發(fā)展控股有限公司 昆山 215300

采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)可以減少構(gòu)件的截面尺寸，減少材料用量，降低結(jié)構(gòu)自重，且具有節(jié)材、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在橋梁和建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。但由于預(yù)應(yīng)力施工專業(yè)性強(qiáng)，技術(shù)要求高，施工工藝復(fù)雜，需要專門的施工機(jī)具和專業(yè)的施工隊(duì)伍，而目前預(yù)應(yīng)力施工隊(duì)伍技術(shù)水平普遍不高，加之監(jiān)理單位、總承包及業(yè)主方等對(duì)預(yù)應(yīng)力技術(shù)在工程中的重要性認(rèn)識(shí)不夠，預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程缺乏有效監(jiān)督，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量隱患較多，且質(zhì)量缺陷在施工完成后很難加以彌補(bǔ)，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性將產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，也給進(jìn)一步推廣應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)帶來(lái)了障礙[1-3]。本文以昆山市中環(huán)快速化改造工程后張預(yù)應(yīng)力施工中碰到的各種病害為例，提出了切實(shí)可行的預(yù)防和處理方法。

1 材料驗(yàn)收階段病害與防治

1）預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線表面有浮銹、銹斑、麻坑等。

產(chǎn)生原因：

（1）鋼絲或鋼絞線出廠包裝時(shí)，未采取有效的防潮、防銹措施；

（2）運(yùn)輸與存放過(guò)程中，鋼絲或鋼絞線盤卷包裝破損，遭受雨露、濕氣或腐蝕介質(zhì)的侵蝕，易發(fā)生銹蝕；

（3）預(yù)應(yīng)力筋在混凝土澆筑前穿入孔道，未采取有效防銹保護(hù)措施。

防治措施：

（1）每盤鋼絲、鋼絞線包裝時(shí)，加防潮紙、麻片等，用鋼帶捆扎結(jié)實(shí)；

（2）預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)采用篷車或油布嚴(yán)密覆蓋；

（3）預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線儲(chǔ)存時(shí)，應(yīng)架空堆放在有遮蓋的棚內(nèi)或倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，其周圍環(huán)境不得有腐蝕介質(zhì)；如儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，宜用乳化防銹油噴涂表面；

（4）宜采用后穿束方案；當(dāng)采用先穿束方案時(shí)，除對(duì)外露預(yù)應(yīng)力筋采取有效防銹措施外，還應(yīng)對(duì)預(yù)留孔道進(jìn)行封閉，防止水分和潮氣進(jìn)入孔道。

治理方法：

對(duì)于輕度銹蝕（銹斑）的預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線，應(yīng)做力學(xué)性能試驗(yàn)。試驗(yàn)合格者，應(yīng)采取除銹處理后方可使用；對(duì)不合格者，應(yīng)降級(jí)使用或不得使用；對(duì)嚴(yán)重銹蝕（麻坑）者，不得使用。

2）預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、反復(fù)彎曲次數(shù)（鋼絲）等有一項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

產(chǎn)生原因：

（1）原材料的通條性能不好，強(qiáng)度偏低；

（2）鋼絞線捻制過(guò)程中出現(xiàn)捻?yè)p，根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算捻?yè)p為鋼絞線破斷力的1.5%；

（3）生產(chǎn)過(guò)程中，中頻回火的溫度達(dá)不到工藝要求，低于380 ℃±5 ℃，有殘余應(yīng)力存在，影響其塑性、韌性性能。

防治措施：

（1）加強(qiáng)原材料和半成品鋼絲的質(zhì)量檢驗(yàn)；

（2）加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程中工藝操作管理；

（3）按規(guī)定、按批量對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)真檢查與試驗(yàn)后，方可出廠。

治理方法：預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線進(jìn)場(chǎng)后，按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定進(jìn)行抽樣，送有資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)。如有一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，則該盤鋼絲或鋼絞線為不合格品，并從同一批未經(jīng)試驗(yàn)的盤中再取雙倍的試樣進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，如仍有一個(gè)指標(biāo)不合格，則該批鋼絲或鋼絞線為不合格產(chǎn)品，或逐盤試驗(yàn)，取用合格品。

3）波紋管材質(zhì)及制作質(zhì)量較差，徑向剛度和抗?jié)B漏性能均不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，在安裝和澆筑混凝土?xí)r易變形和破損，產(chǎn)生漏漿導(dǎo)致孔道堵塞（圖1）。

圖1 波紋管變形

防治措施：嚴(yán)把波紋管的進(jìn)貨質(zhì)量關(guān)，選擇質(zhì)量信譽(yù)優(yōu)良的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，驗(yàn)收時(shí)除檢查出廠合格證和出廠檢驗(yàn)報(bào)告外，還應(yīng)對(duì)其質(zhì)量按現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，不合格產(chǎn)品不能進(jìn)場(chǎng)使用。

4）鋼絞線張拉時(shí)或錨固后，錨環(huán)或夾片出現(xiàn)裂紋或碎裂，造成預(yù)應(yīng)力效應(yīng)降低或消失，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生碎片飛出傷人事故。

防治措施：嚴(yán)格按現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)錨夾具進(jìn)行外觀檢查、硬度檢查和靜載錨固試驗(yàn)，杜絕不合格產(chǎn)品進(jìn)場(chǎng)使用。張拉過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)錨環(huán)或夾片開裂，應(yīng)停止張拉并退錨，待更換新的錨環(huán)或夾片后重新張拉。

2 安裝階段病害與防治

1）預(yù)應(yīng)力曲線孔道豎向坐標(biāo)不到位。在實(shí)際施工中，檢查孔道曲線豎向坐標(biāo)時(shí)經(jīng)常遇到跨中處坐標(biāo)偏高、支座處坐標(biāo)偏低的現(xiàn)象，這樣會(huì)減少預(yù)應(yīng)力束的力臂，降低構(gòu)件的承載力和抗裂性能。

防治措施：

（1）在設(shè)計(jì)圖會(huì)審期間，應(yīng)復(fù)核曲線預(yù)應(yīng)力筋的坐標(biāo)高度是否會(huì)引起波紋管與梁鋼筋相沖突，并繪制波紋管與梁鋼筋排列詳圖；

（2）在預(yù)應(yīng)力施工前，應(yīng)將預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)圖、支座（跨中）處鋼筋與預(yù)應(yīng)力筋孔道排列圖發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)施工人員。并加強(qiáng)施工期間的監(jiān)督檢查，嚴(yán)格按圖紙施工。

2）波紋管接頭不規(guī)范，或接頭搭接長(zhǎng)度過(guò)短，波紋管與錨墊板喇叭口接頭處，灌漿孔及排氣孔連接處密封不好，波紋管銹蝕或出現(xiàn)電火花熔洞，均會(huì)造成波紋管在混凝土澆筑時(shí)漏漿，堵塞孔道。

防治措施：認(rèn)真做好錨口處、管身連接處、灌漿口及排氣孔連接處的密封工作。在波紋管附近焊接時(shí)，必須做好對(duì)波紋管的防護(hù)措施。

3）預(yù)應(yīng)力預(yù)埋孔道軸線與錨墊板不垂直，預(yù)埋波紋管線形不平順、形成彎曲折角等現(xiàn)象。

防治措施：

（1）預(yù)埋管道和錨墊板應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的坐標(biāo)進(jìn)行定位，當(dāng)預(yù)埋管道和錨墊板與普通鋼筋相沖突時(shí)，應(yīng)調(diào)整鋼筋的位置，端部錨墊板與預(yù)埋管道接頭應(yīng)仔細(xì)對(duì)中，確保管道軸線與錨墊板相垂直；

（2）錨墊板與預(yù)埋管道定位后應(yīng)固定牢靠，確?；炷翝仓^(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)。

4）無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋護(hù)套有破損，其兩端與錨墊板連接處有裸露現(xiàn)象，張拉端沒(méi)有防護(hù)措施或防護(hù)措施達(dá)不到全密封要求，影響無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的耐久性。

防治措施：

（1）無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在裝卸和鋪設(shè)過(guò)程中如有破損，應(yīng)及時(shí)用防水膠帶修補(bǔ)；

（2）無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與端埋件組裝時(shí)，必須用塑料套管或黏膠帶嚴(yán)密包纏，防止水分進(jìn)入護(hù)套；

（3）在張拉后的錨具夾片和無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋端部，應(yīng)涂滿防腐油脂，并套上塑料帽達(dá)到全密封的要求。錨頭封閉后的凹口應(yīng)采用微膨脹細(xì)石混凝土密封。

3 張拉事故與防治

1）張拉設(shè)備未進(jìn)行定期的保養(yǎng)和檢修，張拉設(shè)備使用混亂，未經(jīng)標(biāo)定、檢驗(yàn)或超期使用，隨意配套組合使用，造成張拉力不準(zhǔn)確，影響結(jié)構(gòu)的承載力。張拉力過(guò)大，也會(huì)埋下預(yù)應(yīng)力筋在運(yùn)行中應(yīng)力過(guò)大、突然破壞的隱患。

防治措施：

（1）張拉千斤頂與壓力表要編號(hào)配套標(biāo)定，標(biāo)定期限不宜超過(guò)半年。在使用過(guò)程中，一旦某種設(shè)備發(fā)生故障，需要更換時(shí)，仍須再行配套標(biāo)定。

（2）凡經(jīng)配套標(biāo)定的張拉設(shè)備，必須配套使用。不許隨便更換、隨意搭配組合使用。

2）張拉伸長(zhǎng)值超過(guò)了允許偏差范圍。

產(chǎn)生原因：

（1）預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)值計(jì)算時(shí)，計(jì)算參數(shù)如彈性模量Ep、截面面積Ap或孔道摩阻k、μ值與實(shí)測(cè)值相差較大，導(dǎo)致理論伸長(zhǎng)值計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確；

（2）孔道成孔質(zhì)量較差，加大了孔道實(shí)際摩擦阻力，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值偏小；

（3）張拉設(shè)備與壓力表未按規(guī)定進(jìn)行配套標(biāo)定或標(biāo)定期限失效，導(dǎo)致壓力表讀數(shù)不準(zhǔn)確；

（4）實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值量測(cè)或計(jì)算有誤差。

防治措施：

（1）理論伸長(zhǎng)值計(jì)算時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋彈性模量Ep、截面面積Ap及摩阻k、μ值應(yīng)采用實(shí)測(cè)值；

（2）加強(qiáng)成孔階段和混凝土澆筑過(guò)程的質(zhì)量控制，確保預(yù)埋孔道流暢、不漏漿、不堵孔等；

（3）加強(qiáng)對(duì)張拉設(shè)備的管理，千斤頂與壓力表應(yīng)配套標(biāo)定且在有效期內(nèi)；

（4）張拉操作人員應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心，讀數(shù)應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤，對(duì)有懷疑的數(shù)據(jù)要復(fù)查糾正。

3）預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線發(fā)生斷絲和滑絲，使得構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力筋受力不均勻或使預(yù)應(yīng)力筋的有效應(yīng)力達(dá)不到設(shè)計(jì)值，影響結(jié)構(gòu)安全（圖2）。

圖2 鋼絞線發(fā)生斷絲

防治措施：

（1）在預(yù)應(yīng)力筋張拉過(guò)程中如發(fā)生異常響聲、壓力表劇烈抖動(dòng)等異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停止張拉，并緩慢回油，再進(jìn)行仔細(xì)檢查。如發(fā)現(xiàn)工具錨滑絲，應(yīng)拆換工具錨；如果系工作錨滑絲或破損，必須卸荷并將已滑絲的夾片取出；如發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋有嚴(yán)重?fù)p傷，應(yīng)更換新束。

（2）后張預(yù)應(yīng)力構(gòu)件同一截面內(nèi)，若斷絲量不超過(guò)總量的3%，可繼續(xù)緩慢張拉錨固；若超過(guò)3%，則應(yīng)換束重新張拉。

4）預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，錨固區(qū)混凝土爆裂（圖3）。

圖3 錨固區(qū)混凝土爆裂

防治措施：

（1）提高錨固區(qū)混凝土澆筑和振搗質(zhì)量，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后方可進(jìn)行張拉；

（2）嚴(yán)格按圖紙要求施工，保證錨墊板的位置和方向正確，局部承壓鋼筋數(shù)量和位置準(zhǔn)確、綁扎牢固；

（3）錨固區(qū)混凝土爆裂后，鑿除端部損壞的混凝土，放置足夠的局部承壓鋼筋，再用高強(qiáng)度等級(jí)的細(xì)石混凝土澆筑并振搗密實(shí)。

5）現(xiàn)場(chǎng)操作人員未按施工方案的張拉順序進(jìn)行張拉，使構(gòu)件或整體結(jié)構(gòu)受力不平衡，造成構(gòu)件側(cè)彎、扭轉(zhuǎn)或起拱不均等異常變形或出現(xiàn)有害裂縫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使構(gòu)件失穩(wěn)。

防治措施：

（1）根據(jù)對(duì)稱張拉、受力均勻的原則，在施工方案中明確整體結(jié)構(gòu)的張拉順序與單根構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋的張拉次序及張拉方式；

（2）張拉前應(yīng)作好施工交底，操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案要求施工；

（3）質(zhì)檢人員應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)督。

6）在預(yù)應(yīng)力筋改變方向處，會(huì)產(chǎn)生局部橫向力，使混凝土出現(xiàn)裂縫、撕裂甚至出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋崩出現(xiàn)象。

防治措施：

（1）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在預(yù)應(yīng)力筋改變方向處應(yīng)加密箍筋或增加附加鋼筋以控制裂縫；

（2）對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土曲梁，由于預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)在梁內(nèi)側(cè)產(chǎn)生徑向壓力，因此必須在梁腹內(nèi)設(shè)置防崩裂的構(gòu)造鋼筋。

7）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工階段出現(xiàn)裂縫。此類裂縫種類較多，成因不一，有未張拉拆除梁底支撐產(chǎn)生的裂縫，也有因構(gòu)造設(shè)計(jì)不當(dāng)，張拉后出現(xiàn)的裂縫等。

防治措施：

（1）對(duì)每種裂縫進(jìn)行仔細(xì)分析，找出裂縫形成的原因，然后采取對(duì)應(yīng)的措施；

（2）裂縫處理：凡裂縫寬度超過(guò)0.10 mm，都要進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)寬度小于0.15 mm的微裂縫，可采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行封閉處理；對(duì)寬度0.15～0.30 mm的裂縫，可采用開槽填補(bǔ)法，將裂縫鑿成V形口，嵌入環(huán)氧膠泥或乳膠水泥，再抹環(huán)氧砂漿找平；對(duì)寬度大于0.30 mm的裂縫，可采用環(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行壓力注漿；

（3）對(duì)結(jié)構(gòu)性裂縫寬度較大、數(shù)量較多的構(gòu)件，應(yīng)采用加固措施確保構(gòu)件的安全性。

8）無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時(shí)，承壓鋼板發(fā)生凹陷，張拉力下降，預(yù)應(yīng)力損失大甚至失效。

預(yù)防措施：

（1）預(yù)應(yīng)力筋張拉前，應(yīng)提供混凝土試件強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告，合格后方可進(jìn)行張拉；

（2）單孔承壓鋼板的尺寸不小于80 mm×80 mm，厚度不小于12 mm，多孔鋼板的厚度不宜小于14 mm；

（3）檢查內(nèi)埋式承壓鋼板的埋設(shè)情況，承壓鋼板之間不得重疊，并要有可靠固定；

（4）梁板端模要密合并釘牢；混凝土振搗要適度，以確保密實(shí)；

（5）預(yù)應(yīng)力筋張拉前，應(yīng)檢查承壓鋼板后面的混凝土質(zhì)量，如有空鼓現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

9）在張拉時(shí)或錨固過(guò)程中，鋼絞線突然從千斤頂?shù)墓ぞ咤^夾片中、張拉端錨具中或固定端夾片錨具中滑脫，造成夾片損壞，或夾片飛出，應(yīng)力消失。

防治措施：

（1）不同體系的夾片和錨具，不得混用；

（2）內(nèi)埋式固定端不得采用夾片錨具，以防止鋼絞線滑脫；

（3）安裝錨具前，應(yīng)清除鋼絞線夾持段的表面浮銹和塵砂；

（4）保持夾片和錨板的表面干凈，不得沾有砂土等雜物；對(duì)工具錨夾片，應(yīng)經(jīng)常將齒槽清洗干凈；

（5）夾片的齒型不得有任何缺陷，夾片安裝時(shí)應(yīng)采用套管打緊，縫隙均勻，并外露一致；

（6）選用合適的限位板及限位槽深；

（7）張拉錨固時(shí)，千斤頂應(yīng)緩慢卸壓，使鋼絞線帶著夾片緩慢楔緊。

4 孔道灌漿病害與防治

1）澆筑混凝土?xí)r，波紋管孔道漏漿導(dǎo)致孔道堵塞。

防治措施：

（1）對(duì)后穿筋的孔道，在混凝土澆筑過(guò)程中及混凝土凝固前，可用通孔器通孔或用水沖孔，及時(shí)將漏進(jìn)孔道的水泥漿散開或沖出；

（2）對(duì)先穿筋的孔道，應(yīng)在混凝土終凝前，用倒鏈拉動(dòng)孔道內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋，以免水泥漿堵孔；

（3）如波紋管孔道堵塞，應(yīng)查明堵塞位置，鑿開疏通。對(duì)后穿筋的孔道，可采用細(xì)鋼筋插入孔道探出堵塞位置。對(duì)先穿筋的孔道，細(xì)鋼筋不易插入，可改用千斤頂從一端試?yán)脤?shí)測(cè)伸長(zhǎng)值推算堵塞位置。試?yán)瓡r(shí)，另一端預(yù)應(yīng)力筋要用千斤頂楔緊，防止堵塞砂漿被拉裂后，張拉千斤頂飛出。

2）孔道灌漿不通暢，另一端灌漿排氣管不出漿或排氣孔不冒漿，灌漿泵壓力過(guò)大（＞1 MPa），這樣易造成灌漿槍頭堵塞。

防治措施：

（1）灌漿前檢查灌漿排氣管（孔）是否通暢，如有堵塞，設(shè)法疏通后方能灌漿；

（2）灌漿過(guò)程中如出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力孔道堵塞，應(yīng)設(shè)法更換灌漿口再灌入，但所灌的水泥漿數(shù)量應(yīng)能將第1次灌入的水泥漿和第2次灌入水泥漿之間的氣體排出；

（3）如上述治理方法實(shí)施困難，應(yīng)在孔道堵塞位置鉆孔，待孔道完全疏通后方可繼續(xù)灌漿。

3）孔道灌漿不密實(shí)，使預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間不能有效粘結(jié)，影響預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的耐久性。

防治措施：

（1）孔道灌漿是后張有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力施工的關(guān)鍵工序，不僅需要采用泌水率小、流動(dòng)性能好的灌漿材料，而且需要使用性能好的高速攪拌制漿設(shè)備和灌漿設(shè)備，另外還需經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的熟練工人按照嚴(yán)格的工藝流程進(jìn)行施工操作以及質(zhì)量監(jiān)督人員的旁站監(jiān)督，方能實(shí)現(xiàn)灌漿密實(shí)的效果；

（2）灌漿后應(yīng)從檢查孔觀察灌漿的密實(shí)情況，如孔道內(nèi)月牙形空隙較大（深度＞3 mm）或有露筋現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)用人工補(bǔ)漿。

（3）對(duì)灌漿質(zhì)量有懷疑的孔道，可用沖擊鉆打孔檢查；如孔道內(nèi)灌漿不足，可用手動(dòng)泵補(bǔ)漿。

5 結(jié)語(yǔ)

后張預(yù)應(yīng)力施工過(guò)程包括材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收、制作與安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉、孔道灌漿等幾個(gè)主要工序，質(zhì)量缺陷可能出現(xiàn)在任一工序中，且上一工序的質(zhì)量缺陷在下一工序中很難進(jìn)行彌補(bǔ)。事實(shí)證明預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量缺陷會(huì)對(duì)工程的安全造成嚴(yán)重的后果，因此應(yīng)樹立預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量全過(guò)程控制的理念，重點(diǎn)在事前預(yù)防、事中加強(qiáng)質(zhì)量檢查和控制，使每一階段的質(zhì)量缺陷消失在萌芽中，這樣才能取得事半功倍的效果，才能確保工程的安全性和耐久性[4-6]。