張成平

（中鐵十一局集團(tuán)第五工程有限公司 重慶 400037）

1 引言

近年來(lái)，由于我國(guó)橋梁技術(shù)發(fā)展較快，在取得輝煌成就的同時(shí)也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。箱梁開(kāi)裂就是其中較為顯著的一個(gè)，它不僅會(huì)破壞橋的美觀，還對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全、耐久等性能有著較大的影響。因此，橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)中經(jīng)常用φ32精軋螺紋鋼筋作為豎向預(yù)應(yīng)力筋，以增強(qiáng)腹板的抗剪能力，但是由于大部分的箱梁橋豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉后壓漿不飽滿，使得梁體混凝土與豎向預(yù)應(yīng)力筋不能成為一個(gè)整體，導(dǎo)致梁體的抗剪性能無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求從而影響橋梁使用壽命。因此，如何提高豎向預(yù)應(yīng)力壓漿的飽滿度顯得至關(guān)重要［1］。

本文根據(jù)長(zhǎng)灣澧水大橋施工中豎向預(yù)應(yīng)力筋的施工方法，提出了在壓漿不通暢情況下的處理方法及提高壓漿暢通率的措施。

2 工程簡(jiǎn)介

長(zhǎng)灣澧水大橋0#梁段長(zhǎng)12 m，橋面寬12.6 m，梁底寬12 m，梁體中心線處梁高15.2 m。0#段截面中心處設(shè)置橫隔墻，橫隔墻厚度2.2 m，橫隔墻上設(shè)置寬度1.2 m、高度2 m的過(guò)人洞。0#塊采用直徑φ32 mm的精軋螺紋粗鋼筋，φ50 mm波紋管成型預(yù)埋。φ32 mm的精軋螺紋鋼標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度不小于830 MPa，彈性模量2×105MPa，單根張拉力601 kN。采用穿心千斤頂進(jìn)行張拉施工，同時(shí)為了最大限度減小豎向螺紋鋼的預(yù)應(yīng)力損失，在張拉后24 h內(nèi)進(jìn)行壓漿作業(yè)（見(jiàn)圖1～圖2）。

圖1 0#塊梁體立面示意（單位：cm）

3 孔道壓漿飽滿度檢測(cè)

在豎向預(yù)應(yīng)力筋孔道壓漿作業(yè)完成并按照設(shè)計(jì)要求達(dá)到強(qiáng)度后，立即進(jìn)行壓漿飽滿度的檢測(cè)。常規(guī)的檢測(cè)分為沖擊回波儀檢測(cè)和彈孔檢測(cè)。在本工程中采用沖擊回波儀檢測(cè)，其原理是通過(guò)小錘敲擊螺紋粗鋼筋端頭，采集沖擊回波后并形成影像，由該影像資料判斷螺紋粗鋼筋周圍水泥漿液是否飽滿［2］。

由于是利用機(jī)械方式?jīng)_擊產(chǎn)生應(yīng)力波，該應(yīng)力波會(huì)在結(jié)構(gòu)中傳播，因?yàn)椴ㄗ杩沟牟町?，?yīng)力波會(huì)被內(nèi)部缺陷和外部表面反射，來(lái)回反射的應(yīng)力波會(huì)形成一種特殊模態(tài)，在激發(fā)點(diǎn)附近由接收換能器接收回波信號(hào)并將信號(hào)通過(guò)快速傅里葉變換轉(zhuǎn)換至頻域中，通過(guò)分析主頻大小評(píng)定結(jié)構(gòu)厚度和內(nèi)部缺陷情況。與傳統(tǒng)超聲波檢測(cè)技術(shù)比較，沖擊回波檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在單面檢測(cè)、檢測(cè)厚度大、不需要耦合劑。此外，沖擊回波檢測(cè)結(jié)果受混凝土結(jié)構(gòu)材料組分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況差異的影響小。

圖2 0#塊預(yù)應(yīng)力筋布置

長(zhǎng)灣澧水大橋0#塊豎向預(yù)應(yīng)力壓漿5#孔道，經(jīng)雷達(dá)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)在距頂板5 m處有異常反應(yīng)，雷達(dá)波反射振幅較大，通過(guò)開(kāi)孔驗(yàn)證壓漿基本飽滿，但壓漿孔道內(nèi)有少量水分析出；其他部分沖擊回波強(qiáng)度變化不明顯，連續(xù)性比較好，未出現(xiàn)異常情況（見(jiàn)圖3～圖4）。

圖3 0#塊豎向預(yù)應(yīng)力筋5#孔道監(jiān)測(cè)情況

圖4 0#塊豎向預(yù)應(yīng)力筋開(kāi)孔驗(yàn)證情況

長(zhǎng)灣澧水大橋0#塊豎向預(yù)應(yīng)力壓漿15#孔道，在距離頂板10～15 cm范圍內(nèi)有異常反應(yīng)，雷達(dá)波反射振幅較大，推測(cè)位于壓漿頂部位置，存在10～15 cm長(zhǎng)的空腔；其他部位雷達(dá)反射波沒(méi)有明顯的波動(dòng)，說(shuō)明其他部位壓漿飽滿度良好（見(jiàn)圖5）。

長(zhǎng)灣澧水大橋0#塊豎向預(yù)應(yīng)力壓漿45#孔道，距頂板0～2 m范圍內(nèi)經(jīng)地質(zhì)雷達(dá)掃描后發(fā)現(xiàn)在深約0.12 m處有異常反應(yīng)，雷達(dá)波反射振幅較大，推測(cè)該范圍內(nèi)局部壓漿不飽滿；其他部位雷達(dá)反射波沒(méi)有明顯的強(qiáng)度變化，連續(xù)性良好（見(jiàn)圖6）。

圖5 0#塊豎向預(yù)應(yīng)力筋15#孔道監(jiān)測(cè)情況

長(zhǎng)灣澧水大橋0#塊豎向預(yù)應(yīng)力壓漿105#壓漿孔道（見(jiàn)圖7），距頂板0～3 m范圍內(nèi)經(jīng)地質(zhì)雷達(dá)掃描后發(fā)現(xiàn)在深約0.12 m處有異常反應(yīng)，雷達(dá)波反射振幅較大，推測(cè)該范圍內(nèi)局部壓漿不飽滿；其余部位連續(xù)性良好，飽滿度良好［3］。

圖6 0#塊豎向預(yù)應(yīng)力筋45#孔道監(jiān)測(cè)情況

4 問(wèn)題分析

該橋0#塊共布設(shè)195根豎向預(yù)應(yīng)力筋，注漿前用高壓水對(duì)管道進(jìn)行清洗，注漿采用從下往上進(jìn)行。注漿時(shí)在出氣孔冒出濃稠的漿液后，保持0.5 MPa左右的穩(wěn)壓，再進(jìn)行出氣孔的封堵。在實(shí)際注漿的過(guò)程中，有125根能完成注漿，注漿成功率為64%，此外在不能完成壓漿的70根中，有30根用高壓水沖洗時(shí)通暢而無(wú)法進(jìn)行壓漿。

通過(guò)對(duì)錨具加工、組裝以及壓漿工藝等整個(gè)施工過(guò)程的分析，認(rèn)定管道不通的原因如下：

（1）壓漿時(shí)在錨具附近預(yù)應(yīng)力筋存在漏漿［4］。

（2）在壓漿時(shí)，壓漿波紋管道清理不干凈，存在雜物。

（3）水泥漿液的主要控制指標(biāo)如稠度、膨脹率不能滿足規(guī)范要求。

（4）壓漿時(shí)注漿壓力不足。

圖7 0#塊豎向預(yù)應(yīng)力筋105#孔道監(jiān)測(cè)情況

5 壓漿施工中的處理辦法及注意事項(xiàng)

5．1 處理辦法

預(yù)應(yīng)力筋壓漿不飽滿，導(dǎo)致梁體與預(yù)應(yīng)力筋不能粘結(jié)成一個(gè)整體，影響梁體的使用壽命。因此，對(duì)于無(wú)法壓漿或者壓漿不飽滿的豎向預(yù)應(yīng)力應(yīng)采取正確合理的方式進(jìn)行處理。

首先對(duì)無(wú)法壓通漿的精軋螺紋鋼進(jìn)行應(yīng)力釋放，應(yīng)力釋放后，自下而上開(kāi)始?jí)簼{，最大控制應(yīng)力控制在0.3～0.4 MPa，并穩(wěn)壓2 min，待壓漿飽滿后對(duì)精軋螺紋鋼進(jìn)行張拉［5］。

通過(guò)采用預(yù)應(yīng)力釋放、先壓漿后張拉的方法，可以解決因?yàn)閴簼{不通暢而引起預(yù)應(yīng)力不足的問(wèn)題，使預(yù)應(yīng)力管道漿體的飽滿度達(dá)到95%以上，從而提高了預(yù)應(yīng)力筋與漿體的握裹作用。在實(shí)際豎向預(yù)應(yīng)力的施工中應(yīng)注意［6］：（1）做好錨具與預(yù)應(yīng)力筋之間的密封作用。（2）壓漿前用高壓水進(jìn)行洗管，保證管道通暢無(wú)雜質(zhì)。（3）嚴(yán)格把關(guān)水泥漿液的稠度和膨脹率指標(biāo)。（4）保證壓漿壓力，最大注漿壓力控制在0.3～0.4 MPa。同時(shí)還應(yīng)有一定的穩(wěn)壓時(shí)間。

5．2 注意事項(xiàng)

（1）優(yōu)選配合比

通過(guò)優(yōu)化組合后的水泥漿液配比是控制壓漿飽滿度的關(guān)鍵。在水泥漿液滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的要求外，還應(yīng)控制好漿液的泌水率和有效膨脹系數(shù)［7］。

（2）適量摻入膨脹劑

在水泥漿液中加入膨脹劑，目的是通過(guò)膨脹劑和水泥的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氣體使得水泥漿液發(fā)生膨脹。在豎向預(yù)應(yīng)力筋壓漿施工中經(jīng)常會(huì)采用鋁粉。

水泥漿中的膨脹劑，是在水泥漿凝固過(guò)程中膨脹和水泥發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，使水泥體積產(chǎn)生膨脹，但其自由膨脹率應(yīng)控制10%以下。一般選用發(fā)氣鋁粉作為膨脹劑，但在施工中盡量采用專用膨脹劑［8］。

（3）壓漿過(guò)程中的控制

水泥漿攪拌后應(yīng)立即壓入孔道內(nèi)，若要求一定的延續(xù)時(shí)間，應(yīng)根據(jù)氣溫、配比等情況具體確定。

（4）壓漿后的檢查處理工作

孔道壓漿等強(qiáng)度達(dá)到要求后，應(yīng)逐孔進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)，在檢測(cè)中對(duì)不密實(shí)或者強(qiáng)度不夠的應(yīng)立即進(jìn)行處理和糾正［9-10］。

6 總結(jié)

橋梁預(yù)應(yīng)力是橋梁的主要受力體系，而孔道壓漿飽滿情況更是關(guān)系梁體與預(yù)應(yīng)力粘結(jié)成整體的主要因素［11］?？椎李A(yù)應(yīng)力壓漿時(shí)應(yīng)逐個(gè)檢查，逐個(gè)分析造成壓漿不飽滿的詳細(xì)原因，及時(shí)采取措施確保壓漿質(zhì)量［12］。