提高簡(jiǎn)支箱梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度的措施研究

薛宏平（上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司， 上海 200032）

0 引 言

軌道交通高架橋廣泛采用有粘結(jié)的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，其中預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不飽滿將引起預(yù)應(yīng)力筋銹蝕、預(yù)應(yīng)力損失等不利情況。根據(jù) DGJ 08—117—2005《城市橋梁工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》6.5.1 條和 DG/TJ 08—235—2012《后張法預(yù)應(yīng)力施工規(guī)程》9.6.4 條規(guī)定：孔道內(nèi)水泥漿應(yīng)飽滿、密實(shí)。為此，本文通過分析預(yù)應(yīng)力管道壓漿效果，制定相應(yīng)措施以確?？椎缐簼{密實(shí)，進(jìn)而提高后張法預(yù)應(yīng)力混凝土的施工質(zhì)量，確保橋梁具有耐久性。

1 工程概況

上海軌道交通 5 號(hào)線南延伸工程（東川路站接軌點(diǎn)—工程終點(diǎn)）正線線路長(zhǎng)約 16.627 km，共設(shè) 9 座車站。上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“公司”）承擔(dān)其中某標(biāo)段施工的監(jiān)理工作。本標(biāo)段包含部分高架，具體范圍為南橋新城站站后橋梁起點(diǎn)至線路設(shè)計(jì)終點(diǎn)高架區(qū)間，呈南北走向，全長(zhǎng)為 1.226 km，地下基礎(chǔ)為 Ф800 mm鉆孔灌注樁，上部結(jié)構(gòu)分為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁和連續(xù)箱梁兩種類型。橋梁標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)采用 A 型預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，共 34 跨，跨徑分別為 25.000 m、27.000 m、30.000 m、27.873 m 和 35.000 m；連續(xù)箱梁 3 聯(lián)，14 號(hào)至 16 號(hào)孔跨距為 25 m＋40 m＋27 m，38 號(hào)至 40 號(hào)孔跨距為 30 m＋27 m＋23 m，41 號(hào)至 43 號(hào)孔跨距為 25 m＋30 m＋25 m。為使結(jié)構(gòu)外觀銜接整齊劃一，從橋梁結(jié)構(gòu)外形景觀考慮，梁高均采用 1.9 m。

兩種箱梁均采用預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力采用后張法。簡(jiǎn)支箱梁腹板 F1、F2、F3 和簡(jiǎn)支箱底板 B3 采用雙向張拉，簡(jiǎn)支箱底板 B1 和 B2 采用單向張拉，共計(jì) 18孔。其中，F(xiàn)1、F2、F3 各 2 孔，B1、B2、B3 各 4 孔。預(yù)應(yīng)力管道封錨混凝土強(qiáng)度等級(jí)為不低于 C50；管道壓漿選用高性能無收縮壓漿劑，采用真空輔助壓漿工藝。

2 預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)現(xiàn)狀調(diào)查

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)，水和空氣的進(jìn)入使得處于高度張拉狀態(tài)的鋼絞線材料易發(fā)生腐蝕，造成有效預(yù)應(yīng)力降低，嚴(yán)重時(shí)鋼絞線會(huì)發(fā)生斷裂，極大地影響橋梁的耐久性和安全性。我國(guó)學(xué)者在模型試驗(yàn)和數(shù)值分析的基礎(chǔ)上指出：對(duì)于全空管道，其開裂荷載較全密實(shí)孔道低10% 左右?？梢姡扇∮行У拇胧┨岣哳A(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度，對(duì)提高橋梁工程質(zhì)量至關(guān)重要。

本標(biāo)段高架區(qū)間完成部分簡(jiǎn)支箱梁預(yù)應(yīng)力張拉及孔道壓漿工作后，隨機(jī)抽取 6 跨進(jìn)行壓漿密實(shí)度檢測(cè)。底板B1、B2 和 B3 采用 X 光片法，腹板 F1、F2 和 F3 采用導(dǎo)波法。檢測(cè)完成后，根據(jù)檢測(cè)情況，緊跟鉆孔技術(shù)多斷面法對(duì)壓漿質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證。具體檢測(cè)結(jié)果，如表 1 所示。

表 1 簡(jiǎn)支箱梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)情況統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)箱梁孔道檢測(cè)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)孔道壓漿存在諸如局部壓漿不密實(shí)、孔道內(nèi)部無漿液等問題。為便于區(qū)分，本文將壓漿密實(shí)度分為以下 5 種情況。

第 1 種情況：波紋管上部無漿，與鋼絞線接觸并嚴(yán)重缺少砂漿。

第 2 種情況：波紋管上部有空隙，與鋼絞線相接觸。

第 3 種情況：波紋管上部有空隙，與鋼絞線不接觸。

第 4 種情況：波紋管上部有小蜂窩狀氣泡、漿體收縮，與鋼絞線不接觸。

第 5 種情況：壓漿料較為松散，但仍保持連續(xù)性，對(duì)鋼絞線能起到保護(hù)作用。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，預(yù)應(yīng)力管道壓漿后，出現(xiàn)第 1 種情況（嚴(yán)重缺少砂漿）的部位較多，其數(shù)量占抽檢部位總數(shù)的42.31%，與出現(xiàn)第 2 種情況（空隙與鋼絞線相接觸）的部位數(shù)量相加，累計(jì)頻率達(dá) 69.23%。

按照 DGJ 08—117—2005 和 DG/TJ 08—235—2012 的要求，預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)水泥漿應(yīng)飽滿、密實(shí)。若能減少第 1種和第 2 種情況，則對(duì)解決鋼絞線因直接暴露于空氣和水中而容易被腐蝕的問題更具有現(xiàn)實(shí)意義。

3 孔道壓漿不密實(shí)原因分析

針對(duì)孔道壓漿不密實(shí)的問題，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員廣泛收集現(xiàn)場(chǎng)施工人員及各級(jí)工程技術(shù)人員的意見，集思廣益，相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充，得出可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)的原因，并繪制成關(guān)聯(lián)圖（見圖 1）。

圖 1 導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)原因關(guān)聯(lián)圖

影響預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)的因素主要包括：漿料存放不當(dāng)，水灰比控制差，漿液攪拌不充分，壓漿設(shè)備故障，職責(zé)分工不明確，未對(duì)工人進(jìn)行技術(shù)交底，壓漿時(shí)孔道未清理干凈，漿液流速未把控好，穩(wěn)壓時(shí)間不足，管間接縫不嚴(yán)，波紋管破損，通氣孔被堵，以及注漿壓力不足。

為了便于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理控制和措施改進(jìn)，監(jiān)理部對(duì)其中的主要因素進(jìn)行了羅列（見表 2）。

表 2 影響預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)的因素及控制措施

4 提高孔道壓漿密實(shí)度的措施

4.1 漿液水灰比控制

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)漿料比重不足的問題，要求施工單位細(xì)化落實(shí)設(shè)計(jì)水灰比向拌漿工人交底，并加強(qiáng)對(duì)拌漿過程的管理，規(guī)范拌漿過程，嚴(yán)格使用稱量器具準(zhǔn)確確定漿料用量，切忌“靠肉眼、憑經(jīng)驗(yàn)”。監(jiān)理須加大巡視檢查力度，增加對(duì)漿料比重的抽測(cè)頻數(shù)，發(fā)現(xiàn)不符合要求時(shí)及時(shí)督促工人補(bǔ)料或加水。

后期抽檢施工漿液水灰比基本能控制在 0.31～0.33 之間，漿料泌水率大的問題得到明顯改善，降低了因水泥漿硬結(jié)而致孔道產(chǎn)生空腔的概率。

4.2 孔道清理控制

壓漿前孔道不及時(shí)清理，會(huì)造成與漿液無法完全接觸孔道，導(dǎo)致孔道空洞等問題。針對(duì)孔道清理，監(jiān)理組織施工單位就清理措施展開研討，提出并采取了以下措施。

（1）為保證空氣壓縮機(jī)正常使用，監(jiān)督總承包單位落實(shí)壓縮機(jī)的日常維護(hù)檢查工作，并保留相關(guān)記錄。

（2）要求總承包單位安排專人負(fù)責(zé)預(yù)應(yīng)力孔道清理工作，并將此人姓名告知監(jiān)理，以備現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理對(duì)口聯(lián)系工作。

（3）在預(yù)應(yīng)力穿束前清孔的基礎(chǔ)上，要求總承包單位在壓漿前增加“二次清孔”作業(yè)。

實(shí)行以上措施后，預(yù)應(yīng)力孔道清理工作基本受控，在一定程度上減少了因孔道內(nèi)雜物、積水而致壓漿密實(shí)度不達(dá)標(biāo)的問題，第 2 種情況缺陷（少漿且鋼絞線露于空氣）占比下降了 11.54%。每跨壓漿前監(jiān)理對(duì)孔道清理過程進(jìn)行監(jiān)督，保證了 “二次清孔”的 100% 覆蓋率，孔道未清理要因得以解決。

4.3 波紋管破損控制

對(duì)波紋管破損的過程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在以下破損概率較高的 3 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，即波紋管進(jìn)場(chǎng)后存放的過程、焊接架立筋固定波紋管的過程和橋身混凝土澆筑的過程。波紋管進(jìn)場(chǎng)后堆放較為凌亂，部分波紋管甚至直接堆放在水坑中；架立筋焊接時(shí)，由于焊接工人操作不當(dāng)，掉落的高溫焊渣極易灼傷波紋管；振搗混凝土?xí)r，振搗棒碰到波紋管也會(huì)造成波紋管損傷。為解決波紋管破損問題，要求落實(shí)以下工作。

（1）將進(jìn)場(chǎng)波紋管按類別、規(guī)格堆放在專用場(chǎng)地上。每天檢查進(jìn)場(chǎng)波紋管的存放情況，如發(fā)現(xiàn)破損，應(yīng)及時(shí)處理，嚴(yán)禁用于施工。

（2）合理安排作業(yè)面，注意各工種間的有序搭接，并組織所有班組進(jìn)行集中培訓(xùn)，以提高各工種對(duì)波紋管保護(hù)的整體意識(shí)。

（3）規(guī)范焊接工藝，保證焊接作業(yè)人員持證上崗。務(wù)必小心操作架立筋焊接過程，用防火布覆蓋焊接部位的波紋管，并設(shè)專人監(jiān)護(hù)，避免灼燒燙傷波紋管。

（4）管理人員加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)的施工管理，密切關(guān)注現(xiàn)場(chǎng)波紋管的完整狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)破損，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或者更換。

為保證以上要求能夠切實(shí)得到落實(shí)，混凝土澆筑前監(jiān)理應(yīng)對(duì)所有安裝好的波紋管進(jìn)行詳細(xì)檢查，確認(rèn)波紋管完整無破損后方可同意隱蔽驗(yàn)收。另外，還要對(duì)混凝土澆筑過程進(jìn)行旁站，如發(fā)現(xiàn)因振搗不當(dāng)而損壞波紋管的情況，應(yīng)及時(shí)指出并要求整改。

4.4 排氣孔控制

排氣孔是否暢通對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度產(chǎn)生重要影響。導(dǎo)致排氣孔失效的主要原因有：波紋管固定不牢造成排氣孔移位變形，混凝土澆筑前未臨時(shí)封閉排氣孔，澆筑時(shí)因漏漿而被堵塞。針對(duì)以上問題，可采取以下措施。

（1）要求施工方就通氣孔布置方案和安裝方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行交底，并將書面交底記錄復(fù)印件交于監(jiān)理。

（2）波紋管安裝完畢后，由總承包單位的質(zhì)量管理人員會(huì)同監(jiān)理對(duì)安裝情況進(jìn)行檢查驗(yàn)收，尤其注意通氣孔的固定情況，如發(fā)現(xiàn)不牢固、移位等問題，應(yīng)當(dāng)場(chǎng)指出并要求整改。

（3）混凝土澆筑前要求施工方對(duì)所有通氣孔進(jìn)行臨時(shí)性封堵，并通知監(jiān)理檢查。

（4）壓漿前監(jiān)理對(duì)通氣孔的有效性進(jìn)行全數(shù)檢查，如有堵塞，應(yīng)及時(shí)督促施工方疏通。

經(jīng)落實(shí)以上措施，預(yù)應(yīng)力管道通氣管堵塞問題得到了有效改善，壓漿時(shí)因通氣孔被堵而導(dǎo)致的壓漿受阻問題也有所減少，第 1 種情況缺陷（嚴(yán)重缺少砂漿）占比下降了26.93%。通氣孔被堵問題得到了解決。

5 效果檢查

現(xiàn)場(chǎng)后期采取針對(duì)性措施后，先后完成 D26 跨至 D29跨、D32 跨至 D34 跨箱梁結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿施工，壓漿密實(shí)度問題得到一定程度的解決。經(jīng)過 3 個(gè)批次多斷面鉆孔檢測(cè)法對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表 3 所示。

6 結(jié) 語

后期采取了針對(duì)性措施，使得箱梁預(yù)應(yīng)力孔道施工密實(shí)度得到一定的提高，在保證了橋梁施工質(zhì)量的同時(shí)，還獲得了一些無形效益。一方面，提高了監(jiān)理服務(wù)能力和技術(shù)管理水平；另一方面，預(yù)應(yīng)力孔道密實(shí)度的提高，意味著后期補(bǔ)漿、修補(bǔ)工作量的減少，節(jié)省了勞動(dòng)力的投入，節(jié)約了原材料的用量。