孔道压浆质量

2024-05-09

孔道压浆质量（共7篇）

孔道压浆质量篇1

在桥梁工程后张预应力砼结构中, 预应力筋在高应力下对腐蚀极为敏感, 一旦锈蚀, 后果严重。孔道中的灌浆是防止预应力腐蚀的最后一道防线, 在施工过程中, 应该积极的进行施工质量控制, 保证桥梁工程的质量。

1 工程概况

1) 工程简介。常嘉高速公路 (昆山至吴江段) A8标北起汾湖枢纽开发区高架桥南侧桥头, 向南跨越苏浙省界, 止于太浦河特大桥南侧, 路线全长2.504km。路线先后跨越临沪大道、G318国道、长湖申线航道、芦墟塘航道。本标段主要以桥梁为主, 桥梁共7座。太浦河特大桥长1215m, 主桥分北汊和南汊两部分, 均为预应力变截面连续箱梁, 北汊主桥桥跨布置为 (60+100+65) m, 南汊主桥错孔布置: (左幅:65+100+60/右幅:60+100+65) , 下部为实体墩, 群桩基础;引桥上部为装配式部分预应力连续箱梁。北汊长湖申线航道现状Ⅳ级, 规划Ⅲ级, 净空要求为70×7m, 最高通航水位为2.26m, 最低通航水位为0.35m;南汊芦墟塘航道现状Ⅴ级, 规划Ⅳ级, 净空要求为60×7m, 最高通航水位为2.11m, 最低通航水位为0.37m。

2) 工程地质。经查勘察设计报告, 便桥基础钢管桩穿过地质土层1-2层、2-2a层。地质报告如下:1-2层淤泥质粉质粘土:部分为淤泥, 灰色、灰黄色, 流塑, 局部软塑, 切面稍有光泽, 韧性及干强度中等, 部分混粉砂, 局部夹腐植物, 具高孔隙比, 高压缩性。全线均有分布, 河道、沟塘处出露, 层顶面高程-2.7~1.4m, 层底深度3.8~16.9m, 最大层底埋深20.4m, 层底高程-17.8~2.5m, 层厚一般为1.4~17.1m;[fao]=60k Pa, qik=10k Pa。2-2a层粉质粘土:灰色, 软可塑, 切面稍有光泽, 韧性及干强度中等, 局部为粉土, 局部夹腐植物, 中等~中等偏高压缩性。部分地段分布, 层顶面埋深6.4~12.7m, 层厚4.6~10.0m;[fao]=120k Pa, qik=35k Pa。

3) 后张法。当混凝土施工完成, 其强度达到规定标准后, 再开展预应力筋张拉施工。其中需要重点把握的施工环节为:第一, 构件混凝土浇筑施工前, 应该参照设计图纸来明确预应力筋的位置, 要事先留出一个孔道, 为预应力筋施工做准备;第二, 混凝土经过保养, 其强度合格后, 就要把预应力筋插到孔道中, 可以把混凝土构件当做支撑件, 在张拉作用力下达到压缩的效果;第三, 张拉力达到规定标准, 利用专门的锚具来对预应力筋和混凝土构件进行牢固链接, 确保混凝土的预应压力能够长期持续。第四, 将水泥浆液倾注到预留孔道中, 从而达到预应力筋夯实的目标, 确保其同混凝土牢固地融为一体, 自压注水泥浆施工过程中, 要确保水泥强度达到合格标准, 要在混凝土强度的80%以上, 为了减少水泥浆结硬过程中的收缩和泌水, 宜采用具有低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂, 但不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质。

2 控制措施

2.1 地基处理

由于现浇箱梁所处地理环境条件的限制, 为了保证浇筑施工质量, 应该在支架搭建时做好地基优化处理工作, 要确保施工环境的干净、整洁, 没有影响性的杂物, 采用分层的原则进行填土施工, 同时实施压实处理, 压实度要在90%, 部分地区得到平整处理, 继续进行分层填土, 再进行夯实处理, 压实度依然达到90%, 最顶层则要填好土, 土厚度一般为半米, 要分两层进行碾压。

2.2 钢绞线波纹管施工

对于预应力混凝土结构施工来说, 钢铰线的张拉施工十分重要。其中必须集中做好关键因素的检查工作, 例如:钢束孔道定位精准度、钢绞线有无缠绕等等, 在整个施工中, 必须重点加强对这些因素的核查与控制。要采用科学的钢绞线定位方法, 其中坐标法具有一定的科学性、优势性。正确创建一个坐标轴, 例如:将管道的端头定为0点, 竖向定为x轴, 顺着管道竖直方向以上定为y轴, 向左或向右则是z轴。实际定位过程中, 要重点把握好各轴的方向, 最大程度地缩小误差。被固定的管道的形状可以是圆形, 也可以是U状, 实际施工过程中必须积极控制管道上浮问题, 实际施工时可能会出现复杂的钢绞线缠绕的问题, 而且在钢绞线张拉过程中, 不同的钢绞线其受力也各不相同, 彼此间的摩擦力会增大, 对应的预应力损失问题严重, 为了有效防范这些问题, 在实际的钢绞线施工时, 不仅要在受拉区安装直线预应力钢束, 同时也要把一些预应力设置在接近支座的部位, 而且也要确保钢束井子架定位精准。

2.3 混凝土浇筑

混凝土的浇筑施工应该持续进行, 不能中断, 只有这样才能有效确保混凝土的浇筑质量, 做好振捣施工, 选择合适的振捣器, 科学的振捣时间通常为三分钟。对于一些特殊部位, 例如:箱梁的底板、腹板等, 由于其钢筋铺设相对较多, 分布也相对聚集, 此时就要选择直径较小的振捣棒, 合理地延长振捣时间。振捣施工时也要确保箱梁的施工质量, 振捣要均匀到位, 频率要一致。

混凝土的拌合应该依靠专业的搅拌站进行拌合, 而且要利用搅拌车、罐车等将混凝土运至目的地, 并依靠泵车等工具进行供给, 混凝土浇筑施工前也要加强对拌合站、泵车等的核查, 确保这些运输工具没有任何质量问题, 预防渗漏问题的出现。浇筑好的混凝土也要做好养护, 这样才能确保成功浇筑的混凝土具备一定的强度, 达到合格标准, 能够长期使用, 也能够维持混凝土结构的完整性, 只有混凝土强度达到合格标准, 才能实施拆模施工。

2.4 压浆工艺

压浆施工前必须做好孔道的清理与检查工作, 确保其处于通达、整洁的状态。为了确保预应力筋质量, 可以利用凝固的水泥浆使预应力进入混凝土内部, 张拉施工后一昼夜内进行压浆。因为工程管道铺设较远、线路较长, 应该选择真空压浆的方法来对管道实施压浆施工, 而且正式施工前必须确保管道两端被紧密封起来, 确保管道内部处于高真空状态, 压浆动作要均匀、缓速进行, 且压力要控制在0.7NPA.水泥浆内部需按照科学的比例添加减水剂, 也要掺入适量的膨胀剂以此来确保压浆觅食, 同时也要确保水泥浆的粘稠度、膨胀度等达到合格标准。

3 应用效果

传统的压浆法可能造成灌浆不密实, 使得预应力筋也可能遭受腐蚀变质。真空压浆的方法则有效克服了这些难题, 体现出安全、高效、高质量的特点, 可以有效提高灌浆质量, 确保孔道均匀灌浆。即使水泥浆干了也不会出现任何的缝隙, 同时也能使预应力筋添加一个保护层, 防止漏水。维护预应力筋的质量安全, 有效抵御腐蚀, 确保预应力筋长期使用, 收获到了良好的经济效益。对于弯型、U型、长束预应力筋、竖向预应力筋更能体现真空辅助压浆的优越性, 是一项值得推广应用的工程技术。

摘要：预应力孔道压浆是后张法预应力施工中非常关键的一步。常嘉高速公路八标标段内主要以桥梁为主, 其中绝大部分以预制箱梁为主, 控制好孔道压浆的施工质量是控制预制箱梁质量中很重要的一环。

关键词：后张法,预应力孔道压浆,施工质量控制

孔道压浆质量篇2

多年来, 我国公路建设事业迅猛发展, 在高等级公路桥梁建设中, 后张法预应力混凝土结构得到广泛应用, 技术也逐步成熟。而孔道压浆是后张预应力施工中的一个重要环节。规范规定:预应力筋张拉锚固后, 孔道应尽早压浆, 且应在48h内完成。后张预应力孔道压浆的目的主要有: (1) 保护预应力筋不致锈蚀; (2) 使预应力筋束与混凝土黏结成为整体, 从而减少预应力损失; (3) 提高结构或构件的整体抗弯刚度。对防锈蚀而言, 孔道的压浆越早越好, 且可防止预应力筋的松驰, 使构件尽早安装。

后张法预应力孔道压浆的主要目的之一是防止预应力筋的锈蚀, 这是预应力混凝土结构中非常重要的一个方面, 也是后张预应力混凝土结构体系中一道非常关键的工序, 如何保证压浆的质量, 提高结构的耐久性, 始终是桥梁工程界关注的问题。

1 压浆工艺介绍

(1) 常规的压浆工艺是通过压浆泵进行压力压浆, 压力一般控制在0.3~1.0MPa范围内, 但常规压浆工艺有一定的局限性, 主要表现为:压入孔道内的浆体中常会含有气泡, 当浆体硬化后, 气泡的积存处会变为孔隙或空洞, 成为渗透雨水的聚积地, 而这些水可能含有有害成分, 容易导致对预应力筋的应力腐蚀;水泥浆浆体容易泌水离析, 结硬后收缩, 泌水处可能会产生空洞, 导致结硬后的浆体强度不够, 与预应力筋之间的黏结不好, 为结构留下安全隐患。

(2) 真空辅助压浆作为近年来兴起的一项新技术, 经国内外一些工程的应用, 证明其效果良好, 与传统的压浆方法相比有更高的可靠性, 能在一定程度上起到保证工程质量和提高结构耐久性的作用, 因此在我国的预应力混凝土桥梁结构中得到了广泛的推广应用。

严格来说, 真空辅助压浆技术是传统压浆工艺的一种补充和改进, 真空辅助压浆工艺是采用真空泵抽吸孔道中的空气, 使孔道内达到负压0.1MPa左右的真空度, 然后在孔道的另一端以不小于0.5MPa的正压力将水泥浆压入孔道中, 以此来提高孔道压浆的密实度。

真空辅助压浆工艺与传统的常规压浆工艺相比, 其压浆过程连续迅速, 减小了曲线孔道中浆体自身引起的压力差, 特别对一些异型、曲率半径较小及较长的孔道, 压浆效果较好。

但有关试验研究表明:真空辅助压浆虽然可以提高孔道压浆的质量, 但是对于倾角处浆体的先流现象仍无法克服, 因此, 采用真空辅助压浆工艺并不能完全解决后张孔道压浆中出现的所有质量问题。

2 孔道压浆的质量现状

我国后张预应力孔道压浆确工程质量一直是一个薄弱环节, 这是因为多年来我们所沿用的传统压浆方法和工艺存在着很多不稳定因素。结构的细部设计、管道材料和成型的方式、水泥浆所用材料品质的优劣、技术与工艺的合理性、机具设备的可靠性, 以及施工中的组织与管理是否得当, 都会直接或间接地对压浆的质量产生影响, 而这些影响最终必然会在结构的耐久性方面反映出来。早期由于技术相对落后, 对孔道多采用抽拔管和白铁皮制管的方式成型, 随着技术的不断进步, 现多采用优质钢带在制管机上卷制而成的波纹金属螺旋管。虽然金属螺旋管较之抽拔管和白铁皮管有着更好的使用性能, 但长期防腐的效果依然较差, 在混凝土开裂或使用时间过长的情况下, 仍有锈蚀的可能, 往往不能对管道内的预应力筋起到良好的防护作用。因此希望有一种不会被侵蚀、能抵抗侵蚀物质侵入, 甚至在压浆被破坏后仍能防止侵蚀物质侵入的材料来制成管道, 高密度聚乙烯管和聚丙烯管等塑料管道是一种比较理想的材料, 具有不腐蚀、能有效地防止氯离子侵入、不导电、有较高的线膨胀系数和较低的弹性模量等基本性能。

成功的压浆必须建立在可靠的材料品质和性能以及先进技术和合理工艺的基础上, 传统的压浆方法经大量工程实践证明并不是十分可靠, 如果水泥浆的性能不佳、操作上稍有疏忽, 很容易在管道内产生空洞, 即使采用二次压浆的方法, 也不能完全保证管道内水泥浆的密实性。而且, 水泥浆泌水现象的存在, 会在管道内长期积水, 有可能使预应力筋和锚具产生锈蚀。

多年来, 国内一些大的预应力专业机构对于后张预应力体系中的管道材料、压浆材料和压浆工艺等进行了大量的研究改进。近年来, 塑料管道、真空辅助压浆的技术和工艺已广泛应用于工程实践中。

3 孔道压浆施工应满足的技术要求

为有效防止预应力筋的锈蚀, 首先对结构的细部设计应予以充分重视, 加强桥面防水及预应力筋锚固部位的防水处理, 以防止侵蚀介质侵入预应力筋中;其次, 压入孔道内的水泥浆在结硬后必须有可能的密实性, 且应充满整个孔道, 不应有空洞现象产生, 能起到对预应力筋有效防护的作用。

后张预应力孔道压浆的施工应满足以下要求:

(1) 及时性

由于张拉后预应力筋内的碳晶体重新分布, 晶体间的间隙加大, 水分子和不良气体极易侵入, 此时预应力筋的锈蚀速度要比未张拉时快得多 (通常在6倍左右) , 尤其是沿海地区, 因潮湿的海风中含有大量的氯离子, 使预应力筋的锈蚀会更加严重, 而预应力筋的锈蚀, 将引起预应力损失过大, 造成有效预应力的不足。因此, 在预应力筋张拉、锚固后, 孔道的压浆应尽早进行, 以保护预应力筋不致锈蚀, 但对在以往的施工中有些单位对此并不重视, 甚至在张拉完成后长达数月才对孔道进行压浆, 孔道漏压水泥浆浆液的情况亦时有发生, 这样做的后果必然会使预应力筋锈蚀速度加快, 导致对预应力筋的保护不够, 有效预应力不足。此外, 以预应力筋刚刚完成张拉锚固时, 结构或构件的抗裂性能最差, 及时压浆则可加速水泥浆浆液的凝固, 增加与混凝土之间的黏结, 提高结构或构件的抗弯刚度, 从某些环节上增强结构或构件的抵抗开裂的能力。由于孔道压浆的及时性对于预应力筋的保护极为重要, 因此在施工中应严格按规范条文的规定执行。

(2) 密实性

密实性是后张预应力孔道压浆中最关键的问题, 压浆不密实会使预应力筋产生锈蚀, 而力筋的锈蚀又进一步削弱了浆体对力筋的黏结力, 使有效预应力下降。为避免发生孔道压浆不密实、黏结力不够的情况发生, 应注意以下问题:

(1) 压浆材料:应保证压浆材料的品质和性能满足规范条文的要求。

(2) 压浆设备:使用的设备应满足拌制压浆浆液所需要的性能要求。

(3) 压浆工艺:应采用合理的压浆工艺, 且宜优先考虑采用真空辅助压浆工艺。

(4) 组织管理:应加强对压浆施工的管理, 只有精心管理、精心施工才能保证压浆的质量优良。

孔道压浆是一道非常重要的工序, 只有满足了压浆的及时性和密实性要求, 才能有效地防止预应力筋的锈蚀, 减少预应力损失, 保证后张预应力混凝土结构在使用过程中的安全性和耐久性。对此, 应引起每一位工程管理者和施工技术人员的充分重视。

4 孔道压浆过程的质量控制

4.1 准备工作

(1) 应在工地试验室对压浆材料加水进行试配, 各种材料的称量 (均以质量计) 应精确到±1%。经试配的浆液其各项性能指标均应满足规范的要求后方可用于正式压浆。

(2) 应对孔道进行清洁处理。对抽芯成型的孔道应冲洗干净并应使孔壁完全湿润;金属和塑料管道在必要时亦应冲洗清除附着于孔道内壁的有害材料。对孔道内可能存在的油污等, 可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液, 用水稀释后进行冲洗;冲洗后, 应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。

(3) 应对压浆设备进行清洗, 清洗后的设备内不应有残渣和积水。

4.2 原材料质量

(1) 水泥应采用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥, 水泥的性能要求应符合规范规定。

(2) 外加剂应与水泥具有良好的相容性, 且不得含有氯盐、亚硝酸盐或其他对预应力筋有腐蚀作用的成分。减水剂应采用高效减水剂, 且应满足现行国家标准《混凝土外加剂》 (GB8076) 中高效减水剂一等品的要求, 其减水率应不小于20%。

(3) 矿物掺合料的品种宜为I级粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰, 并应符合规范规定。

(4) 水不应含有对预应力筋或水泥有害的成分, 每升水中不得含有350mg以上的氯化物离子或任何一种其他有机物, 宜采用符合国家卫生标准的清洁饮用水。

(5) 膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂, 不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以上的高碱膨胀剂。

(6) 压浆材料中的氯离子含量不应超过胶凝材料的0.06%, 比表面积大于350m2/kg, 三氧化硫含量不应超过6.0%。

在以往的后张预应力孔道压浆施工中, 所使用的传统压浆材料一般为纯水泥浆, 施工时, 采用水泥、水、减水剂、膨胀剂、增稠剂等进行现场配制。由于压浆材料的组成较为复杂, 现场添加的粉体组分较多, 计量准确性要求很高, 加上现场施工人员的素质参差不齐, 缺乏有效的质量管理手段, 无法保障压浆材料的性能, 通常存在各种外加剂兼容性不良, 水泥与减水剂适应性差等现象, 造成孔道压浆存在浆液质量稳定性和流动性差、泌水率大、硬化后不密实等问题, 引起个别桥梁预应力筋锈蚀严重, 工程质量问题突出。

因此, 修订过的桥涵施工规范规定, 在后张预应力孔道压浆的施工中宜采用专用压浆料或专用压浆剂 (由专业工厂制造生产) , 目的在于使用该类材料能更好地保证压浆质量、可靠性和耐久性, 以从源头上切实保障后张预应力孔道压浆的工程质量。

4.3 浆液的制备

为保证后张预应力孔道压浆的质量和耐久性, 所用水泥浆浆液的性能应具备以下特征:

(1) 较好的流动度, 具有一定的保塑性能;

(2) 低泌水率, 不离析, 无沉降;

(3) 适宜的凝结时间;

(4) 在塑性阶段具有良好的补偿收缩能力, 且硬化后产生微膨胀;

(5) 具有一定的强度。

根据桥涵施工技术规范的规定, 预应力孔道压浆浆液的性能指标应具备如下特点:

(1) 水胶比0.26~0.28, 初始流动度10~17s;

(2) 24h自由泌水率和3h钢丝内泌水率为0;

(3) 3h的膨胀率为0~2%, 24h膨胀率为0~3%。

水胶比、流动度、泌水率是后张预应力孔道压浆浆液中非常关键的三项性能指标, 要实现“低水胶比、高流动度、零泌水”的目标, 以达到全面提高后张预应力孔道压浆的质量、可靠性和耐久性, 从根本上解决孔道压浆中存在的压浆不饱满、不密实等问题, 真正延长预应力混凝土结构桥梁使用寿命的目的。

4.4 设备

(1) 搅拌机的转速应不低于1000r/min, 搅拌叶的形状应与转速想匹配, 其叶片的线速度不宜小于10m/s, 最高线速度宜限制在20m/s以内, 且应能满足在规定的时间内搅拌均匀的要求。

(2) 用于临时储存浆液的储料罐亦应具有搅拌功能, 且应设置网格尺寸不大于3mm的过滤网。

(3) 压浆机应采用活塞式可连续作业的压浆泵, 其压力表的最小分度值应不大于0.1MPa的最大量程。应使实际工作压力在其25%~75%的量程范围内。不得采用风压式压浆泵进行孔道压浆。

(4) 真空辅助压浆工艺中采用的真空泵应能达到0.10MPa的负压力。

采用性能良好的设备是保证压浆质量的重要手段和前提, 因此在实际施工时应选择满足性能要求的压浆设备。

4.5 压浆

(1) 压浆时, 对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入;对结构或构件中以上下分层设置的孔道, 应按先下层后上层的顺序进行压浆。同一管道的压浆应连续进行, 一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行, 不得中断, 并应将所有最高点的排气孔依次一一打开和关闭, 使孔道内排气通畅。

(2) 浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40min, 且在使用前和压注过程中应连续搅拌, 对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆, 不得通过额外加水增加其流动度。

(3) 对水平或曲线孔道, 压浆的压力宜为0.5~0.7MPa;对超长孔道, 最大压力不宜超过1.0MPa;对竖向孔道, 压浆的压力宾为0.3~0.4MPa。压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止, 关闭出浆口后, 宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期, 该稳压期的保持时间宜为3~5min。

(4) 采用真空辅助压浆工艺时, 在压浆前应对孔道进行抽真空, 真空度宜稳定在-0.06~0.10MPa范围内。真空度稳定后, 应立即开启孔道压浆端的阀门, 同时启动压浆泵进行连续压浆。

5 质量检验

(1) 压浆时, 每一工作班应制作留取不少于3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件, 标准养护28d, 进行抗压强度和抗折强度试验, 作为质量评定的依据。

(2) 压浆后应通过检查孔抽查压浆的密实情况, 如有不实, 应及时进行补压浆处理。

(3) 孔道压浆应填写施工记录。记录项目应包括:压浆材料、配合比、压浆日期、搅拌时间、出机初始流动度、浆液温度、环境温度、稳压压力及时间, 采用真空辅助压浆工艺时应包括真空度。

6 结束语

要真正提高后张预应力孔道压浆的质量, 需要从多方面进行综合考虑, 首先应保证压浆材料的品质和性能;其次应使用满足拌制水泥浆浆液要求的机具设备;以及应采用正确的压浆技术工艺。但不论采用何种压浆材料、机具设备和技术工艺, 都与施工的精心程度有着极大的关系, 换言之, 材料、机具设备和技术工艺仅是保证后张预应力孔道压浆质量的必要条件, 而精心管理、精心施工则是其充分条件。

摘要：本文介绍了后张法预应力混凝土结构孔道压浆的基本原理、工艺流程及质量控制要点, 并就如何加强施工过程中的质量管理进行了阐述。

关键词：后张预应力,孔道压浆,质量控制

参考文献

孔道压浆质量篇3

1 预应力管道压浆不实造成的危害和机理分析

钢筋锈蚀是混凝土结构损坏的机理之一, 而孔道压浆的根本目的是排除孔道内的水和空气, 防止预应力筋被腐蚀, 保证预应力构件的耐久性, 分析因孔道压浆不实造成预应力筋腐蚀对结构物的损害及原因。

预应力钢材的锈蚀分为一般腐蚀和应力腐蚀, 应力腐蚀是特别危险的腐蚀形式。所谓应力腐蚀是钢材处于受拉状态下, 而同时受到腐蚀时发生的腐蚀的结果, 将引起钢材急剧地脆性破坏。不存在应力时腐蚀非常轻微, 当应力超过某一临界值后金属会在腐蚀并不严重的情况下发生脆断。而且预应力筋发生的应力腐蚀不易从构件的外表察觉, 其破坏又呈高度脆性, 就使构件的破坏呈现突然性。这是由于预应力构件本身的性质及预应力筋的性质造成的。腐蚀的原因如下:

1) 钢筋锈蚀是电化学腐蚀过程, 必须有水分和氧气的参与, 而预应力管道压浆不实造成管道中存在气、水、或气水混合物, 在一定条件下就会发生预应力筋应力腐蚀。2) 孔道中的游离水在低温冻胀后, 沿预应力孔道方向出现裂缝, 这种裂缝是不可恢复的, 如果此游离水不被排除则裂缝会越来越大, 裂缝的存在增加了混凝土的渗透性, 使钢筋产生锈蚀。3) 预应力筋无水泥石包裹物, 直接与孔道中水接触, 发生电化腐蚀。4) 水泥石中的氢氧化钙与孔道中的二氧化碳和其他酸性气体发生化学反应, 钢筋表面的钝化膜逐渐被破坏, 在波纹管不密实有水分和其他有害介质侵入的情况下, 预应力筋就会发生锈蚀。

综上可以看出, 应力腐蚀产生的破坏具有突然性, 从构件外表不易察觉, 断裂速度特别快, 因此预应力筋的防腐是后张预应力混凝土的关键问题, 而预应力孔道内的压浆的质量成为防腐的重点。

2 孔道压浆不实的原因

1) 预应力孔道设计空隙狭窄, 水泥浆不易压入;设计孔道曲线长 (曲率) , 曲折点多。2) 孔道堵塞压浆困难。由于预留孔道不畅通, 有异物堵塞以及波纹管不合格 (孔道变形或有偏孔、颈缩孔现象、密封不好、环刚度不够) 、接缝不严密出现漏浆现象;3) 压浆孔、排气孔堵塞。若锚垫板与模板之间有空隙, 浇注混凝土时的水泥浆易堵塞压浆孔。另外在混凝土浇注过程中, 排气孔的管与波纹管脱离, 使排气管堵塞;4) 未设排气孔或排气孔设置的位置不理想, 造成孔道窝气。预留管道过长时排气管应设在最高点;5) 封锚不严, 不能保压持荷;6) 预应力钢筋编束、捆扎时, 绑扎丝过密、松弛, 穿束时绑扎丝在孔道不畅处受阻, 堆积挤压, 形成网状塞栓, 压浆时此处过水过气不过浆;7) 水泥浆配比不合理, 泌水率过大, 水泥浆虽然压满但严重泌水, 浆体离析, 孔道内形成游离水;8) 未待孔道另一端饱满和出浆, 排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆即停止压浆封闭排气口;或关闭出浆口后, 未保持不小于0.5MPa的稳压期, 该稳压期不宜少于2min。9) 压浆机性能不好, 致使孔道内水泥浆不能长距离远送, 也无法借助压力使水泥浆充实到孔道各处, 不易畅通到细微空间位置, 从而造成孔道压浆不饱满、不密实。10) 孔道压浆前用水进行冲洗, 残留水未吹净。

3 孔道压浆不实预防处理措施要点

由于水泥浆灌入孔道后除了凿开检验外没有其他切实可行的压浆质量检测方法, 因此施工前采取有效的保证灌浆质量的措施, 显得尤为重要。预应力管道压浆质量控制的要点为:采用合格的管道材料;合理制备水泥浆, 水泥浆要求既能保证足够的强度, 而且能够有效地控制泌水率及膨胀率;控制压浆工艺以使管道压浆饱满、密实。

真空压浆技术是近年来被越来越广泛使用的压浆技术, 它虽不能完全解决孔道压浆不实的所有问题, 但应用于大跨径桥梁预应力孔道压浆时的效果是非常明显的。真空压浆具有下列优点:

1) 采用预应力塑料波纹管作为管道材料, 塑料波纹管与传统金属波纹管相比具有良好的耐腐蚀性能、良好的物理性能, 荷载作用下不渗透、强度高、刚度大, 抗冲击性好、不怕踩压, 摩阻力小的性能;2) 采用特殊水泥浆:水灰比采用0.33~0.35, 比普通压浆的水泥浆水灰比低;3) 真空压浆工艺:在孔道的一端采用真空泵将孔道抽成真空, 使之产生-0.1MPa左右的真空度, 然后用灌浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端灌入, 直至充满整条孔道, 并加以≤0.7MPa的正压力, 以提高预应力管道灌浆的饱满度和密实度。

4 孔道压浆不实的判定 (检测) 及处理

1) 压浆初凝后, 从进浆孔或排气孔用探测棒可探测到该位置附近压浆是否饱满、有无空洞;2) 通过计算浆体压进孔道总量小于孔道总空隙量;3) 多波曲线孔道, 特别是竖向多波曲线孔道波峰顶排气孔未冒浆;4) 结构物是否发生冻胀病害, 该病害表现为:结构物顺预应力孔道方向发生纵裂, 开始发生时, 裂缝宽度较小, 往往小于0.1mm, 随着时间的推移裂缝宽度会有所扩大;在正气温环境中, 开裂的裂缝中能渗出水来, 并随着时间的延长, 出现返碱现象。

1) 检查是否漏浆, 接缝是否严密;2) 压浆孔、排气孔是否畅通;3) 压浆设备是否完好, 压浆工艺是否正确, 压浆操作是否正确, 有无误操作;4) 水泥浆配比是否合理;5) 压浆管道是否堵塞;6) 第4种情况可判定为孔道中存在的游离水低温冻胀后产生裂缝。因其产生的裂缝属于非结构裂缝, 一般不会超过0.2mm, 因此只要将孔道内的游离水排出, 构件处于干燥状态下短期内可以安全工作, 但裂缝的长期存在仍会对构件的安全带来不利影响, 故应及早在合适的时间予以处理。经过必要的裂缝检测后如裂缝宽度不超过0.2mm, 则可用如下方法处理:

在发生冻胀裂缝的最低端, 从孔道周围混凝土约最薄处 (可选择梁侧面也可选择梁底面) 将混凝土和孔道的铁皮管剔开一个小洞, 将孔道内积水排出。剔开排水洞后, 应静置一段时间, 待孔道内积水排完, 裂缝已无湿水痕迹时, 可进行裂缝处理。宽度fw<0.15mm的裂缝采用树脂封闭胶进行涂刷封闭处理;若裂缝宽度大于0.15mm, 可采用树脂灌浆方法进行灌浆封闭。剔凿部位可采用聚合物水泥砂浆进行修补。

在施工过程中通过各种判定手段及实际检测发现压浆不实, 且消除了压浆不时的原因时, 就要进行补浆。补浆的材料一般为水泥浆和化学浆, 化学浆的补浆工艺类似水泥浆压浆工艺, 但要选择树脂浆种类和技术参数 (流动性、凝固时间等) 和可靠的压浆机械和严格工艺。

5 结语

孔道压浆质量篇4

1 预应力管道压浆不实造成的危害和机理分析

钢筋锈蚀是混凝土结构损坏的机理之一, 而孔道压浆的根本目的是排除孔道内的水和空气, 防止预应力筋被腐蚀, 保证预应力构件的耐久性。下面主要分析因孔道压浆不实造成预应力筋腐蚀对结构物的损害及原因。

预应力钢材的锈蚀分为一般腐蚀和应力腐蚀, 应力腐蚀是特别危险的腐蚀形式。所谓应力腐蚀是钢材处于受拉状态下, 而同时受到腐蚀时发生的腐蚀的结果, 将引起钢材急剧地脆性破坏。应力腐蚀断裂是金属材料在应力和腐蚀介质联合作用下产生的一种特殊破坏形式。不存在应力时腐蚀非常轻微, 当应力超过某一临界值后金属会在腐蚀并不严重的情况下发生脆断。预应力筋的直径相对较小, 强度较高, 对腐蚀尤其是应力腐蚀更敏感。而且预应力筋发生的应力腐蚀不易从构件的外表察觉, 其破坏又呈高度脆性, 就使构件的破坏呈现突然性。这是由于预应力构件本身的性质及预应力筋的性质造成的。腐蚀的原因如下:

1) 钢筋锈蚀是电化学腐蚀过程, 必须有水分和氧气的参与, 而预应力管道压浆不实造成管道中存在气、水、或气水混合物, 在一定条件下就会发生预应力筋应力腐蚀。2) 孔道中的游离水在低温冻胀后, 沿预应力孔道方向出现裂缝, 这种裂缝是不可恢复的, 如果此游离水不被排除则裂缝会越来越大, 裂缝的存在增加了混凝土的渗透性, 使钢筋产生锈蚀。3) 预应力筋无水泥石包裹物, 直接与孔道中水接触, 发生电化腐蚀;4) 水泥石中的氢氧化钙与孔道中的二氧化碳和其他酸性气体发生化学反应, 混凝土碳化后混凝土的碱性降低, 钢筋表面的钝化膜逐渐被破坏, 在波纹管不密实有水分和其他有害介质侵入的情况下, 预应力筋就会发生锈蚀。

2 孔道压浆不实的原因

1) 预应力孔道设计空隙狭窄, 水泥浆不易压入;设计孔道曲线长 (曲率) , 曲折点多。2) 孔道堵塞压浆困难。由于预留孔道不畅通, 有异物堵塞以及波纹管不合格、接缝不严密出现漏浆现象;3) 压浆孔、排气孔堵塞。若锚垫板与模板之间有空隙, 浇注混凝土时的水泥浆易堵塞压浆孔。另外在混凝土浇注过程中, 排气孔的管与波纹管脱离, 使排气管堵塞;4) 未设排气孔或排气孔设置的位置不理想, 造成孔道窝气。预留管道过长时排气管应设在最高点;5) 封锚不严, 不能保压持荷;6) 预应力钢筋编束、捆扎时, 绑扎丝过密、松弛, 穿束时绑扎丝在孔道不畅处受阻, 堆积挤压, 形成网状塞栓, 压浆时此处过水过气不过浆;7) 水泥浆配比不合理, 泌水率过大, 水泥浆虽然压满但严重泌水, 浆体离析, 孔道内形成游离水;8) 未待孔道另一端饱满和出浆, 排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆即停止压浆封闭排气口;或关闭出浆口后, 未保持不小于0.5MPa的稳压期, 该稳压期不宜少于2min。9) 压浆机性能不好, 压力不够或无法保压持荷, 致使孔道内水泥浆不能长距离远送, 也无法借助压力使水泥浆充实到孔道各处, 不易畅通到细微空间位置, 从而造成孔道压浆不饱满、不密实。10) 孔道压浆前用水进行冲洗, 残留水未吹净。

3 孔道压浆不实预防处理措施要点

4 孔道压浆不实的判定 (检测) 及处理

第4种情况可判定为孔道中存在的游离水低温冻胀后产生裂缝。因其产生的裂缝属于非结构裂缝, 一般不会超过0.2mm, 因此只要将孔道内的游离水排出, 构件处于干燥状态下短期内可以安全工作, 但裂缝的长期存在仍会对构件的安全带来不利影响, 故应及早在合适的时间予以处理。经过必要的裂缝检测后如裂缝宽度不超过0.2mm, 则可用如下方法处理:在发生冻胀裂缝的最低端, 从孔道周围混凝土约最薄处将混凝土和孔道的铁皮管剔开一个小洞, 将孔道内积水排出。剔开排水洞后, 应静置一段时间, 待孔道内积水排完, 裂缝已无湿水痕迹时, 可进行裂缝处理。宽度fw<0.15mm的裂缝采用树脂封闭胶进行涂刷封闭处理;若裂缝宽度大于0.15mm, 可采用树脂灌浆方法进行灌浆封闭。剔凿部位可采用聚合物水泥砂浆进行修补。

5 结语

预应力孔道压浆工艺的试验及应用篇5

《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50—2011) 中对后张孔道压浆的原材料、配合比水胶比、设备等作了一些强制性的要求, 技术性能等有较详细的要求, 技术性能及要求见表1

《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50—2011) 中提出压浆材料宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液。

专用压浆料:是指由水泥、高效减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合料, 在施工现场按一定比例加水并搅拌均匀后, 用于填充后张预应力孔道的压浆材料。

专用压浆剂:是指由高效减水剂、膨胀剂和矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合剂, 在施工现场按一定比例与水泥、水混合并搅拌均匀后, 用于填充后张预应力孔道的压浆材料。

良好的设备是保证压浆质量的重要手段和前提, 《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50—2011) 中对压浆用的设备性能作了规定, 搅拌机的转速应不低于1000r/min, 搅拌叶的形状应与转速相匹配, 其叶片的转速不宜低于10m/s, 最高线速度宜控制在20m/s以内, 且应能满足在规定的时间内搅拌均匀的要求。

《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50—2011) 中规定每一工作班应制作留取不少于3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件, 标准养护28天, 进行抗压和抗折强度试验, 作为质量评定的依据。

2 水泥浆配合比确定及试配试验

2.1 原材料

2.1.1 水泥

水泥采用英德龙山水泥有限公司的海螺牌P.O42.5R和广州市珠江水泥有限公司的粤秀牌P.O42.5分别进行水泥浆的试拌, 检测其相容性能。水泥相关指标的检测结果合格。

2.1.2 压浆剂

压浆剂采用滕泰建材科技 (广州) 有限公司生产的预应力管道压浆剂GRK-200型, 掺量10%±2%;对压浆剂的品质和性能进行检测。压浆剂相关指标的检测结果合格, 对钢筋无腐蚀作用。

2.1.3 采用饮用自来水。

2.2 配合比的确定

根据《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50—2011) 中技术性能指标水胶比控制在0.26～0.28的要求, 确定水胶比选用0.28进行试拌, 检测其相关性能指标, 确定试验室配合比见表2水泥浆配合比表:

2.3 水泥浆配合比的试拌及性能检测

根据以上确定的配合比按规范的要求, 在工地试验室进行了试配工作。试验室采用了转速为1400r/min的小型搅拌机, 进行水泥浆的拌制。根据试验室搅拌机的搅拌能力试拌2L的水泥浆, 并进行相关性能指标的检测, 各项相关性能指标的检测结果见表3性能指标检测结果表:

综上表检测结果所示, 两种水泥与压浆剂材料经试配的浆液各项性能指标均符合《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50—2011) 中表7.9.3的规定。水泥浆浆液的性能具备了应有的特征:较好的流动度, 具有一定的保塑性能;零泌水率, 不离析, 无沉降;在塑性阶段具有良好的补偿收缩能力, 且硬化后产生微膨胀;具有一定的强度等。

3 工程的应用

3.1 机具设备

现场压浆搅拌机使用转速为1440r/min, 容量400L的搅拌机, 根据现场实际情况, 拌制量为136L/盘。水泥浆搅拌机如图1所示:

3.2 现场孔道压浆试验梁施工

现场试验梁是根据预制小箱梁的管道布置形式进行制作, 并按预制小箱梁压浆工艺进行管道压浆。现场精确的称取压浆用的原材料, 经搅拌机拌制均匀后检测其稠度为12.9s, 无泌水现象, 满足规范要求, 进行试验梁孔道的压浆并留取试样检测其28天强度。完成试验梁孔道压浆, 5天后将试验梁破坏性检测, 检测其压浆效果。结果管道浆体饱满密实, 检测其28天强度为82.6MPa, 确保了孔道压浆的质量可靠性。试验梁压浆效果如图2所示:

3.3 实体工程结构压浆施工

通过检测试验梁压浆效果可见此配合比可用于实体工程结构孔道的压浆施工, 水泥浆的拌制同试验梁方法, 进行20m预制小箱梁的孔道压浆施工, 现场拌制的水泥浆经检测流动度为12.7s, 无泌水现象, 压浆的压力为0.5MPa, 稳压时间为3min;压浆过程顺利, 浆液自拌制完成至压入孔道的完成时间为20min。

结语

据试验室的试配数据及现场水泥浆孔道压浆情况分析, 按照新材料拌制的孔道压浆用水泥浆能满足《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50—2011) 的要求, 现场压浆速度较快, 实现了“低水胶比、高流动度、零泌水”的目标, 达到了提高后张预应力孔道压浆的质量、可靠性及耐久性的目的。

摘要：介绍M50预应力孔道压浆用水泥净浆的规范要求, 适用于工程的压浆剂及制浆设备的选择及水泥净浆配合比的确定;根据《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/TF50—2011) 对后张孔道压浆规定的要求对水泥净浆配合比的试配、各项指标的试验检测结果及在实体工程中的应用效果进行了叙述, 以满足施工要求, 确保后张预应力混凝土结构在使用过程中的安全性和耐久性。

关键词：M50水泥净浆,试验检测,配合比,应用

参考文献

[1]JTG/T F50—2011, 公路桥涵施工技术规范[S].

浅谈跨海大桥预应力孔道压浆施工篇6

大连南部滨海大道东起金沙滩东侧的金银山, 向西跨越星海湾, 在高新园区填海区域登陆, 本工程东端经隧道可以连接东北路及规划中的南部快速路, 另设两个匝道桥可和滨海路互通, 西端通过高新园区的地面道路与旅顺南部及河革路连通。大连星海湾跨海大桥在桥梁的施工中, 在预应力梁的混凝土内部预埋波纹管, 波纹管中的预应力钢绞线张拉到规定的张拉力后, 需在48h内完成压浆, 否则应采取避免预应力钢筋锈蚀的措施。

2 孔道压浆性能要求

2.1 材料要求

2.1.1 水泥

采用硅酸盐水泥或普通水泥。采用矿渣水泥时, 应加强检验, 防止材性不稳定。水泥的强度等级不低于42.5。水泥不得含有任何团块。

2.1.2 水

不含有对预应力筋或水泥有害的成分, 每升水不得含350mg以上的氯化物或氯离子化合物。采用符合国家卫生标准的清洁饮用水。

2.1.3 外加剂

采用具有低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂, 它们应不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质。外加剂的掺量应通过试验确定。

2.2 压浆料要求

2.2.1 压浆料的泌水率24h自由泌水率为0, 3h钢丝间泌水率为0。泌水应在24h内重新全部被浆吸回。压浆材料中的氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%, 比表面积应大于350m2/Kg三氧化硫含量不应超过6.0%。

2.2.2 水泥浆的抗折强度3d≥5Mpa, 7d≥6Mpa, 28d≥10Mpa。抗压强度3d≥20Mpa, 7d≥40Mpa, 28d≥50Mpa。

3 水泥浆的配合比选定

大连星海湾跨海大桥的预应力孔道压浆的施工中, 由于预应力梁都在海面+10m及以上, 而栈桥则是在海面+2m, 施工地点在栈桥上, 这样压浆时就必须考虑高度差的问题, 为了施工方便水胶比采用0.28。

通过与压浆剂厂家人员共同试验确定, 初步设计压浆剂掺配比例为8%、10%、12%。其各种掺配比例配合比用量见表1。

压浆剂不同参配比例的试验结果见表2。

通过试配可见, SP-02的配比各项指标满足施工及规范要求, 其水泥浆和易性和流动性较SP-01和SP-03好, 确定压浆剂掺量为10%。预应力孔道压浆的配合比见表3。

4 孔道的施工

4.1 施工前

在施工地点水泥、水及压浆料准备齐全, 压浆机运转正常。工地试验人员对压浆材料加水进行试配, 各种材料的称量精确到±1% (均以质量计) 。水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间, 视气温情况而定, 一般在30~45min范围内, 水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆, 不得通过加水来增加其流动度。

4.2 施工中

压浆先压注下层孔道, 压浆应缓慢、均匀地进行, 不得中断, 并将所有最高点的排气孔依次一一放开和关闭, 使孔道内排气通畅。压浆的最大压力为0.5~0.7Mpa。浆应达到孔道另一端饱满和出浆, 并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆, 关闭出浆口后, 保持不小于0.5MPa的一个稳压期, 该稳压期为3~5min。压浆过程中及压浆后48h内, 结构混凝土的温度不低于5℃, 否则应采取保温措施。当气温高于35℃时, 压浆在夜间或是气温比较低的时候进行。大连星海湾跨海大桥中的预应力梁都在海面+10m及以上, 而栈桥则是在海面+2m, 施工地点在栈桥上, 这样压浆时就必须考虑高度差的问题, 压浆的最大压力为0.5~0.7Mpa, 为了满足压浆中高度差的问题, 在管道抽真空的前提下我们采取上限0.7Mpa。

压浆时, 每一工作班组应留取不少于3组的40mm×40mm×160mm长方体试件, 其中1组为同条件养护。标准养护7d和28d, 检查其抗压强度, 作为评定水泥浆质量的依据。

4.3 施工后

压降后通过检查孔抽查压浆的密实情况, 如有不实, 应及时进行补压浆处理。对压浆设备进行清洗, 清洗后的设备内不应有残渣和积水。

5 预应力孔道压浆中需注意的几个问题

水泥浆流动度控制在10~17s之间。在我们施工过程中水泥浆的流动度一般在12~16s, 这样既满足规范要求又方便施工。

由于海上的风浪比较大, 压浆机及真空泵应采取防护及固定措施, 如防震圈等。

水泥浆中掺入了适量膨胀剂, 但其自由膨胀率3h在0~2%, 自由膨胀率24h在0~3%。

6 结束语

通过对压浆后的预应力孔道的几个样点的抽查, 表明孔道内的浆体饱满密实钢绞线间充满水泥浆体, 压浆效果明显。事实证明这种技术能够保证预应力孔道压浆均匀、可提高预应力混凝土结构的安全性和耐久性, 可以在施工中推广使用。

摘要：在桥梁施工中, 预应力钢绞线张拉到规定的张拉力后, 必须及时对孔道进行压浆。对孔道压浆的主要目的是防止预应力钢筋锈蚀, 并通过凝固后的水泥浆将预应力更为均匀地传递到混凝土结构中。在大连星海湾跨海大桥施工过程中使用的方法是:在结构混凝土内部预埋波纹管, 在一定的压力下, 用压浆机将水泥浆压入预应力孔道中。文章重点阐述的是预应力孔道压浆的施工。

关键词：预应力,孔道压浆,压浆剂

参考文献

[1]中华人民共和国交通运输部.JTG/T F50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].

[2]曹妍, 王芮文.桥梁预应力孔道真空辅助压浆施工技术[J].施工技术, 2009 (6) .

梁板孔道压浆饱满度无损检测技术篇7

关键词：梁板,孔道压浆,饱满度,检测技术

0 引言

以往梁板孔道压浆是否饱满, 主要观察锚具压浆孔浆液是否饱满, 或在管道处破损检测, 认为锚具压浆孔浆液饱满就认为压浆饱满, 破顺处浆液饱满就认为管道压浆饱满, 这是不科学的, 在压浆的过程中如果中间有空气在波纹管中, 波纹管道就会在中间处形成空气夹层, 长期对钢绞线锈蚀, 对梁板的使用寿命大大降低, 严重会是梁板断裂, 造成严重后果, 现在采用SPC-MATS预应力混凝土梁多功能检测仪检测, 能科学地、真实地反应出浆液是否饱满, 对梁板使用寿命能做出科学的定论。

1 检测对象

(1) 预制预应力混凝土梁孔道压浆密实度 (饱满度及缺陷) ; (2) 现浇预应力混凝土孔道压浆 (饱满度及缺陷) ; (3) 连续刚构梁孔道压浆密实度 (饱满度及缺陷) ; (4) 其他预应力结构孔道压浆密实度 (饱满度及缺陷) 。

2 检测设备

SPC-MATS预应力混凝土梁多功能检测仪。其他能满足量值溯源要求且能有效检测孔道压浆饱满度并进行缺陷定位的设备亦可。

3 检测方法及原理

3.1 检测方法简介

预应力梁:通过弹性波的传播、反射特性, 可以对预应力梁的孔道压浆密实度进行定性检测和定位监测。见表1。

定性测试和定位测试两者各有利弊, 定性测试虽然效率高, 时间短, 但是缺陷的具体位置和类型很难得到, 而定位测试可得到具体的缺陷位置和类型, 但是存在效率低、测试时间长等不足。因此为了尽快得到精度更高的缺陷位置和类型, 将两种方法结合起来, 取长补短, 可有效平衡测试效率和测试精度。在实际的梁板检测中, 若锚头没有封闭, 可采用上述方法, 若锚头已经封闭, 可只应用冲击回波等效波速法 (IEEV法) 。

3.2 定性检测

定性检测是指利用露在两端表面的锚头 (钢绞线端头) 进行激振和拾振, 在预应力梁两端锚头漏出端上分别固定一个传感器 (S31SC) , 用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线 (锚杆) 端面中心部位, 然后用打击锤敲击激振导向器, 分别记录下预应力梁两端的测试数据, 进而对整个钢绞线的压浆饱满度加以分析。如图1。

定性测试的方法主要有以下几种:

3.2.1 全长衰减法 (FLEA)

通常能量的大小和压浆的密实度呈反比, 能量越小, 压浆的密实度越高。若孔道压浆密实度越低, 在能量传播的过程中逸散的就会越少, 那么衰减越小, 反之, 如果孔道压浆密实度越高, 那么衰减越大。

所以要想知道压浆质量, 通过测试能量的衰减是一种有效方式。

3.2.2 全长波速法 (FLPV)

全长波速法是指通过测试弹性波经过锚索的传播时间, 并结合锚索的距离计算出的弹性波经过锚索的波速。由于波速的变化和预应力管道压浆饱满度有着直接的关系, 通过观察波速的变化可以知道压浆的饱满度。通常波速和压降饱满度之间的关系是反比的关系, 随着波速的减少压降饱满度会增大。当测试的锚索的P波波速接近混凝土中的P波波速时, 说明压浆饱满度达到100%。如图2。

3.2.3 传递函数法 (PFTF)

该方法的原理是在预应力梁的一端激振, 由于一旦预应力梁存在不密实情况, 那么预应力梁就会出现高频振荡, 因此通过观察预应力梁的频率变化, 就可以知道锚头两端是否存在缺陷情况。另外, 该方法可有效弥补定位测试的弊端, 因为该方法适用于锚头附近的钢绞线区域, 而锚头附近的钢绞线区域正是定位测试很难精准测试的区域。

3.3 定位检测

结合定性测试的结果, 采用定位检测的方法可快速分析出管道压浆缺陷的位置和类型。换句话说, 找出预应力梁孔道坐标, 标出孔道位置, 沿着孔道位置依次激振测试, 根据弹性波的反射特性来判断缺陷的具体位置。

4 检测工作及要求

4.1 检测条件

检测预应力孔道压浆密实度时, 要求至少在压浆之后的第七天进行。特殊情况下, 也要求浆体强度必须达到设计强度的一半才能进行检测。

4.2 检测流程

对于预应力孔道压浆密实度的检测, IEEV局部测试是指对容易出现压浆不密实的区域进行测试, 而IEEV全长测试是指对整个波纹管全长范围进行测试。

4.3 影响因素

4.3.1 梁的长度

梁的长度对定性测试的FLEA和FLPV方法存在一定的影响。有资料显示, 若梁在30m左右, 几乎不会对测试结果产生影响, 但若梁在60-100m左右, 此时测试时最好采用ELPV方法。

4.3.2 板的厚度

对于定性测试来说, 板的厚度几乎不会对最后的结果产生影响。但对于定位测试的IEEV方法来说, 板的厚度是极大的一个影响因素, 在管径一致的情况下, 只有板的厚度越大, 该方法的精度才会越高。

4.3.3 管道的排列

对于定性测试来说, 管道的排列几乎不会对最后的结果产生影响。但对定位测试的IEEV方法来说, 管道的排列是极大的一个影响因素, 要求在有双排管道的情况下, 最好测试时从两个侧面进行。

4.3.4 钢绞线位置的偏移

虽然在实际的施工中钢绞线位置可能会出现偏移, 造成一定程度上的误差, 但是分析大量的实验数据发现, 钢绞线位置的偏移对最终的测试结果影响并不大。

4.3.5 管道的位置

无论是对于定性测试, 还是定位测试, 管道的位置都会有一定的影响, 因此在实际的测试中, 定位测试应注意对比较复杂的管道进行加密测点, 定性测试应注意最好用同位置的管理进行测试。

4.3.6 测试方向

孔道压浆不密实的重要原因之一是压浆材料泌水。此时产生的空洞主要位于管道的上方。

4.3.7 孔道的位置

孔道的位置对于IEEV检测法有着直接的影响, 这是因为IEEV检测法应用的前提是必须对孔道位置进行定位, 在这种情况下, 如果孔道位置定位不准备, 那么IEEV检测法最终的测试结果也难以科学合理。

4.3.8 管道材料的影响

不同的管道材料对测试的结果会产生不同的影响, 尤其是铁皮波纹管, 由于该管道材料的特殊性, 在测试该管道材料时应采取必要的应对措施, 比如应用时结合冲击回波等效波速法 (IEEA) 等。

4.3.9 激振锤的影响

随着激振锤的变化, 弹性波波长也会随之变化, 而弹性波波长又对检测精度有着直接的影响, 因此必须合理选择激振锤。

5 压浆质量评定

5.1 压浆质量整体评定方法

对于孔道压浆的质量评定可以利用定性综合压浆指数If。

为了使定性测试结果量化, 引入了综合压浆指数If。当压浆饱满时, If=1。而完全未注浆时, If=0。因此, 上述各种方法可得到相应的压浆指数IEV、IPV和ITF。同时, 综合压浆指数If可定义为:

如表2。

5.2 孔道压浆密实度质量判定标准

Ⅰ类孔:孔道压浆饱满, 无明显缺陷。

Ⅱ类孔:孔道压浆有轻微缺陷, 不影响梁承载能力的正常发挥, 不易造成大面积钢绞线锈蚀。

Ⅲ类孔:孔道压浆有明显缺陷, 会较大程度影响梁承载能力的正常发挥, 容易造成明显的钢绞线锈蚀。

Ⅰ、Ⅱ类孔一般无须进行处理, 能够满足使用要求。Ⅲ类孔极易造成明显的钢绞线锈蚀并影响梁承载能力的正常发挥, 应进行缺陷处理, 处理完成7天后重现检测, 合格后方可使用。预应力孔道压浆浆液饱满度检测, 如图3所示。

6 孔道压浆缺陷处理

6.1 孔道压浆缺陷分类

6.1.1 松散型:

表现为压浆料强度和刚性较低, 较为松散, 但由于这类缺陷不利影响较小, 通常不会进行处理。

6.1.2 空洞性:

有空洞, 容易侵入空气和水, 根据空洞大小又可分为小规模空洞和大规模空洞;此类型缺陷可采取钻孔二次注浆。

空洞型缺陷根据各自特性又又可分为四个级别:

A级:注浆饱满或波纹管上部有小蜂窝状气泡, 与钢绞线不接触。

B级:波纹管上部有空隙, 与钢绞线不接触。

C级:波纹管上部有空隙, 与钢绞线相接触。

D级:波纹管上部无砂浆, 与钢绞线相接触并严重缺少砂浆。D级又可细分为D1、D2和D3级, 分别对应于大半空、接近全空和全空。

A级、B级空洞对钢绞线几乎无伤害, C级、D级对钢绞线的危害很大, 应进行处理。

6.2 缺陷处理意见 (表4)

6.3 缺陷处理方法

6.3.1 原配浆料

对于较大缺陷和孔道两端压浆不足, 可用原配浆料进行钻孔注浆或补浆。

6.3.2 环氧树脂材料

环氧树脂材料具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高、附着力强等特点, 可以作为快速修补材料, 加固的压浆材料用于孔道压浆小范围缺陷处理。

6.3.3 聚氨酯材料

在工程建筑中, 聚氨酯材料可作为密封胶、粘合剂、防水堵漏剂等使用, 对于有水的孔道压浆小缺陷也可以使用该材料来修补。

6.3.4 聚合物防水砂浆

聚合物防水砂浆主要用于钻孔注浆后注浆孔的修复。

目前此项检测方法在宁夏银川至青铜峡高速公路项目上已经得到应用, 检测频率为每座桥梁梁板数量20%抽检, 检测结果Ⅰ类孔占抽检梁板数量的89.5%;Ⅱ类孔占抽检梁板数量的10.4%;Ⅲ类孔占抽检梁板数量的0.1%;并在现场部分实例开孔检测结果与无破损检测结果一致, 真实反映了梁板实体质量, Ⅲ类孔和部分实例开孔检测经过缺陷处理后检测合格, 可以进行梁板安装。

随着公路桥梁建设的发展, 预应力混凝土梁已普遍运用于桥梁建设中, 预应力钢绞线要在桥梁使用过程中确保长期发挥作用, 达到设计要求, 孔道压浆质量是重要的影响因素之一, 压浆质量的优劣直接影响到梁的承载能力和使用寿命, 因技术能力和检测手段不足, 孔道压浆饱满度及缺陷无损检测一直是试验检测领域的空白, 近年来随着科技水平的提高和技术的发展, 预应力混凝土梁孔道压浆无损检测技术组件趋于成熟, 现在通过此项无损检测技术对孔道压浆饱满度检测, 大大提高了桥梁的承载力和使用寿命, 增加了桥梁的安全性和使用年限。

参考文献

[1]JGJ/T182-2009, 锚杆锚固质量无损检测技术规程[S].

[2]DL/T5424-2009, 水利水电工程锚杆无损检测技术规范[S].

[3]混凝土结构质量缺陷及裂缝处理技术规定 (试行) [S].

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压浆质量09-22