现浇后张预应力混凝土结构施工常见病害与防治措施.pdf

现浇后张预应力混凝土结构施工 常见病害与防治措施术 钱镖 昆山交通发展控股有限公司 昆山 2 1 5 3 0 0 【 摘要 】 结合昆山市中环快速化改造工程施工经验 ，总结了混凝土结构后张预应力施工在材料验收、制作与安装、预 应力张拉、孔道灌浆等各阶段中易出现的病害。并针对病害发生原因，提出相应切实可行的防治措施。可供从事预应 力施工技术人员借鉴和参考。 【 关键词 】 昆山市中环快速化改造工程 后张预应力 现浇混凝土结构 质量病害 防治措施 【 中图分类号 】 T U 9 9 7 【 文献标识码 】 B 【 D O I 】 1 0 1 4 1 4 4 c n k i j z s g 2 0 1 5 0 2 0 1 3 Co mmo n De f e c t s a n d Pr e v e n tiv e M e a s u r e s f o r Co n s t r uc tio n o f Ca s t - i n Pl a c e Po s t - Te n s i o n i n g Pr e s t r e s s e d Co nc r e t e S t r uc t u r e Qia n B i a o K u n s h a n T r a n s p o r t a t io n De v e lo p me n t H o l d i n g s L i mit e d Ku n s h a n 2 1 5 3 0 0 采用预应力技术可以减少构件的截面尺寸 ，减少材料 用量 ，降低结构 自重 ，且具有节材 、节能的优点 ，近年来 在桥梁和建筑工程中得到了广泛应用 。但 由于预应力施工 专业性强 ，技术要求高，施工工艺复杂 ，需要专门的施工 机具和专业的施工队伍 ，而 目前预应力施工 队伍技术水平 普遍不高 ，加之监理单位 、总承包及业主方等对预应力技 术在工程 中的重要性认识不够，预应力施工过程缺乏有效 监督 ，导致预应力施工质量隐患较多，且质量缺陷在施工 完成后很难加以弥补 ，对预应力混凝土结构 的安全性和耐 久性将产生严重的影响 ，也给进一步推广应用预应力技术 带来 了障碍l 1 】 。本文以昆山市 中环快速化改造工程后张预 应力施工中碰到的各种病害为例 ，提出了切实可行 的预防 和处 理方法 。 1 材料验收阶段病害与防治 1 ) 预应力钢丝、钢绞线表面有浮锈 、锈斑 、麻坑等。 产生原因： ( 1 ) 钢丝或钢绞线出厂包装时，未采取有效的防潮 、 防锈措施 ； ( 2 )运输与存放过程中 ，钢丝或钢绞线盘卷包装破 损 ，遭受雨露 、湿气或腐蚀介质的侵蚀，易发生锈蚀 ； 注：本项 目为上海建工集 团股 份有限公司重点科研项 目课题 ， 课题编号为1 2 J C S F 一 0 1 。 衄建 筑 施 工 第 3 7 卷 第 2 期 ( 3 ) 预应力筋在混凝土浇筑前穿入孔道，未采取有效 防锈保护措施 。 防治措施 ： ( 1 ) 每盘钢丝 、钢绞线包装时 ，加防潮纸 、麻片等， 用钢带捆扎结实 ； ( 2 ) 预应力钢丝、钢绞线运输时，应采用篷车或油布 严密覆盖 ； ( 3 ) 预应力钢丝、钢绞线储存时，应架空堆放在有遮 盖的棚 内或仓库内，其周 围环境不得有腐蚀介质 ；如储存 时间过长 ，宜用乳化防锈油喷涂表面 ； ( 4 ) 宜采用后穿束方案 ；当采用先穿束方案时，除对 外露预应力筋采取有效防锈措施外 ，还应对预 留孔道进行 封闭，防止水分和潮气进入孔道 。 治理方法 ： 对于轻度锈蚀 ( 锈斑 )的预应力钢丝 和钢绞线 ，应 做力学性能试验。试验合格者 ，应采取除锈处理后方可使 用 ；对 不合格 者 ，应降级使用或不得使用 ；对严 重锈蚀 ( 麻坑 ) 者 ，不得使用。 2 ) 预应力钢丝 、钢绞线的抗拉强度 、 伸长率 、反复弯 曲次数 ( 钢丝 ) 等有一项或多项指标达不到国家标准的要 求。 产生原因： (1 )原材料 的通条性能不好 ，强度偏低 ； ( 2 ) 钢绞线捻制过程中出现捻损 ，根据统计计算捻损 为钢绞线破断力的1 5 ； ( 3 ) 生产过程中，中频回火 的温度达不到工艺要求 ， 师 。 ， 竹 曩 奉 嚣 ，之 冲 _ 昆 镖 糊 钱江 加 一 介 址 期 简 地。 日 者 讯 稿 作 通 收一 堡堡! 曼 堕皇 竖圭 塑 塑三堂 宣 堕 塑堡塑 ： 低于3 8 0 5，有残余应力存在 ，影响其塑性 、韧性性 能。 防治措施 ： ( 1 )加强原材料和半成品钢丝的质量检验 ； ( 2) 加强生产过程中工艺操作管理； ( 3 )按规定 、按批量对产品进行认真检查与试验后 ， 方可出厂 。 治理方法 ：预应力钢丝 、钢绞线进场后 ，按现行规范 规定进行抽样 ，送有资质的检测机构进行试验。如有一项 试验结果不符合 国家标准的要求 ，则该 盘钢丝或钢绞线为 不合格品 ，并从 同一批未经试验 的盘中再取双倍 的试样进 行 复验 ，如仍有一个指标不合格 ，则该批钢丝或钢绞线为 不合格产品，或逐盘试验 ，取用合格品。 3 ) 波纹管材质及制作质量较差 ，径向刚度和抗渗漏性 能均不满足现行规范要求 ，在安装和浇筑混凝 土时易变形 和破损 ，产生漏浆导致孔道堵塞 ( 图1 ) 。 图1 波纹 管变形 防治措施 ：严把波纹管的进货质量关 ，选择质量信誉 优 良的生产厂家的产 品，验 收时除检查 出厂合格证 和出厂 检验报告外 ，还应对其质量按现行规范要求进行复验 ，不 合格产品不能进场使用。 4 )钢绞线张拉时或锚固后 ，锚环或夹片出现裂纹或碎 裂 ，造成 预应力效应降低或消失 ，严重的还会发生碎片飞 出伤人事故。 防治措施 ：严格按现行规范和标准要求对锚夹具进行 外观检查 、硬度检查和静载锚固试验 ，杜绝不合格产品进 场使用。张拉过程 中如发现锚环或夹片开裂 ，应停止张拉 并退锚 ，待更换新的锚环或夹片后重新张拉。 2 安装阶段病害与防治 1 )预应力 曲线孔道竖向坐标不到位 。在实际施工 中， 检查孔道 曲线竖向坐标时经常遇到跨中处坐标偏高 、支座 处坐标偏低的现象 ，这样会减少 预应力束 的力臂 ，降低构 件的承载力和抗裂性能。 防治措施 ： ( 1 ) 在设计图会审期间，应复核曲线预应力筋的坐标 高度是 否会引起波纹管与梁钢筋相冲突 ，并绘制波纹管与 梁钢筋排列详 图； ( 2 ) 在预应力施工前 ，应将预应力筋曲线坐标 图、支 座 ( 跨 中 ) 处钢筋与预应力筋孔道排列图发给现场施工人 员。并加强施工期间的监督检查，严格按图纸施工。 2) 波纹管接头不规范 ，或接头搭接长度过短 ，波纹 管与锚垫板喇叭 口接头处，灌浆孔及排气孔连接处密封不 好 ，波纹管锈蚀或出现电火花熔洞 ，均会造成波纹管在混 凝土浇筑时漏浆 ，堵塞孔道。 防治措施 ：认真做好锚 口处 、管身连接处 、灌浆 口及 排气孔连接处 的密封工作 。在波纹管附近焊接时 ，必须做 好对波纹管的防护措施 。 3 ) 预应力预埋孔道轴线与锚垫板不垂直，预埋波纹管 线形不平顺 、形成弯曲折角等现象 。 防治措施 ： ( 1 )预埋管道和锚垫板应按设计规定 的坐标进行定 位 ，当预埋管道和锚垫板与普通钢筋相冲突时 ，应调整钢 筋 的位置，端部锚垫板与预埋管道接头应仔细对 中，确保 管道轴线与锚垫板相垂直； ( 2 ) 锚垫板与预埋管道定位后应固定牢靠，确保混凝 土浇筑过程中不产生移动。 4 ) 无黏结预应力筋护套有破损 ， 其两端与锚垫板连接 处有裸露现象 ，张拉端没有 防护措施或防护措施达不到全 密封要求 ，影响无黏结预应力筋的耐久性。 防治措施 ： ( 1 ) 无黏结预应力筋在装卸和铺设过程 中如有破损 ， 应及时用防水胶带修补 ； ( 2 ) 无黏结预应力筋与端埋件组装时，必须用塑料套 管或黏胶带严密包缠 ，防止水分进入护套 ； ( 3 ) 在张拉后的锚具夹片和无黏结预应力筋端部，应 涂满 防腐油脂 ，并套上塑料帽达到全密封的要求。锚头封 闭后的凹口应采用微膨胀细石混凝土密封。 3 张拉事故与防治 1 ) 张拉设备未进行定期的保养和检修 ，张拉设备使用 混乱 ，未经标定、检验或超期使用 ，随意配套组合使用 ， 造成张拉力不准确 ，影响结构的承载力 。张拉力过大 ，也 会埋下预应力筋在运行 中应力过大、突然破坏的隐患。 防治措施 ： ( 1 ) 张拉千斤顶与压力表要编号配套标定 ，标定期限 不宜超过半年。在使用过程中，一旦某种设备发生故障 ， 需要更换时，仍须再行配套标定。 ( 2 ) 凡经配套标定的张拉设备 ，必须配套使用。不许 随便更换 、随意搭配组合使用。 2 )张拉伸长值超过了允许偏差范围。 产生原因： 2 0 1 5 2 B u i ld i n g C o n s t r u c t i 。 n 固 堡 堡 亘鲞 窒 圭 堕塑 塑三堂 室 堕 塑 堕： 告 ，合格后方可进行张拉； ( 2 ) 单孔承压钢板 的尺寸不小于8 0 m E x 8 0 m E，厚 度不小于1 2 m E，多孔钢板的厚度不宜小于1 4 m m； ( 3 ) 检查内埋式承压钢板的埋设情况 ，承压钢板之间 不得重叠 ，并要有可靠固定 ； ( 4 ) 梁板端模要密合并钉牢 ；混凝土振捣要适度 ，以 确保密实 ； ( 5 ) 预应力筋张拉前 ，应检查承压钢板后面的混凝土 质量 ，如有空鼓现象 ，应及时修补。 9) 在张拉时或锚固过程 中，钢绞线突然从千斤顶的工 具锚夹片中、张拉端锚具中或 固定端夹片锚具中滑脱 ，造 成夹片损坏 ，或夹片飞出，应力消失 。 防治措施 ： ( 1 ) 不同体系的夹片和锚具 ，不得混用 ； ( 2 )内埋式固定端不得采用夹片锚具 ，以防止钢绞线 滑脱； ( 3 ) 安装锚具前，应清除钢绞线夹持段的表面浮锈和 尘砂； ( 4) 保持夹片和锚板的表面干净，不得沾有砂土等杂 物 ；对工具锚夹片，应经常将齿槽清洗干净 ； ( 5) 夹片的齿型不得有任何缺陷，夹片安装时应采用 套管打紧，缝隙均匀，并外露一致 ； ( 6 ) 选用合适的限位板及限位槽深 ； ( 7) 张拉锚 固时，千斤顶应缓慢卸压 ，使钢绞线带着 夹片缓慢楔紧。 4 孔道灌浆病害与防治 1 ) 浇筑混凝土时 ，波纹管孔道漏浆导致孔道堵塞 。 防治措施 ： ( 1 ) 对后穿筋的孔道 ，在混凝土浇筑过程中及混凝土 凝 固前 ，可用通孔器通孔或用水冲孔 ，及时将漏进孔道的 水泥浆散开或冲出； ( 2 ) 对先穿筋的孔道 ，应在混凝土终凝前 ，用倒链拉 动孔道 内的预应力筋 ，以免水泥浆堵孔 ； ( 3) 如波纹管孔道堵塞 ，应查 明堵塞位置 ，凿 开疏 通 。对后穿筋的孔道 ，可采用细钢筋插入孔道探 出堵塞位 置 。对先穿筋的孔道 ，细钢筋不易插入 ，可改用千斤顶从 一 端试拉 ，利用实测伸长值推算堵塞位置 。试拉时 ，另一 端预应力筋要用千斤顶 楔紧，防止堵塞砂浆被拉裂后 ，张 拉千斤顶飞出。 2 ) 孔道灌浆不通畅，另一端灌浆排气管不出浆或排气 孔不 冒浆 ，灌浆泵压力过大 ( 1 M P a )，这样易造成灌浆 枪头堵塞。 防治措施 ： ( 1 ) 灌浆前检查灌浆排气管 ( 孔 )是否通畅 ，如有堵 塞 ，设法疏通后方能灌浆 ； ( 2) 灌浆过程中如出现预应力孔道堵塞 ，应设法更换 灌浆 口 再灌入 ，但所灌的水泥浆数量应能将第1 次灌人的水 泥浆和第2 次灌入水泥浆之间的气体排出； ( 3 ) 如上述治理方法实施 困难 ，应在孔道堵塞位置钻 孔 ，待孔道完全疏通后方可继续灌浆。 3 ) 孔道灌浆不密实 ，使预应力筋与混凝土间不能有效 粘结 ，影响预应力结构的耐久性 。 防治措施 ： ( 1 ) 孔道灌浆是后张有黏结预应力施工的关键工序 ， 不仅需要采用泌水率小 、流动性能好 的灌浆材料 ，而且需 要使用性 能好的高速搅拌制浆设备和灌浆设备 ，另外还需 经过专业培训的熟练工人按照严格的工艺流程进行施工操 作 以及质量监督人员的旁站监督 ，方能实现灌浆密实的效 果 ； ( 2 ) 灌浆后应从检查孔观察灌浆的密实情况 ，如孔道 内月牙形 空隙较大 ( 深度 3 m E)或有露筋现象 ，应及时 用人工补浆。 ( 3) 对灌浆 质量有怀疑的孔道 可用冲击钻打孔检 查 ；如孔道内灌浆不足 ，可用手动泵补浆。 5 结语 后张预应力施工过程 包括材料进场验收 、制作 与安 装 、混凝 土浇筑 、预应力张拉 、孔道灌浆等几个 主要 工 序 ，质量缺陷可能出现在任一工序 中，且上一工序的质量 缺陷在下一工序 中很难进行弥补 。事实证 明预应力施 工 质量缺陷会对工程的安全造成严重的后果 ，因此应树立预 应力施工质量全过程控制 的理念 ，重点在事前预防 、事中 加强质量检查和控制 ，使每一阶段的质量缺 陷消失在萌芽 中，这样 才能取得事半功倍的效果 ，才能确保工程 的安全 性和耐久性 。 参 考 文 献 【 1 彭圣浩 建筑工程质量通病防治手册 M 3 版 北京： 中国建筑工业 出版社， 2 0 0 2 2 龙华春， 龙家春， 杨晓娟 后张法预应力混凝土梁板张拉施工时常见病 害与防治 J l 华东公路，2 0 0 8 ( 6 ) ：5 9 6 1 3 陈守强 后张预应力混凝土箱梁施工 中的质量问题及防治措施 J 交 通世界， 2 O L O ( 1 5 ) ： 1 2 2 1 2 3 4 】 曹友 预应力混凝土结构后张法施工质量通病与防治措施 J 】 l 中国 新技术新产 品，2 0 0 9 ( 1 4 ) ：6 0 6 1 5 】王明江 后张预应力混凝土梁板施工常见病害与防治 J 中国高新技 术企业，2 0 0 8 ( 3 ) ： 1 3 9 。 1 4 2 6 周爱国 后张法预应力混凝土箱梁施工常见病害与防治 J 】 河南科 技， 2 0 0 8 ( 6 ) ： 4 7 4 8 2 0 1 5 - - -2 B u il d i n g C o n s t r u c t i o n 圃