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预应力锚垫板劈裂质量问题处理方案

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2020年4月19日
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目 录

一、工程概况 2
二、进场原材料试验检测情况 3
三、施工过程概述 4
四、质量问题发生经过及原因分析 5
五、质量全面排查情况 6
六、拟采取的处理方案 8
七、工后观测与回访 10
八、参考规范 10
九、相关资料 10

预应力锚垫板劈裂质量问题处理方案
一、工程概况
长平高速改扩建工程十家堡互通立交A匝道桥为一联现浇连续箱梁，上跨京哈高速主线，与主线交角90°，线路平面位于半径250m的左偏圆曲线上，上部结构采用25+30+30+25m现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用柱式桥墩，肋板台，钻孔灌注桩基础，桥梁全长117m。桥台采用QZ3000球型支座，桥墩采用QZ6000球型支座。
箱梁梁高1.6m，顶板宽17m，底板宽12.3m，梁体设计工程量：C50标号混凝土计1281m³，HPB300钢筋3.3t，HRB400钢筋250.8t，Φs15.2预应力钢绞线37.0t。箱梁标准横断面见下图：

箱梁预应力为纵向通长布置，分腹板束及顶板束，腹板束共30束，每束8根钢绞线，顶板束共10束，每束6根钢绞线，张拉端均设在端部，两端张拉，梁端钢束布置情况见下图：

二、进场原材料试验检测情况
⑴本工程所用钢筋为甲供，由物资供应站统一供应，进场按规范要求频次检验合格后投入使用。
⑵水泥：水泥使用吉林亚泰生产的P.II52.5级水泥。水泥进场时，按照生产批次提供水泥出厂检验报告单，并按400T/每批的频率进行取样检验，取样及试验过程监理工程师全程见证，并按规定抽样检测，检验合格后用于工程施工。
⑶砂子：砂子采用东辽河砂场所产的中砂，每批砂子进场后，按规定的频率进行筛分等试验，砂子的级配符合《公路桥涵施工技术规范》要求。
⑷粗集料：混凝土粗集料采用碎石，采用龙盛矿业的碎石。粗集料进场后严格按照规范规定的技术标准分批进行检验，级配符合要求。
⑸A匝道预应力连续梁结构所用预应力材料：钢绞线、波纹管、锚具、夹片等均具有产品合格证，且进场后对其性能进行了检测，检测结果符合设计及规范要求。
桥梁主要进场材料试验检测情况一览表
序号
检测
材料
型号
生产厂家
检测单位
检测项目
检测结果
1
钢绞线
ΦS15.20
秦皇岛金建钢绞线有限公司
吉林省正达交通建设检测有限公司
1.拉伸强度
2.最大力
3.规定非比例延伸力
4.最大总伸长率
5.弹性模量
6.应力松弛性能
合格
2
塑料波纹管
DN60/DN70
吉林省博建路桥材料有限公司
1.环刚度
2.局部横向荷载
3.柔韧性
4.真实冲击率

合格
3
锚具
OVM-6/OVM-8
四平市欧维姆机械有限公司
1.静载锚固性
合格
4
夹片

1.硬度
合格
各原材检相关质量证明材料及试验检测报告等详见相关材料。
三、施工过程概述
十家堡互通立交A匝道现浇连续箱梁采用满堂支架法施工。6月21日开始桥台支座安装，7月7日开始桥墩支座安装， 6月25日支架搭设完成；支架采用分跨预压，6月2日开始边跨预压至7月1日全桥支架预压结束；侧模采用定型钢模，7月25日钢筋及预应力锚垫板安装结束，现场清理完成并报监理验收合格后，开始混凝土浇筑施工，混凝土浇筑时间为7月25日8：00至7月27日 04：00，历时44小时。待混凝土初凝后，覆盖土工布，安排专人负责洒水养生。
重点工序施工简介：
1.预应力孔道安装
波纹管安装按照设计给出的预应力孔道坐标，每50cm一道精确定位钢束位置，并按设计图纸设置安装钢束定位筋及防崩钢筋，波纹管接头用专用接头连接并用胶带缠绕严密，防止漏浆。
2.混凝土浇筑
箱梁混凝土采用泵车逐段分层浇筑，浇筑顺序为先底板后腹板最后顶板。安排专人负责振捣、顶面收平及土工布覆盖养生。施工过程中试验人员按规范要求进行混凝土性能检测及试块留置，监理及技术人员全程旁站监督检查。
3.钢绞线穿束
本工程钢绞线采用后穿束法，混凝土浇筑完成后，用钢绞线穿束机进行穿束。
4.张拉压浆
混凝土浇筑完成后第3天、第5天、第7天，各压一组同条件试块，混凝土强度增长正常，7天（即 8月3日）混凝土抗压强度达到54.2MPa，满足设计强度要求。浇筑结束后第11天即 8月7日开始张拉。按照设计张拉顺序先张拉腹板第二层钢束，然后第一层、第三层，最后张拉顶板钢束，内、外侧同编号钢束同时对称张拉（详见张拉顺序图）。张拉采用数控智能张拉设备，张拉千斤顶及配套油表进场前均经相关检测单位检校合格，且在有效期内。张拉时由主机统一控制各顶供油情况，张拉力按照设计数值设定并留存相关记录，人工测量张拉伸长值，以张拉力控制为主，伸长量进行复核，伸长量偏差均在6%以内，满足设计及规范要求。
张拉结束后及时对孔道注浆，浆液配合比及性能指标满足设计要求，压浆水泥及压浆剂等材料进场后均进行了试验检测满足规范要求。按配合比拌制水泥浆液，使其水灰比、流动性、泌水性达到设计要求。 8月11日开始，由0#台向4号台方向压浆，8月12日结束。设计压浆量4.4m³，实际压浆量7.6m³。
四、质量问题发生经过及原因分析
顶板T3束钢绞线锚垫板劈裂情况
8月9日，张拉曲线内侧腹板Z31束钢绞线，两端均达到100%张拉控制应力并持荷5分钟，现场技术人员在测量0#台端Z31束钢绞线伸长量时发现锚垫板劈裂，与原设计相比内凹最大深度为5mm，现场持续观察一段时间后，各项指标比较稳定，无任何不良发展趋势，在未征得项目主管领导同意的情况下，对此束钢绞线进行了锚固，并进行了孔道压浆； 8月10日在张拉顶板T3束钢绞线时，发生同样情况，技术员采取了相同的处理措施。
T3钢绞线锚垫板劈裂情况
Z31内钢绞线锚垫板劈裂情况
根据现场情况，并查阅相关质量控制资料，分析得出锚固端钢筋密度大、混凝土振捣不密实致使锚垫板后出现空隙，T3内、Z31内锚垫板张拉时受力不均，是造成张拉过程中锚垫板劈裂的直接原因。
五、质量全面排查情况
发现T3内、Z31内锚垫板劈裂问题后，按照监理要求，项目部立即安排人员凿除4#台梁端封锚混凝土，会同监理对全部锚垫板及钢绞线锚固情况进行了排查：
4#台端T5、Z13等钢束
1.全桥共40束钢绞线，除上述两束钢束0#台端锚垫板出现劈裂以外，其余锚垫板均完好。所有夹片锚固良好，钢绞线无滑丝、断丝现象。
4#台端T1内、B22内等钢束
4#台端T4内、Z22内等钢束

4#台端T1外、B22外等钢束
4#台端T4外、Z22外等钢束

2.张拉采用智能张拉， T3内、Z31内两束钢绞线张拉应力达到了设计控制应力要求，持荷锚固后未见继续回缩趋势。（详见张拉记录表）
3.水泥净浆配比符合设计及规范要求，从压浆孔观察，灰浆饱满，28天试件抗压强度符合设计要求。
4.梁体外观质量良好，未出现裂纹，未出现下挠等异常情况。
5.梁体混凝土强度经试验室现场检测，满足设计要求。
六、拟采取的处理方案
针对此次出现的T3内、Z31内锚垫板劈裂质量问题，拟采取环氧腻子封闭裂隙，预埋注浆孔及排气孔，利用压浆泵灌注环氧树脂胶液的加固处理方案。
检查空隙分布情况
空隙口处理
设置注浆孔及排气孔
空隙口表面封闭
密封检查
配制浆液
注 浆
封闭养护
检 查

灌压环氧胶液工艺流程图
1.检查锚垫板裂缝及周边空隙分布情况
清理锚垫板表面及周边混凝土浮浆等杂物，用高压风清除空隙处的浮浆、灰尘等杂物，并找出混凝土空隙及走向，为保证环氧胶液灌注密实，在距离锚垫板安全距离范围外打设注浆孔及出浆孔。
2.空隙口处理
灌注环氧胶液前先对空隙外露口周边用磨光机或钢丝刷等工具进行处理，清理结构空隙口处混凝土表面的灰尘、浮渣及松散层等污物；然后再用毛刷蘸丙酮、酒精等有机溶液，把孔口四周各20～30mm 范围擦洗干净并保持干燥。
3.设置注浆孔及排气孔
将Φ5mm铜质注浆管插入空隙口（深度不小于5mm）。注浆孔的间距根据裂缝长度及宽窄情况而定，一般宽缝可稀布，窄缝密布，每个空隙外露口至少设置一个注浆孔和一个排气孔。注浆孔应粘贴牢靠，且必须对中，以保证导流畅通。用环氧腻子封缝，将锚垫板表面裂缝及周边缝隙封堵。并对每根铜管做吹气试验，确保管道通畅。

4.空隙口表面封闭
为使混凝土空隙内完全充满浆液并保证注浆压力，同时保持浆液不大量外渗，应对裂缝（除孔眼及注浆孔外）表面用环氧浆液均匀涂刷两遍，并用环氧腻子进行封闭，形成封闭带，封闭带每侧应宽于裂缝或空隙口2cm以上。
5.密封检查
环氧封闭带硬化后，需进行压气试验，以检查封闭带是否封严。将压缩气体经过注浆孔充入裂缝内，气压控制在0.2～0.4MPa，此时，在封闭带上及注浆孔周围涂上肥皂水，如发现封闭带上有气泡出现，说明该部位漏气，对漏气部位需再次封闭。试气时沿裂缝由低端向高端进行。
6.配制浆液
试验室提前配制环氧腻子及环氧树脂浆液，并进行流动度、凝固时间、强度等指标检测，经过试配比选，最终决定选用环氧胶液的配合比为：
环氧树脂:乙二胺:邻本二甲酸二丁脂:690号活性溶剂:丙酮=100:7:15:17:3， 24h凝固强度为60MPa。
7.注浆
环氧胶液灌注应由低端向高端进行。从一端开始压浆后，另一端出浆孔在排出空隙内的气体后喷出浆液，即可停止压浆，将注浆孔封堵。
8.封闭养护
对于已灌注胶液的空隙，待胶液固化后将注浆嘴拆除，并将注浆嘴处用环氧胶泥抹平。
注浆泵
9.检查
待全部注浆孔注浆完成后，检查注浆孔处是否封闭严密，空隙处是否有漏浆现象，若有需及时补注，报监理验收合格后方可进行封端等后续施工。
七、工后观测与回访
为保证工程质量及运营安全，我单位将对本工程建立工后观测及定期回访制度，在工后至运营后两年内每季度对梁体外观质量进行检查及挠度观测，在产品寿命期内，定期进行质量回访。
八、参考规范
交通部《公路工程质量检验评定技术标准》（JTG F80- ）；
中华人民共和国国家标准《混凝土结构加固设计规范》（GB50367- ）；
交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60- ）；
九、相关资料
1、钢筋、水泥、砂、碎石检测报告
2、钢绞线合格证及试验检测报告
3、波纹管合格证及试验检测报告
4、锚具、夹片合格证及试验检测报告
5、张拉前混凝土同条件养护试件抗压强度试验记录
6、张拉设备标定证书及张拉计算书
7、现场张拉记录表
8、孔道压浆配合比及压浆记录
9、压浆试件28天抗压强度试验记录