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城市建筑 施工技术 URBANISM AND ARCHITECTURE CONSTRUCTION TECHNOLOGY 69 预应力孔道压浆不密实的判定及处理 预应力孔道压浆不密实的判定及处理 Judgement and Treatment of the Imperfect Prestressing Duct Grouting 杨 攀 Yang Pan 摘 要 预应力孔道压浆是后张法预应力施工中最后的也 是非常关键的一步 同时也是现代预应力混凝土桥梁建设 的质量通病之一 本文简要阐述了预应力孔道压浆工艺 重点介绍了压浆密实的判断和处理 关键词 危害 孔道 压浆 不密实 补浆 Abstract Prestressed duct grouting post tensioned constructi on is the last and very crucial step at the same time one of the common quality defects of modern prestressed concrete bridg e construction This paper briefly expounds the prestressed du ct grouting technology introduces the judgment and handling grouting compactness Keywords harm duct grouting imperfect grouting 压浆质量的好坏直接影响着预应力梁的使用寿 命和结构安全 在施工实践中 由于思想上认识不 到位 致使预应力孔道压浆不密实的现象经常出现 最终会导致桥梁梁体早期损坏或达不到设计寿命 因此 孔道压浆问题应引起高度重视 切实采取必 要的管理和技术措施 确保压浆质量 本文主要结 合武汉市二环线汉口段工程预应力施工过程中的体 会和有关资料 在此介绍一些实际施工经验 并探 讨压浆施工中常见问题 一 工程概况 武汉市二环线汉口段工程全长约11 km 不含二 七大桥引桥段2 8 km 形式为 长距离高架 局部 重要路段隧道 方案 高架段长9 1 km 占83 地 面段长0 8 km 占7 下穿通道全长1 026 83 m 主 线高架为预应力钢筋砼结构和钢结构 主线高架共 72联 路口段上部多采用钢结构 钢结构为16联 共长2 241 m 全线设地下通道一座 长约1 1 km 为全封闭式砼通道结构 起于青年路西侧 止于新 华西路东侧 全线共设互通式高架桥 3 座 竹叶山高架桥 唐家墩高架桥和复兴高架桥 高架桥间距约为 3 67 km 同时设7对进出匝道 出入口间距约1 1 km 地面设双向 4 6 车道辅道 主线高架标准段预应力钢筋砼结构为一箱三室 斜腹板连续箱梁 混凝土设计标号为C50 桥面宽 26 m 渐变段为一箱多室斜腹板连续箱梁 桥面宽 度为26 47 m 箱底宽17 m 在箱梁支点处设置了横 梁 梁高2 0 m 梁厚2 0 m 端横梁厚1 5 m 箱梁 悬臂板长4 0 m 端部厚22 cm 根部厚55 cm 箱梁 顶板厚为25 cm 箱梁底板厚为22 cm 腹板厚60 80 cm 80 100 cm 二 预应力孔道压浆不密实的判定 1 预应力孔道压浆不密实的简易检测 1 水泥浆从入口压入孔道后 前方通气孔或 观察孔不见有浆水流过 或有的是溢出的浆水稀薄 钻孔检查发现孔道中有空隙 甚至没有水泥浆 2 压浆初凝后 从进浆孔或排气孔用铁丝 一丝钢绞线等探测棒可探测到该位置附近压浆是否 饱满 有无空洞 3 通过计算浆体压进孔道总量小于孔道总空 隙量 4 用空压机对预应力孔道进行压气检查 2 预应力孔道压浆不密实的开孔检测 1 根据设计图纸 在进行预应力钢绞线定位 放样 标注清楚波纹管距梁腹板表面的设计厚度和 锚下砼中螺旋筋的位置 开孔检查时 应避开该螺 旋筋区域 2 根据记录情况 确定需要压浆的位置 孔 段 数量 待一个孔道全部检查完毕后 安排进行 补浆 3 检查记录 在纸上按预应力筋的设计位置 标注预应力筋的轴线走向 按照在梁侧面放样的程 序 对应地在记录纸上标出相应的位置 并予以编 号 检查完毕后 应在记录纸上根据检查记录标明 要注浆的段落 施工员应在第二天同现场梁上标记 相对照无误 经监理工程师确认后 才能进入下一 工序 安排在一孔检查完毕后开始注浆 3 预应力孔道压浆不密实的仪器检测 1 压浆记录仪对压浆施工工艺参数进行高精 度 动态监测 压浆记录仪能在灌浆过程中 将施工参数 如 灌浆压力 注入流量 浆液密度等 真实自动地记 录下来的微机系统 采用了记录仪 能尽量地排除 人为因素 保证了灌浆质量 取得了良好效果 该仪器主要由计算机 打印机 流量计 压力 计 稳压器和密度计等部分组成 自动记录仪的工 作原理是 灌浆过程中 浆液的流量 密度和压力 值分别经流量计 比重计和压力计转换成电量信号 送到计算机内处理 并控制打印机按设定的格式打 印所需的施工参数 同时将灌浆过程中的压力和流 量随时间变化的曲线描绘在记录纸上 记录仪可用 于纯压式 也可用于循环式灌浆的记录 2 压浆完成后检测 以下以TD BWG孔道压浆质量检测仪为例介绍 1 用途 TD BWG可以确定波纹管注浆缺陷的位置和大 小 该系统适用于所有预应力桥梁 在建桥梁 预 制梁 现浇梁 既有桥梁的波纹管检测 可以检 测塑料和金属波纹管 长度不限 也可以用于补浆 效果的检验 2 检测精度 TD BWG技术具有较高的分辨率 可以发现波纹 管内小于分米级的注浆缺陷 3 检测原理 按照散射原理 波纹管的注浆脱空区等缺陷表 现为被动震源 当遇到外界震动激励时 缺陷向周 围发射二次散射波 根据接收到的散射波的走时 瞬时频谱 散射 能量三项指标可以确定缺陷的位置 大小 散射追踪法适用塑料波纹管和金属波纹管 新 建与既有桥梁均可应用 检测长度不受限制 4 TD BWG系统组成 TD BWG系统由信号采集主机和TD BWGwin软件 系统组成 用于波纹管注浆 预应力孔道压浆 质 量的检测 TD BWG数据采集仪 道数 16 32可选 采 样率 5微秒 A D 24位 记录长度 120 K字节 TD BWGwin系统软件 软件功能 方向滤波 速度扫描 质量缺陷偏 移成像 5 特点 TD BWG技术具有较高的分辨率 可以发现波纹 管内小于分米级的注浆缺陷 三 预应力孔道压浆不密实的危害实例 据统计 由于压浆不密实导致预应力孔道内钢 绞线锈蚀 预应力提前丧失 可造成桥梁实际寿命 缩短至设计寿命的1 10 目前在美国 公路桥梁大 约有57万座 其中约13万座有缺陷 平均开始出现 问题的年限是25年 在我国截止到2002年 各种桥 梁总和约有28万座其中 危桥约有9 597座 平均开 始出现问题的年限是7年 四 预应力孔道压浆不密实的处理 在施工过程中通过各种判定手段及实际检测发 现了压浆不实 经检查消除了各种压浆不实的原因 时 就要进行补浆 波纹管本身不合格除外 补 浆的材料一般为水泥浆或化学浆 化学浆要选择树 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 以下以补水泥浆为例来介绍 1 水泥浆的拌制 1 配合比 应根据孔道形式 压浆方法 材料性能及压浆 设备等因素通过试验决定 孔道压浆采用纯水泥浆 水灰比一般宜采用0 4 0 45 掺入适量减水剂时 水灰比可减小到0 35 水泥浆中严禁掺加氯盐 水 及减水剂须对预应力筋无腐蚀作用 2 水泥浆的主要技术指标 补浆采用普通硅酸盐水泥配制的C50水泥浆 掺 合料 水泥用8 膨胀剂 外加减水剂 其主要的技 术要求为 1 水泥浆的强度应达到设计强度 2 水灰比宜控制在0 4 0 45之间 稠度宜控 制在14 18 s之间 3 泌水率最大不得超过3 拌和后3 h泌水率 宜控制在2 泌水应在24 h内重新全部被浆吸回 下转第 71 页 城市建筑 施工技术 URBANISM AND ARCHITECTURE CONSTRUCTION TECHNOLOGY 71 的基础上 结合了两种形式的复合地基承载建筑物 整体荷载 在这桩基础施工新技术的逆和施工过程 的完成 2 工程分析 本项目属于系统中的旧楼改造 项目 在东西两侧和相邻的老建筑 只是在接头 50 mm 结算 老楼为四层砖混结构 2 4 m 毛石砌体 基础深度 地质勘探 3 00 m 为粉质粘土层 抗 130 KPa 下跌超过 10 m 的砂地层的发现 总之 为 了解决多层建筑 旧楼深基坑开挖土体的扰动和不 应该 也能满足地基设计的结构要求 施工 设计 经过多年的研究 建设和其它单位的示范 桩复合 地基在列 并根据逆向选择的过程中完成了桩基础 施工的施工特点 3 技术特点 施工锚杆静压桩的锚和桩基础 施工技术的静压桩 在新建筑的第一 结构 建立 桩孔桩的基础上 并嵌入锚 或在建 构 建立建 筑物基础桩孔和螺栓埋孔 用螺栓 然后安装压桩 架 利用所建 构 建立的重量为反应力 必要时 可以添加量 与杰克预制桩压入土 当桩或压痕深 度满足设计要求 桩与地基 提高地基的承载力和 沉降的控制目标 4 应用效果 1 桩基础创造城市 和省 是最好的方案的先 例 适应环境 避免了因土方开挖 桩基础和长期 暴露在恶劣环境下的雨季施工时 无机械振动和冲 击的不利因素的老建筑基础 同时 施工工艺不复 杂 易于掌握 2 采用桩基逆作法施工 几乎不占优势的时期 可与主体结构施工 不相互干扰 3 正常施工方法比较 这种方法和相同的条件 下 可以避免基坑支护 旧建筑的加固 延时等许 多程序也可以节省很多成本 采用逆作法施工 节省了大量的时间 缩短了 工期 为课题的坚实基础 关闭 结论该技术的经 济和社会效益是巨大的收获 六 结语 随着现代化城市建设进程的加快 高层建筑随 土地利用率的提高而不断涌现 并呈现出越来越高 的趋势 这对建筑基坑支护技术的要求也越来越高 逆作法施工技术就以其工艺优势被高层建筑施工广 泛应用 并将发挥更大的作用 参考文献 1 陈小毅 高层建筑逆作法施工技术与质量控制 J 才智 2011 23 2 陈正文 浅析高层建筑逆作法施工技术 J 科技 创新导报 2011 16 3 邱平义 浅论高层建筑逆作法施工技术 J 城市 建设理论研究 2011 32 作者单位 天津生态城建设投资有限公司 天津 300480 上接第 64 页 2 钻孔完成后需将孔洞清理干净 做到孔内 清洁干燥 基本无粉尘 3 植筋胶的选用对植筋质量起着至关重要的 作用 植筋用的胶粘剂必须采用改性环氧类或改性 乙烯基脂类 当植筋直径大于 22 mm 时 应采用 A 级胶 4 不应采用锈蚀钢筋 若油污钢筋必须清洗 干净 5 对已埋植好的钢筋做好保护工作 以防锚 固用胶在固化时间内 钢筋被摇摆或碰撞 影响植 筋效果 三 结语 加固方法已越来越多的运用于加固改造工程 中 考虑到本工程的特殊性 所采用的加固方法有 限 本工程采用钢支撑方案成本不高 提高了框架 结构的刚度 降低了悬挑梁的配筋 有效地控制了 相关结构构件的裂缝及挠度 植筋方法以其设计灵 活性强 承载力大 工艺简单 造价低 基本无滑 移等优点在加固改造工程中广泛应用 但植筋技术 的受力机理理论工作还需进一步完善 特别在梁柱 通过植筋技术获得的结构抗剪承载力的工作研究上 还需进一步深入 参考文献 1 混凝土结构加固设计规范 S 中国建筑工业出 版社 2006 2 混凝土结构设计规范 S 中国建筑工业出版 社 2011 3 钢 结 构 设 计 规 范 S 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 2006 作者单位 松江区建筑建材业管理署 上海 201613 上接第 65 页 9 优化施工组织 缩短 1 号线隧道相邻工作 面的暴露时间 尽快施做结构予以封闭 四 穿越施工对地铁既有线变形的影响分析 1 计算分析 根据弹塑性理论 运用三维有限元数值模拟技 术对本站施工过程中既有 1 号线地铁隧道的位移 变形进行了模拟分析 计算结果显示 本站围护结 构的最大水平位移为 3 062 mm 1 号线隧道的最大 上浮量为 1 347 mm 均远小于允许值 2 施工监测 监测项目主要进行的是隧道收敛变形 结构变 形和沉降监测 施工过程中 1 号线隧道最大上浮 量为 2 8 mm 最大收敛值是 0 44 mm 最大点位位于 隧道穿越车站的中间位置 监测数据表明 既有地 铁 1 号线隧道结构完全处于稳定状态 五 结语 新建地铁工程穿越既有地铁线施工是难度大 风险高 社会影响面广的工程 本站跨越 1 号线隧 道上方的底板结构及 3 号线区间结构施工持续了约 4 个月 通过以上方案的实施 有效地控制了隧道 结构的沉降和变形 确保了施工安全和既有地铁的 正常运营 参考文献 1 张成平 张顶立 吴介普 骆建军 暗挖地铁车站 下穿 既有 地 铁隧 道施 工控 制 J 中国 铁道 科 学 2009 01 2 童利红 徐祯祥 地下工程近距离穿越地铁既有 线施工技术综述 J 市政技术 2008 02 3 张丽红 贺美德 刘军 暗挖通道穿越既有地铁车 站施工技术探讨 J 市政技术 2007 02 作者单位 中铁七局集团第三工程有限公司 西 安 710043 上接第 69 页 4 为了减少收缩 水泥浆里可掺入适量的减水 剂 铝粉或微膨胀剂 但不得掺入各种氯盐 3 水泥浆的拌和 先下水再下水泥 拌和时间不少于1 min 灰浆 过筛后存放于储浆桶内 此时桶内灰浆仍要低速搅 拌 并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆 能一次连续完成 每次调制好的水泥浆应连续搅拌 并在30 45 min内用完 2 补浆工艺 1 补浆先压注下层孔道 并从低处压浆孔压 入 2 补浆应缓慢 均匀 连续地进行 3 补浆的最大压力宜