預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量控制的探討

甘斌強

（南寧市建工建筑安裝有限公司，廣西 南寧 530011）

預(yù)應(yīng)力混凝土經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，當(dāng)前在世界范圍內(nèi)已成為土木工程中重要的結(jié)構(gòu)材料。預(yù)應(yīng)力混凝土具有抗裂性好、剛度大、節(jié)省材料、減小自重、卸載后的結(jié)構(gòu)變形或裂縫可得到恢復(fù)等特點，同時能提高構(gòu)件的抗剪能力、耐疲勞性能以及受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性，使高強鋼材和高強混凝土得到應(yīng)用，優(yōu)點顯著。但因預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工程施工工藝復(fù)雜、專業(yè)性較強、質(zhì)量要求較高，施工中稍有不慎即會產(chǎn)生不同程度的缺陷，影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。因此，做好預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量控制意義深遠(yuǎn)。

1 我國預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）預(yù)應(yīng)力施工工藝中的關(guān)鍵技術(shù)得到較好解決，如200～800 kN張拉力的系列千斤頂、各類錨夾具、無粘結(jié)涂包工藝等。錨具年產(chǎn)量在300萬孔以上，屬世界生產(chǎn)大國之一。

（2）高強度低松弛鋼絞線強度級別已提高到1 860 MPa級的國際先進(jìn)水平，產(chǎn)量可滿足國內(nèi)推廣高效預(yù)應(yīng)力混凝土的需要，并可出口。擺脫了過去30 a來預(yù)應(yīng)力鋼材強度低、品種雜亂、供不應(yīng)求的局面。

（3）規(guī)范規(guī)程已基本配套，制訂了《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》以及錨夾具產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等專業(yè)規(guī)程，滿足了工程需要。

（4）培養(yǎng)了一批高水準(zhǔn)的預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計施工隊伍，建造了一批具有國際先進(jìn)水平的預(yù)應(yīng)力混凝士結(jié)構(gòu)，如廣東國際大廈、秦山核電站預(yù)應(yīng)力混凝土安全殼、珠海機場候機樓等高層和大柱網(wǎng)無粘結(jié)樓蓋。

（5）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土有很大發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國無粘結(jié)涂包生產(chǎn)線已有30余條，年涂包量超過12 000 t。每年用無粘結(jié)筋建造的房屋建筑預(yù)計在300萬m2以上。

當(dāng)然，與國際水平相比仍存在一定差距：一是總體設(shè)計水平不高；二是預(yù)應(yīng)力房屋建筑結(jié)構(gòu)造價偏高、形式單一；三是預(yù)應(yīng)力技術(shù)工藝水平有待提高；四是預(yù)應(yīng)力混凝土的產(chǎn)業(yè)化程度低。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土施工中常見問題

預(yù)應(yīng)力混凝土的研究發(fā)展已有一百余年的歷史。早在1861年人們就提出對混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力的設(shè)想，并開始了各種試驗研究工作。然而在工程實踐中，若稍有不慎，極易產(chǎn)生各種質(zhì)量通病，對工程造成很大危害。主要體現(xiàn)在以下幾方面：

2.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋質(zhì)量不合格

強度不達(dá)標(biāo)時會降低預(yù)應(yīng)力值，影響承載能力；伸長率不達(dá)標(biāo)時，造成斷絲或滑絲。

2.2 鋼絞線生銹

輕度的浮銹會增大摩阻值，嚴(yán)重的銹蝕會損傷鋼絞線的截面，降低抗壓強度，張拉時易斷裂，甚至有可能埋下預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)毀壞的隱患，影響孔道灌漿后預(yù)應(yīng)力鋼筋的握裹力。

2.3 波紋管材質(zhì)低劣

表現(xiàn)為整體強度、剛度不符合標(biāo)準(zhǔn)，螺旋卷壓接咬合不牢固、不嚴(yán)密。管材厚度、硬度不符合標(biāo)準(zhǔn)。易造成截面變形，影響穿束；易開裂，使水泥漿漏入，造成孔道不同程度的堵塞，輕則增大摩阻，重則影響穿束。

2.4 波紋管孔道漏進(jìn)水泥漿液

輕則減少孔道截面積，增加摩阻值；重則堵孔，使穿束困難，甚至無法穿束。

2.5 錨具、夾具質(zhì)量不穩(wěn)定

表現(xiàn)為夾片幾何尺寸不合格，硬度不均勻。夾片硬度大時，造成斷絲或夾片脆裂；夾片硬度小時，會造成滑絲；夾片與錨環(huán)孔幾何尺寸不吻合、不匹配，影響錨固效果。

2.6 錨具安裝不規(guī)范

錨環(huán)沒放入錨墊板的定位槽內(nèi)，夾片沒有對齊，沒擺勻。可能造成局部應(yīng)力集中，影響錨固效果。

2.7 張拉操作方面

在張拉過程中，沒有按規(guī)程操作，嚴(yán)格控制好張拉力，造成預(yù)應(yīng)力筋滑絲或斷絲，達(dá)不到鋼絲的設(shè)計強度，從而影響構(gòu)件的承載力。

2.8 孔道灌漿方面

孔道灌漿用漿液中，外加劑使用不規(guī)范。如鋁粉不做脫脂處理，影響膨脹效果；抗凍劑含氯鹽，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕；摻入計量不準(zhǔn)確影響預(yù)期效果，甚至導(dǎo)致負(fù)面效應(yīng)等。

3 施工中的質(zhì)量控制技術(shù)要點

針對以上問題，筆者結(jié)合工程實例，從幾個方面對預(yù)應(yīng)力混凝土施工質(zhì)量控制進(jìn)行論述，以指導(dǎo)今后的施工或?qū)嵺`。

3.1 工程概況

廣西扶綏縣公安局110指揮中心項目工程屋面共有9根采用現(xiàn)澆后張法施工的預(yù)應(yīng)力框架梁，具體為：①1－6/A－Y軸間屋面有4根預(yù)應(yīng)力井字梁（YWKL1～4），截面均為500×1 200，跨度分別為20.5 m、20.5 m、16.2 m、18.5 m，預(yù)應(yīng)力配筋分別為1－10、1－10、1－10和1－12Фs15.2；②31－38/A－Y軸間屋面有3根預(yù)應(yīng)力井字梁（YWKL5～7），截面均為400×1 000，跨度分別為20.5 m、12.5 m、12.2 m，預(yù)應(yīng)力配筋均為1－12Фs15.2；③17－25/V－b軸間屋面有2根預(yù)應(yīng)力井字梁（YWKL8a、YWKL8b），截面均為500×1 200，跨度均為19 m，預(yù)應(yīng)力配筋分別為1－12、1－12Фs15.2。

3.2 材料質(zhì)量控制和設(shè)備校檢

本工程采用低松弛1860級Фs15.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線；預(yù)應(yīng)力錨具采用柳州市邱姆預(yù)應(yīng)力機械有限公司生產(chǎn)的QMV系列錨夾具；預(yù)留孔道采用內(nèi)經(jīng)90（配以內(nèi)徑 95接頭管）的圓形鍍鋅金屬波紋管。材料質(zhì)量控制和設(shè)備校檢措施如下：

（1）對進(jìn)場的鋼絞線外觀質(zhì)量進(jìn)行逐盤檢查，確保其平順、無彎折，表面無裂紋、小刺、機械損傷、銹斑和油污等，然后對照封簽產(chǎn)品合格證、出廠檢驗報告核對品種規(guī)格是否和設(shè)計要求相符?，F(xiàn)場作抗力強度、伸長率等力學(xué)性能試驗，確保質(zhì)量符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收記錄》（GB/50204－2002）和《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224－2003）的規(guī)定要求。

（2）預(yù)應(yīng)力筋用錨具進(jìn)場后核對產(chǎn)品質(zhì)量證明書中所列的型號、數(shù)量、強度等級，經(jīng)確認(rèn)無誤后進(jìn)行外觀、強度及靜載錨固檢驗，性能符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定后方可使用。

（3）金屬波紋管內(nèi)外表面應(yīng)清潔、無銹蝕，不應(yīng)有油污、孔洞和不規(guī)則的褶皺，咬口不應(yīng)有開裂或脫扣。核對產(chǎn)品合格證、出場檢驗報告的有關(guān)數(shù)據(jù)是否與設(shè)計要求相符，并依據(jù)《預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬螺旋管》（JG/T3013－94）的規(guī)定進(jìn)行自檢。

3.3 鋼絞線下料質(zhì)量控制

按圖紙對現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力梁的模板尺寸進(jìn)行復(fù)核，滿足設(shè)計要求后才進(jìn)行下料。下料時采用砂輪鋸切斷，不允許用氧氣焊燒斷或電焊燒斷，在下料過程中仍需對鋼絞線外觀進(jìn)行自檢，若有裂紋、機械損傷、油漆等，需更換鋼絞線，以確保工程質(zhì)量。

3.4 波紋管的安裝及預(yù)應(yīng)力筋穿束的質(zhì)量控制

波紋管安裝時應(yīng)事先按設(shè)計圖中預(yù)應(yīng)力筋的曲線坐標(biāo)在側(cè)模板上彈線，以波紋管底為準(zhǔn)，定出波紋管曲線位置，或以梁底模板為基準(zhǔn)，按預(yù)應(yīng)力筋曲線坐標(biāo)，直接量出相應(yīng)點的高度，標(biāo)在箍筋上，定出波紋管曲線位置。

波紋管的固定可采用鋼筋托架，托架應(yīng)焊在箍筋上，箍筋下面用墊塊墊實，墊塊務(wù)必保證強度和厚度，且固定牢靠。波紋管安裝就位后，須用鐵絲將波紋管與鋼筋托架綁在一起或在波紋管頂部綁一根鋼筋，以防澆筑混凝土?xí)r波紋管上浮而引起質(zhì)量事故。波紋管安裝就位過程中應(yīng)盡量避免反復(fù)彎曲，以防管壁開裂。波紋管安裝后應(yīng)檢查波紋管的位置、曲線形狀是否符合設(shè)計要求，波紋管的固定是否牢靠、接頭是否完好、管壁有無破損等，如有問題及時修補。波紋管控制點的安裝偏差、垂直方向和水平方向必須符合設(shè)計和驗收規(guī)范要求，其豎向位置偏差合格率須達(dá)到90%以上，不得越過允許偏差的5倍。

預(yù)應(yīng)力穿束過程中，要防止預(yù)應(yīng)力筋損傷波紋管和由于預(yù)應(yīng)力筋的重量引起波紋管及支架的變形。因此，預(yù)應(yīng)力筋穿束后必須復(fù)查波紋管曲線位置和波紋管壁有無損傷，杜絕質(zhì)量隱患。穿束后的預(yù)應(yīng)力筋在張拉前需做好防銹防污染措施。

3.5 混凝土澆筑質(zhì)量控制

混凝土澆筑前應(yīng)進(jìn)行隱蔽工程驗收。在澆筑過程中，須保證金屬波紋管的準(zhǔn)確位置，若發(fā)現(xiàn)波紋管支架倒掉或偏移應(yīng)立即停止?jié)仓?，待由鋼筋工及時按原位恢復(fù)后方可繼續(xù)澆筑。并注意振動器不得觸及波紋管，以防止損壞波紋管而引起漏漿，堵塞孔道。同時，在框架梁端部、梁柱節(jié)點處等關(guān)鍵部位，因鋼筋密集，澆搗困難，宜用小直徑的振動棒或振動片，仔細(xì)振搗密實，切勿漏振，以免出現(xiàn)空谷及張拉時因梁端混凝土不密實使預(yù)埋件凹陷，造成質(zhì)量安全事故。

3.6 預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制

在預(yù)應(yīng)力工程的施工中，施加預(yù)應(yīng)力是整個工程的質(zhì)量控制重點。張拉前，配套校驗張拉設(shè)備，所用壓力表不宜低于1.6級，拆除預(yù)應(yīng)力砼梁的側(cè)模以減少模板預(yù)應(yīng)力砼梁的約束，并將張拉端錨墊板清理干凈，安裝好工作錨具及工作夾片。預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)在混凝土強度達(dá)100%后進(jìn)行。張拉應(yīng)為雙控，即伸長值和張拉力控制。當(dāng)伸長值和張拉力達(dá)到設(shè)計要求時停止張拉，做張拉記錄，錨固預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值與實際伸長值的允許誤差在6%之間，如張拉過程中張拉伸長值超過允許偏差范圍應(yīng)立即停止操作，檢查原因，待采取措施并排除故障后才能繼續(xù)。張拉過程中應(yīng)避免預(yù)應(yīng)力筋斷裂或滑脫，當(dāng)發(fā)生斷裂或滑脫時，需符合以下要求：斷裂或滑脫數(shù)量嚴(yán)禁超過統(tǒng)一截面預(yù)應(yīng)力筋總根數(shù)的3%，且每束不得超過一根。

3.7 預(yù)應(yīng)力孔道灌漿質(zhì)量控制

張拉完畢，宜在48 h內(nèi)進(jìn)行孔道灌漿。預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的質(zhì)量直接影響到預(yù)應(yīng)力的效率和結(jié)構(gòu)的耐久性，在以往的一些工程中，由于施工人員對孔道壓漿的材料質(zhì)量及工藝未給予足夠重視，往往導(dǎo)致各種質(zhì)量通病，因此須高度重視，具體應(yīng)抓好以下幾點：

（1）水泥、水、外加劑和壓漿設(shè)備符合規(guī)范要求。水泥宜采用硅酸鹽水泥或普通水泥，不得含有任何團塊。水泥強度應(yīng)符合設(shè)計要求，設(shè)計無規(guī)定時，應(yīng)不低于30 MPa。本工程灌漿用水泥為 P.O42.5普通硅酸鹽水泥；所用水應(yīng)不含有對預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的成分，每升水不得含500 mg以上的氯化物離子或任何一種其他有機物?？刹捎们鍧嵉娘嬘盟灰瞬捎镁哂械秃?、流動性好、最小滲出及膨脹性等特性的外加劑，外加劑的用量應(yīng)通過試驗確定。

（2）水泥漿的水灰比、泌水率、膨脹率和稠度等指標(biāo)必須符合規(guī)范要求。水灰比宜為 0.40～0.45，摻入適量減水劑時，水灰比可減小到0.35。本工程水泥水灰比為0.35～0.42的純水泥漿。泌水率最大不得超過3%，3 h后泌水率不宜超過2%，24 h后泌水應(yīng)能夠完全被水泥漿自我吸收。但實際上，即使泌水經(jīng)過24 h被水泥漿完全吸收，也會在吸收后的水泥石中留下空隙或孔洞。因此，關(guān)鍵是不讓泌水出現(xiàn)，或者直接將泌出的水排出。水泥漿中（通過試驗）可摻入適量膨脹劑和鋁粉等，鋁粉的摻入量約為水泥用量的 0.01%。水泥摻入膨脹劑后的自由膨脹應(yīng)小于2%。水泥漿稠度宜控制在14～18 s之間。

（3）灌漿前檢查孔道、灌漿孔、排氣孔、泌水管是否暢通，用壓力水沖洗孔道，以排除孔內(nèi)粉渣等雜物。沖洗后用空壓機吹去孔內(nèi)積水，但要保持孔道濕潤，使水泥漿與孔壁良好結(jié)合。

（4）壓漿順序應(yīng)先下后上，直線孔道壓漿可以從構(gòu)件一端到另一端，曲線孔道應(yīng)從最低點開始向兩端進(jìn)行，在最高點設(shè)排氣管?？椎滥┒藨?yīng)設(shè)置排氣孔。壓漿時待排氣孔溢出濃漿后，才能將排氣孔堵住繼續(xù)加壓到0.5～0.6 MPa，并穩(wěn)定2 min，關(guān)閉控制閥。保持孔道內(nèi)壓力。每條孔道應(yīng)一次壓成，中途不應(yīng)停頓，否則將已壓的水泥漿沖洗干凈，從頭開始壓漿。

（5）嚴(yán)格控制壓漿壓力和速度。壓漿的最大壓力宜為0.5～0.7 MPa；當(dāng)孔道較長或采用一次壓漿時，最大壓力宜為1.0 MPa。梁體豎向預(yù)應(yīng)力筋孔道的壓漿最大壓力可控制在0.3～0.4 MPa。壓漿應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿和出漿，并應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關(guān)閉出漿口后，應(yīng)保持不小于0.5 MPa的一個穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期不宜少于2 min。

（6）壓漿結(jié)束后，采用砂輪切割機對筋頭進(jìn)行切割，預(yù)應(yīng)力筋切割后露出錨具夾片外的不小于30 mm。按設(shè)計要求用混凝土對外露錨具進(jìn)行封閉，保護(hù)層厚30 mm。

總之，當(dāng)前，建設(shè)部、國家科委已將預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)列入新技術(shù)推廣項目，可以預(yù)見，2l世紀(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土必將在建筑工程中扮演重要角色。在本工程中，預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用為提高工程質(zhì)量和確保施工工期提供了保障，效果明顯。我們相信，只要做好設(shè)計和施工的過程控制，及時發(fā)現(xiàn)問題，不斷總結(jié)經(jīng)驗，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在實際工程中的應(yīng)用水平將不斷提高。

1 楊宗放、方先和.現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土施工［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993

2 鄢國聽.綜述預(yù)應(yīng)力混凝土工程的質(zhì)量控制［J］.科技資訊，2009（5）：125

3 劉孟暉、王淑珍.淺談預(yù)應(yīng)力混凝土工程質(zhì)量控制要點［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008（2）：57