預(yù)應(yīng)力管道灌漿不密實及其檢測方法

【摘要】本文對預(yù)應(yīng)力管道灌漿不密實現(xiàn)象產(chǎn)生原因進行探討，并對灌漿不密實現(xiàn)象檢測方法進行詳細的敘述，希望對預(yù)應(yīng)力管道灌漿不密實現(xiàn)象的研究提供一定參考價值。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；鋼鉸線；管道；不密實；檢測

公路橋梁在運行過程中，不可避免地會出現(xiàn)各種老化、劣化現(xiàn)象，在梁板預(yù)制中，預(yù)應(yīng)力張拉到位，管道灌漿密實度和混凝土澆筑質(zhì)量是非常重要的，否則，會加速混凝土結(jié)構(gòu)的劣化，為了保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，延長混凝土梁板的使用壽命，必須對預(yù)應(yīng)力管道灌漿不密實原因進行深入調(diào)查和分析，并通過有效的檢測方法，對其進行預(yù)防和控制。

1、預(yù)應(yīng)力管道灌漿不密實原因及危害

1.1不密實原因

導(dǎo)致不密實原因有很多，總的可歸納為以7個方面：（1）壓漿時漿液水膠比不可控，施工現(xiàn)場往往為改善流動性而肆意增加用水量，導(dǎo)致泌水量過大而形成空洞，（2）管道注漿不充盈，壓漿不密實，壓漿施工現(xiàn)場灌漿壓力施加隨意，未能在全管路開成有效壓力和保持一定時間穩(wěn)壓，僅靠漿液自流不能保證密實，（3）對壓入管道漿液數(shù)量不能準確計量，（4）封錨不密實，錨頭滲水漏氣，（5）采用真空輔助壓漿，難以形成規(guī)定要求的負壓，壓漿效果難達到公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/F50-2011要求，（6）壓漿記錄混亂、可信度低，真實的壓漿質(zhì)量難以掌握，（7）人為因素不可控，施工過程中因施工人員責(zé)任心不強或者機械故障等導(dǎo)致漿孔冒出濃漿即停止壓漿。

1.2不密實的危害

壓漿不密實將加速鋼絞線銹蝕影響結(jié)構(gòu)的耐久性，使得橋梁結(jié)構(gòu)可能在毫無征兆的情況下突然坍塌，根據(jù)不密實對鋼絞線的危害程度，可將灌漿密實度分為如下4級。A級：注漿飽滿或波紋管上部有小蜂窩狀氣泡、漿體收縮等，與鋼絞線不接觸；B級：波紋管上部有空隙，與鋼絞線不接觸；C級：波紋管上部有空隙，與鋼絞線相接觸；D級：波紋管上部無砂漿，與鋼絞線相接觸并嚴重缺少砂漿。D級又可細分為D1、D2和D3級，分別對應(yīng)于大半空、接近全空和全空；其中，C級和D級對鋼絞線的危害很大。而A、B級盡管對鋼絞線的銹蝕影響較小，但會對應(yīng)力傳遞和分布產(chǎn)生不利影響。

因預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)性病害、縮短其使用壽命的案例并不鮮見，如：早期建于1953年的英國Ynys-Gwas橋梁，于1985年突然倒塌，經(jīng)過英國的運輸與道路研究實驗室（TRRL）研究發(fā)現(xiàn)該橋梁倒塌是由于預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕所致。此外，建于1957年的美國康涅狄格州的BisseII大橋，因為預(yù)應(yīng)力筋銹蝕導(dǎo)致橋的安全度下降，在使用了35年后也不得不于1992年炸毀重建。 近年來公路橋梁倒塌事故也較頻繁，2012年6月18日即將通車的遼寧撫順月牙島大橋坍塌； 2012年7月2日，杭州幸福南路和德勝東路施工高架橋坍塌。又如對長沙環(huán)線月亮島大橋（主跨7 ×96.0m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁）進行檢測：每跨箱梁內(nèi)腹板存在裂縫，共發(fā)現(xiàn)裂縫194條，裂縫寬度大部分在0.1mm～0.5mm，裂縫長度在0.3m～3.0m 。與橋梁行車方向夾角為30°～60°。這些坍塌橋梁和檢測出的危橋引起了全社會對橋梁的極大關(guān)注。

2、預(yù)應(yīng)力管道灌漿不密實的檢測方法

橋梁施工過程中由于出漿孔的位置、管和管道之間的接縫沒處理好極易導(dǎo)致灌漿不密實和堵塞，加上梁體管道位置鋼筋較密集，傳統(tǒng)的地質(zhì)雷達及超聲波等方法檢測效果很不理想。最終判斷只能結(jié)合現(xiàn)場情況進行刨驗驗證檢測灌漿的密實性。沖擊彈性波檢測法的出現(xiàn)解決了該項檢測難題。

2.1預(yù)應(yīng)力管道灌漿不密實檢測法----沖擊彈性波法

沖擊彈性波則是用錘或其他激振裝置與測試對象沖擊產(chǎn)生，是彈性波的一種，由于彈性波是一種機械波，能夠直接反映材料/結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，因此在無損檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。

目前研究表明沖擊彈性波法是最有能力評估孔道內(nèi)壓漿情況的方法，他是在不破壞預(yù)應(yīng)力管道原有狀態(tài)前提下，利用管道灌漿中因有缺陷或組織結(jié)構(gòu)上差異存在的變化現(xiàn)象，運用沖擊回波譜圖顯示，從而評估預(yù)應(yīng)力管道灌漿密實情況。

2.2 定性、定位檢測法

定性檢測法，即使用小錘敲擊預(yù)應(yīng)力鋼束一端激發(fā)沖擊波，采用鋼束兩端的小波振幅、波速、振動頻率，見圖2。該法只有在梁體兩端預(yù)應(yīng)力鋼束錨頭外露時才能進行定性檢測。定性檢測法的原理是根據(jù)孔道壓漿密實度與波振幅、波速、振動頻率等函數(shù)關(guān)系，計算壓漿密實度指數(shù)I。當(dāng)I=1時表示孔道內(nèi)壓漿密實、飽滿；當(dāng)I=0時表示孔道內(nèi)完全空洞、無漿。通常I≥0.95時表示壓漿質(zhì)量較好，不需處理。

當(dāng)壓漿密實度指數(shù)I<0.95或預(yù)應(yīng)力鋼束錨頭被混凝土封閉時，應(yīng)以定位檢測法進行孔道壓漿密實度檢測判斷壓漿缺陷的大小、范圍、嚴重程度。

2.3工程實例

某高速公路30mT梁采用定性、定位技術(shù)，我們對管道注漿的施工質(zhì)量進行了跟蹤檢測，取得了很好的效果。

在對該項目的30mT梁檢查中發(fā)現(xiàn)部分梁板管道注漿質(zhì)量存在明顯缺陷，比較典型的是該項目某大橋中的一片30m箱梁，通過對其左N1管道定位測試分析，該管道注漿飽滿度為37%；定位測試在對該梁板腹板標(biāo)定的反射界面位于0.097ms，在左N1管道處測試，發(fā)現(xiàn)該管道兩端反射面在0.114-0.116ms之間，比標(biāo)定時刻有明顯滯后；中間段反射界面在0.101-0.113ms之間，比標(biāo)定時刻點略有滯后，說明兩端所含注漿料極少，中間所含注漿料較兩側(cè)飽滿；從宏觀上看，這是由于中間相對兩側(cè)低，所以注漿料多數(shù)匯集于此，這于實際情況相符，通過現(xiàn)場注水驗證，該管道注水壓達到1.6MPa時，所注水在管道中形成通路，從管道另一側(cè)噴射出來，證明了該管道注漿不密實。

結(jié)語：

由于我國正處于高速公路快速發(fā)展的階段，橋梁的施工又占了較大的比較，而預(yù)應(yīng)力孔道壓漿缺陷，對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性和承載力影響較大，關(guān)系到橋梁使用壽命能否達到設(shè)計預(yù)期，傳統(tǒng)的壓漿施工質(zhì)量與施工工藝、設(shè)備、材料、施工管理任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，皆會導(dǎo)致孔道壓漿空洞、不密實。JTG/T F50-2011橋涵施工技術(shù)規(guī)范，將壓漿質(zhì)量提高到了前所未有的高度，但由于檢測手段和專業(yè)水平有限，施工單位難以對孔道壓漿結(jié)硬后的密實度進行有效的檢測、基于沖擊彈性波技術(shù)的孔道壓漿結(jié)硬后密實度檢測法，是一種先進的無損檢測手段，檢測效率快、準確度高。應(yīng)積極推廣應(yīng)用該技術(shù)，以抽樣檢測的方式對在建橋梁后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量進行檢測，促進施工管理工作，確保工程內(nèi)在的質(zhì)量。

參考文獻

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