后張法預(yù)應(yīng)力在水利工程混凝土施工中的應(yīng)用

楊小慶

摘要：由于梁板具有良好的抗裂性、抗?jié)B漏性、而且厚度小、跨度大等特點(diǎn)，因此，在水利工程建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用。本文主要分析了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)的特征，以及其在水利工程當(dāng)中的運(yùn)用，同行可以參考使用。

關(guān)鍵詞：施工技術(shù)； 應(yīng)用預(yù)應(yīng)力；混凝土；水利工程

0 引言

后張法指的是不需要設(shè)置專門臺(tái)座，在塊體或者構(gòu)件上直接拉張預(yù)應(yīng)力鋼筋。我們可以將大型構(gòu)件進(jìn)行分塊制作，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用預(yù)應(yīng)力鋼筋，將其拼接成一個(gè)整體。由于后張法靈活較高，因此被廣泛地應(yīng)用于構(gòu)筑物、大中型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件、現(xiàn)場(chǎng)拼裝的特種結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、工程預(yù)制塊體等各個(gè)領(lǐng)域。

1 預(yù)留孔道

與普通預(yù)應(yīng)力鋼筋外徑相比（其中包括：穿過(guò)孔道的錨具外徑和鋼筋對(duì)焊接頭處外徑），孔道的直徑要大10到15 mm，這樣便于預(yù)應(yīng)力鋼筋穿入。預(yù)埋管法和抽芯法是兩種常用的孔道留設(shè)方法 。

1.1 抽芯法

在我國(guó)該方法歷史已很長(zhǎng)久，其價(jià)格也比較低。但該方法不適用于孔道密集、多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、以及大型的或形狀復(fù)雜的特種結(jié)構(gòu)等，具有一定的局限性。抽芯法常用的是膠管抽芯法和鋼管抽芯法這兩種。其中，在留設(shè)直線孔道時(shí)，經(jīng)常使用鋼管抽芯法，即在模板內(nèi)的孔道位置外預(yù)先埋設(shè)好鋼管，要求各鋼管長(zhǎng)度控制在15米以內(nèi)，且表面光滑、平直，鋼管兩端要伸出構(gòu)件500 mm左右。如果構(gòu)件比較長(zhǎng)，可以將兩根鋼管用套管連接起來(lái)使用。在混凝土澆筑過(guò)程中和混凝土初凝后，為防混凝土與鋼管凝成一體，增大抽管難度，應(yīng)隔一定時(shí)間慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，在正常溫度下，一般在混凝土終凝前進(jìn)行抽管。如果抽管太早，容易發(fā)生坍孔事故；如果太晚，混凝土和鋼管會(huì)凝結(jié)在一起。使用人工或用卷?yè)P(yáng)機(jī)按照由上到下的順序進(jìn)行抽管，并保持勻速，一邊抽一邊轉(zhuǎn)，確保孔道垂直，同時(shí)清理孔道。

膠管抽芯法不僅可以留設(shè)直線孔道，亦可留設(shè)曲線孔道，膠管彈性好.便于彎曲，一般有三層或七層夾布膠管和鋼絲網(wǎng)橡皮管兩種。膠管具有一定彈性，在拉力作用下，其斷面能縮小，故在混凝土初凝后即可把膠管抽拔出來(lái)。夾布膠管質(zhì)軟，必須在管內(nèi)充氣或充水。以澆筑混凝土前，膠皮管中充入壓力為0.6～0.8 MPa的壓縮空氣或壓力水，此時(shí)膠皮管直徑可增大3 mm左右，然后澆筑混凝土，待混凝土初凝后，放出壓縮空氣或壓力水，膠管孔變小，并與混凝土脫離，隨即抽出膠管，形成孔道。抽管順序，一般應(yīng)為先上后下，先曲后直。

1.2 預(yù)埋管法

預(yù)埋管采用一種金屬波紋軟管，是由鍍鋅薄鋼帶經(jīng)波紋卷管機(jī)壓波卷成，具有重量輕、剛度好、彎折方便、連接簡(jiǎn)單、與混凝土黏結(jié)較好等優(yōu)點(diǎn)。波紋管的內(nèi)徑為50～100 mm，管壁厚0.25～0.3 mm。除圓形管外，近年來(lái)又研制成一種扁形波紋管，可用于板式結(jié)構(gòu)中，扁管的長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)為短邊邊長(zhǎng)的2.5～4.5倍。這種孔道成型方法—般均用于采用鋼絲或鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力鋼筋的大型構(gòu)件或結(jié)構(gòu)中，可直接把下好料的鋼絲、鋼絞線在孔道成型前就穿入波紋管中，這樣可以省掉穿束工序，亦可待扎道成型后再進(jìn)行穿束。

2 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉

2.1 混凝土的張拉強(qiáng)度

應(yīng)力鋼筋的張拉是制作預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的關(guān)鍵，必須按規(guī)范有關(guān)規(guī)定精心施工，張拉時(shí)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)，不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。

2.2 張拉控制應(yīng)力及張拉程序

預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及最大張拉控制應(yīng)力不能超過(guò)規(guī)定。其中后張法控制應(yīng)力值低于先張法，這是因?yàn)楹髲埛?gòu)件在張拉鋼筋的同時(shí)，混凝土已受到彈性壓縮，張拉力可以進(jìn)一步補(bǔ)足；而先張法構(gòu)件，是在預(yù)應(yīng)力鋼筋放松后，混凝土才受到彈性壓縮，這時(shí)張拉力無(wú)法補(bǔ)足。此外，混凝土的收縮、改變引起的預(yù)應(yīng)力損失，后張法也比先張法小。

2.3 張拉方法

張拉方法有一端張拉和兩端張拉。兩端張拉宜先在一端張拉，再在另一端補(bǔ)足張拉力。如有多根可一端張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋，宜將這些預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉端分別設(shè)在結(jié)構(gòu)的兩端。

3 孔道灌漿

3.1 孔道壓漿

3.1.1 壓漿前的準(zhǔn)備工作

（1）割切錨外鋼絲。露頭錨具外部多余的預(yù)應(yīng)力筋需割切，若采用燒割時(shí)應(yīng)采取降溫措施，以免預(yù)應(yīng)力筋和錨具過(guò)熱產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象。

（2）封錨。錨具外面的預(yù)應(yīng)力筋間隙應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂膠漿或棉花和水泥漿填塞，以免冒漿而損失灌漿壓力。封錨時(shí)應(yīng)留排氣孔。

（3）沖洗孔道?？椎涝趬簼{前應(yīng)用壓力水沖洗，以排除孔內(nèi)粉渣等雜物，保證孔道暢通，沖洗后用空壓機(jī)吹去孔內(nèi)積水，但要保持孔道潤(rùn)濕，而使水泥漿與孔壁結(jié)合良好。在沖洗過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)有冒水、漏水現(xiàn)象，則應(yīng)及時(shí)堵塞漏洞。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有串孔現(xiàn)象，又不易處理時(shí)，應(yīng)判明串孔數(shù)量，在壓漿幾個(gè)串孔同時(shí)壓注。

3.1.2 水泥漿的拌制

（1）配合比應(yīng)根據(jù)孔道形式、壓漿方法、材料性能及壓漿設(shè)備等因素通過(guò)試驗(yàn)決定。

（2）水泥漿的主要技術(shù)條件。

①水泥漿的拌和先下水再下水泥，拌和時(shí)間不少于1 min，灰漿過(guò)篩后存放于儲(chǔ)漿桶內(nèi)。此時(shí)桶內(nèi)灰漿仍要低速攪拌，并經(jīng)常保持足夠的數(shù)量以保證每根管道的壓漿能一次連續(xù)完成。預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉、錨團(tuán)完成后，應(yīng)立即進(jìn)行孔道灌漿工作，以防銹蝕，增加結(jié)構(gòu)的耐久。灌漿用的水泥漿，除應(yīng)滿足強(qiáng)度和凝結(jié)力的要求外，應(yīng)具有較大的流動(dòng)性和較小的干縮性、泌水性。應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)中低于325普通硅酸鹽水泥；水灰比宜為0∶4左右。對(duì)于空隙大的孔道，可采用水泥砂漿灌漿，水泥漿及水泥砂漿的強(qiáng)度均不得<20 N/m2。

②灌漿前孔道應(yīng)濕潤(rùn)、潔凈。對(duì)于水平孔退，灌漿順序應(yīng)先灌下層孔道，后灌上層孔道。對(duì)于豎直孔道，應(yīng)自下而上分段灌注，每段高度視施工條件而定，下段頂部及上段底部應(yīng)分別設(shè)置排氣孔和灌漿孔。灌漿壓力0.5～0.6 MPa為宜。灌漿應(yīng)緩慢均勻地進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)排氣通暢。不摻外加劑的水泥漿，可采用二次灌漿法，以提高密實(shí)度。

③如閘墩預(yù)應(yīng)力施工，在張拉前要對(duì)鋼絲下料編束，埋設(shè)鋼管、金屬波紋管或塑料拔管。然后澆筑混凝土，注意運(yùn)載工具嚴(yán)禁碰撞須應(yīng)力管道，振搗器離管道應(yīng)有一定的距離，以免管道變形或損壞。澆筑時(shí)要防止砂漿進(jìn)入孔道。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、移位時(shí)應(yīng)立即停止?jié)仓?，并在已澆筑的混凝土凝結(jié)前修整完好混凝土應(yīng)一次澆筑完畢，不允許留施工縫。對(duì)塑料拔管，要求混凝土終凝后即要放氣拔管。

3.2 壓漿工藝

（1）孔道壓漿順序是先下后上，要將集中在一處的一次壓完。其中間因故停歇時(shí)，應(yīng)立即將孔道內(nèi)的水泥漿沖洗干凈，以便重新壓漿時(shí)，孔道暢通無(wú)阻。對(duì)曲線孔道和豎向孔道應(yīng)由最低點(diǎn)的壓漿孔壓入，由最高點(diǎn)的排氣孔排氣和泌水。

（2）壓漿應(yīng)使用活塞式壓漿泵，不得使用壓縮空氣。壓漿的壓力以保證壓入孔內(nèi)的水泥漿密實(shí)為準(zhǔn)。

（3）壓漿完畢后應(yīng)認(rèn)真填寫施工記錄。

4 體會(huì)如下：

（1）為保證混凝土施工順利進(jìn)行，需加大施工管理力度，規(guī)范實(shí)踐操作流程，加強(qiáng)組織指揮系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化水利工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度。

（2）在錨墊板后，設(shè)置2層設(shè)計(jì)外的鋼筋網(wǎng)片，以增加承壓面積，防止梁體在張拉之后，錨墊板周圍的混凝土發(fā)生裂紋現(xiàn)象，另外，為提高張拉效果，使用50#標(biāo)號(hào)的混凝土。

（3）為保證后張預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁的混凝體的質(zhì)量，需采取有效的防護(hù)措施，如：添加高效防凍劑、塑料薄膜保潮、暖棚保溫等，這些防護(hù)措施也有利于在冬季進(jìn)行梁混凝土澆筑施工

（4）預(yù)應(yīng)力束定位是影響水利工程預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失的重要因子，因此，我們必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，將索位產(chǎn)生的偏離減到最小，以此降低影響管道偏差的系數(shù)，避免施工時(shí)出現(xiàn)破損，確保管壁光滑，同時(shí)，還可有效避免混凝土漿轉(zhuǎn)入孔道產(chǎn)生碎渣，以減少管道摩擦系數(shù)值。

（5）大力開(kāi)展QC活動(dòng)，并推廣運(yùn)用“四新技術(shù)”，以有效解決水利施工技術(shù)上的難點(diǎn)問(wèn)題，從而提高水利工程的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。