后張法預應力混凝土橋梁施工技術的應用與實踐分析

周華東

（江西省公路工程有限責任公司，江西南昌 330000）

0 引言

對比傳統(tǒng)的混凝土結構來說，預應力混凝土不但可以提高結構的抗裂性和耐久性，同時也能提高結構的剛度，降低結構自重。在混凝土橋梁施工中，善用后張法預應力施工技術，利用機械張拉法對鋼筋進行張拉，并在混凝土橋梁施工中將鋼筋錨固好，讓混凝土結構出現(xiàn)壓應力，可以從根本上維護混凝土橋梁施工的質(zhì)量，確保后續(xù)施工工作的順利進行。但是，在后張法預應力混凝土橋梁施工技術的應用過程中，會出現(xiàn)一些細節(jié)問題，比如施工準備不充分、混凝土灌注不達標等。為了對后張法預應力混凝土施工技術的應用效果進行優(yōu)化，本文以橋梁工程為例，探究這一技術的應用情況和實踐優(yōu)化路徑。

1 后張法預應力施工技術在橋梁工程中的應用情況

1.1 施工準備

以杭紹臺高鐵淑江特大橋主橋為例，探究后張法預應力施工技術在工程中的應用，據(jù)調(diào)查：大橋的49和50 號主墩采用鉆孔灌注樁基礎。地層混合淤泥、粉質(zhì)黏土、人工堆積填土、粗砂、細砂以及粉土等，其承載強度低于650kPa，下浮基巖為凝灰?guī)r，強度達到1000kPa[1]。在施工準備期間，要安裝支架，搭設模板。在加固地基時，要保障地基具備一定的承載力之后再搭設支架。支架搭設完畢之后，安裝相應的模板。模板安裝流程：先安裝底模，再安裝側(cè)模，最后安裝頂模，結合混凝土橋梁工程的實際情況，檢查模板施工質(zhì)量。同時，施工人員也要預留出預拱度，并在模板底部設置沉降觀測點。

1.2 鋼筋綁扎和孔道安裝

橋梁構件制作最關鍵的工序即鋼筋綁扎。對于架立鋼筋和縱向受拉鋼筋綁扎順序有明確的規(guī)定，縱向受拉鋼筋優(yōu)先級要低于架立鋼筋綁扎優(yōu)先級，在具體施工期間，施工人員要嚴格按照以下標準來進行作業(yè)：施工人員在完成綁扎工序之后，應第一時間了解預應力筋所處的位置，從而實施鋼筋骨架標記工作，在完成標記工作之后，進一步固定定位筋，在綁扎固定筋之后要安裝孔道。在施工期間，施工人員要以保障預應力孔道順暢為核心目標，對照橋梁施工方案選擇適合的波紋管，為孔道安裝提供保障。特別要注意，根據(jù)橋梁工程的不同，應用的管道長度也有一定的區(qū)別，所以施工人員在安裝波紋管之前要了解管道的長度信息，并實施防漏漿處理措施，后將管道的接頭位置進行連接。與此同時，要多層包裹接頭部位，以此降低漏漿的發(fā)生概率，通過此種方式也能提高套管安裝的質(zhì)量，施工人員在安裝波紋管之后，要檢查安裝的質(zhì)量?；炷翗蛄汗こ虒Σy管安裝的位置和質(zhì)量有著精細的要求，通常情況下，要求波紋管位置距跨中不得超出4m，誤差不得超出3mm。如果安裝位置偏差較大，會影響波紋管的安裝質(zhì)量。施工人員在檢查期間如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，要第一時間解決，以保障混凝土澆筑作業(yè)的順利完成[2]，具體施工作業(yè)注意要點見表1。

表1 施工作業(yè)注意要點

在進行鋼絞線施工作業(yè)之前，要全面檢測鋼絞線的質(zhì)量，在質(zhì)量符合標準之后方可進行下一步施工。在施工期間容易出現(xiàn)鋼絞線纏繞和錯亂的現(xiàn)象，針對此，要參照規(guī)定的順序?qū)︿摻z線和錨板孔進行編號。

1.3 灌注混凝土

拌和站統(tǒng)一拌和混凝土，利用罐車將混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。在混凝土灌注的過程中，要在漏斗下方設置砂袋，在灌注中，漏斗箱會持續(xù)存儲灌注的混凝土數(shù)量，當存儲數(shù)量足夠時會剪斷鐵絲，讓混凝土落下，混凝土會急速落到孔底裹住導管。施工人員要注意，在灌注混凝土時要事先保障其存儲量充足，以此提升混凝土澆筑的連續(xù)性，為保障后續(xù)樁基的施工質(zhì)量奠定堅實的基礎。在灌注期間可以一邊提升導管一邊拆除上一節(jié)導管，保障混凝土的持續(xù)流動，還要合理控制導管拆除的時間，可參照混凝土的實際澆筑情況以及導管埋設的深度實施拆除作業(yè)。在此期間，施工人員要讓導管處于居中或垂直方向，以免導管傾斜影響鋼筋骨架。最后，要應用無破損法來檢測每一根成樁，待檢測質(zhì)量合規(guī)后，方可進行下一工序的施工。如果檢測質(zhì)量不達標，應及時進行修補和完善。在混凝土澆筑之后，要第一時間實施養(yǎng)護對策，在混凝土養(yǎng)護管理期間要保持其結構濕潤，可在混凝土表面噴灑適量的水，持續(xù)養(yǎng)護14d 以上。

1.4 預應力張拉

在進行預應力張拉施工期間，要結合預應力伸長量來確定張拉力的大小，在具體施工期間要應用1.4級油壓計量張拉力。施工步驟如下：0—初預應力—1.057（持荷2min)—1（錨固)。在具體施工期間要靈活把握張拉力的變化，設置相應的張拉力值，并依據(jù)實際情況，適當提升張拉力值。表2 是不同類型鋼材最大張拉應力。

表2 各種類型鋼材最大張拉應力

在施工期間，鋼材兩端的控制力要同步增加，使鋼絞線的伸長量保持一致。

1.5 孔道壓漿和封錨

參照橋梁的實際情況，選取42.5 水泥展開作業(yè)，在攪拌水泥期間要先添加適量的水，再添加水泥，攪拌時長至少為2min。在特定的時間內(nèi)實施壓漿施工，同時要徹底清掃孔道，清理孔道雜物，為后續(xù)壓漿作業(yè)施工提供保障。在孔道壓漿施工期間要提高結構的密實度，并對照施工需求來明確鋼筋的張拉強度，以免出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差。在施工完成后，將梁體兩端的水泥沖洗干凈，在壓漿作業(yè)完成后三天要進行封錨作業(yè)。通常情況下，封錨長度值是以梁體長度和兩端封錨長度的和值為標準。針對曲線或水平的孔道，要將壓漿壓力控制在0.5～0.7MPa 之間；針對超長的孔道，要控制壓漿壓力不得超出1MPa；針對豎向的孔道要將壓漿壓力值控制在0.3～0.4MPa，在將出漿口關閉之后要保障壓漿充盈度處于＞0.5MPa 的穩(wěn)壓期，控制穩(wěn)壓時長為4～6min。在應用壓漿工藝上可以利用真空輔助手段，比如在孔道抽真空時，控制真空度為-0.06～-0.1MPa 之間，在孔道壓漿期間，要制作留取40mm×40mm×160mm 的試件，養(yǎng)護28d，檢查其抗壓強度，為后續(xù)質(zhì)量評估提供依據(jù)。

2 保障橋梁施工質(zhì)量的對策

為保障橋梁施工質(zhì)量，在做到規(guī)范應用后張法預應力技術的基礎上，也要根據(jù)橋梁工程的實際情況，結合鉆孔灌注樁基施工技術，發(fā)揮各技術的彼此優(yōu)勢，來保障施工質(zhì)量，相關措施如下。

2.1 結合各項技術，發(fā)揮彼此優(yōu)勢

可以在后張法預應力施工技術基礎上應用鉆孔灌注樁基施工技術，具體施工流程如下：

2.1.1 鉆孔

第一，明確鉆機鉆桿的位置，保障鉆機底座的穩(wěn)定，施工人員不要隨意移動底座，檢驗鉆頭直徑，在保障鉆桿垂直的基礎上進行開鉆，施工人員在施工中，要保證成孔中心對準樁位中心。

第二，在工程項目周邊挖設泥漿池，并在池內(nèi)側(cè)鋪設土工布，此舉可以避免地下水向泥漿池中滲漏。在造漿護壁上，要應用化學泥漿，也可以在鉆進作業(yè)期間添加黏土，并借助鉆頭經(jīng)多次沖鉆來制成泥漿。同時，為保障成孔的效率和質(zhì)量，要參照地層情況對泥漿性能作出調(diào)整，如果孔內(nèi)深度越大，就要添加更多的泥漿，以此為護筒內(nèi)部提供強有力的力學支撐，避免泥漿不足，支撐力不達標出現(xiàn)孔壁坍塌問題。

第三，鉆進成孔。施工人員在此期間要保障鉆頭對準樁位中心，加壓液壓裝置，并進行旋轉(zhuǎn)式鉆進。在進行鉆進作業(yè)中要保持速度均勻，在鉆進離護筒底部約3m 時可以加大落桿的力度，在源頭上提升鉆進速度，特別要注意的是，在鉆進期間要保持連續(xù)性，不得間斷。同時，施工人員不僅要觀察鉆機鉆頭工作情況，還要觀察地表沉降的變化趨勢，以免發(fā)生意外情況。在施工中還要觀察周邊土層的變化情況，要在變化處收集渣樣，分析土層信息，核對地質(zhì)剖面圖，并將核對的數(shù)據(jù)記錄到鉆渣數(shù)據(jù)庫中，供施工人員參考。

第四，在該工程中應用旋挖鉆施工技術，借助試樁，提升施工質(zhì)量和效率，保障樁基的質(zhì)量完好、性能優(yōu)良，在主墩鉆孔樁部分應用旋挖鉆施工技術，根據(jù)地層強度，引進全截面的截齒鉆頭，在施工中一次成孔。然而，市面上可以一次成孔，且能滿足孔深140m 以上的鉆機設備不多，因此，在該項目中應用兩種鉆機來進行鉆進作業(yè)，分別是徐工XR400D 和XR550D 鉆機，在作業(yè)中進行接力鉆進成孔，在上部100m 范圍內(nèi)應用第一種鉆機設備，在100m 以下范圍應用第二種鉆機設備。同時，在施工中借助鈉基土泥漿護壁，應用濕法施工技術。經(jīng)檢查符合標準后，進行清孔作業(yè)，應用一臺空壓機和一臺泥漿分離機，在400mm 導管內(nèi)注入C50水下混凝土，利用超聲波儀器對樁基進行檢查，結果為I 類樁，統(tǒng)計施工數(shù)據(jù)，成孔效果為2.9d/孔。

2.1.2 成孔與清孔

在進行鉆進作業(yè)期間，施工人員要對地層變化情況作出分析，找出存在的問題，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，要作出記錄并實施改善措施。在成孔深度符合設計深度要求時，要及時清孔，并檢查成孔質(zhì)量，檢查內(nèi)容為孔位中心、孔深和傾斜度等[3]。

2.1.3 制作和安裝鋼筋籠

施工人員要檢查入場的鋼筋材料，保證材料符合標準再允許投放。綁扎和焊接是鋼筋的連接方式，要焊接全部主筋和加強箍筋，此舉可以顯著提升鋼筋籠的剛度。在制作鋼筋籠時，要參照施工設計長度進行分段制作，應用拖車來進行運輸，應用汽車吊來進行吊裝，在進行吊裝作業(yè)時，可以借助焊接的方式連接各段鋼筋。因前臺大橋的樁基都屬于深樁基，所以要在全部的樁基內(nèi)埋設聲測管，同時，要控制聲測管的壁厚和內(nèi)徑，一般情況下，壁厚不超出3mm，內(nèi)徑要大于4cm。為避免鋼筋籠的彎曲變形，要在兩點吊放鋼筋籠。先在鋼筋籠上焊接耳筋，再進行鋼筋籠的下放，通過此種方式來提升混凝土保護層的厚度。在下放期間，要扶穩(wěn)吊直，也要對準孔位，為預防撞擊破壞孔壁，要控制下放速度。在焊接鋼筋籠后，要在接頭部位補充螺旋筋，完成后可繼續(xù)下籠。同時，參照標高和定標數(shù)據(jù)，來確定吊筋的長度。在灌注混凝土期間經(jīng)常會發(fā)生浮籠現(xiàn)象，為解決此問題，施工人員要用汽車一次性吊裝入孔，并在作業(yè)完畢后對入孔定位加以牢固，合理控制鋼筋籠的位置，保障其偏差不超出10mm[4]。

2.2 技術質(zhì)量完善對策

為了從根本上維護橋梁施工的質(zhì)量，確保后張法預應力施工技術的應用成效，除了要對各項技術細節(jié)進行嚴格把控外，還需要依據(jù)實際情況對已有的技術質(zhì)量進行完善和優(yōu)化，實行精準的質(zhì)量完善對策。具體對策如下：第一，最大限度地減少鉆機晃動的頻率，提升鉆孔的平臺剛度。第二，為保障鉆進的垂直，可以利用電子控制系統(tǒng)輔助完成。可以通過強化鉆桿設計力度，提升鉆桿的強度。第三，協(xié)調(diào)施工關系。據(jù)調(diào)查，在一些橋梁施工過程中，企業(yè)往往比較關注于橋梁施工的進度，但是在項目施工的成本上缺少相應的管理對策，導致工程效益出現(xiàn)一定問題，因此應注重混凝土橋梁施工項目中的成本管理，為施工質(zhì)量和施工進度提供強有力的工作支撐。對此，各部門要協(xié)調(diào)多方關系，建筑企業(yè)的管理層要在完善施工技術、控制施工進度的基礎上，與施工單位和其他部門加強溝通，就施工流程和內(nèi)容信息進行交流，掌控項目建設過程，實現(xiàn)預期目的。第四，構筑完善的進度控制機制。良好的進度控制機制是確保橋梁施工順利進行，如期交付的關鍵，對此，施工方應對原有的施工進度控制機制進行深度剖析，重點加強施工過程中的監(jiān)察力度，同時也要對施工期間存在的不合理項目和不規(guī)范操作進行專項的監(jiān)督和核查。管理層還應在項目進行中對各個崗位工作職責進行核查，建立施工人員、施工崗位、工作責任為一體的管理體系，同時建立相應的責任回溯機制，這樣即使發(fā)生施工問題，也可以在短時間內(nèi)找到相應的處理辦法，從而確保工程施工的順利進行。第五，優(yōu)化工藝方法。在施工前，要參照施工需求，分析地質(zhì)情況，制訂質(zhì)量控制方案，針對施工中涉及的異常行為要第一時間記錄，并向上級部門反饋信息，技術部門應當迅速作出反應，對現(xiàn)有的工藝方法進行優(yōu)化和完善，來提升工程的質(zhì)量。第六，判斷成樁測量。為保障施工質(zhì)量，施工人員要做好地質(zhì)勘查和誤差測量工作，在安裝鉆機時要做好監(jiān)測定位，以此保障鉆桿的垂直度符合施工標準，在鉆進作業(yè)中要合理控制鉆速，施工人員要將關注重心聚焦在水灰比的試驗上，明確位置，順直軸線，以免出現(xiàn)施工偏差降低工程質(zhì)量的現(xiàn)象。

3 結論

綜上所述，在混凝土橋梁施工過程中使用后張法預應力施工技術，不僅可以從根本上維護施工質(zhì)量，延長橋梁應用壽命，還可以穩(wěn)固橋梁施工的工作成效確保后續(xù)施工任務的順利進行。對此，在橋梁工程施工中，應當加大后張法預應力施工技術的應用指標。為了進一步提升施工質(zhì)量，施工人員要革新傳統(tǒng)的工作思想，積極學習新型施工技術，并依據(jù)橋梁工程的實際情況，靈活調(diào)整后張法預應力施工技術的應用方案，以此促進橋梁建設的穩(wěn)步發(fā)展。