后张法预应力砼构件的施工工艺及应注意问题

摘要：后张法预应力砼构件的施工工艺、施工方法、主要施工设备、主要材料及半成品、和施工出现主要问题的处理。

关键词：后张法、预应力砼构件、施工工艺、施工方法、施工设备、问题处理

预应力砼构件有先张法与后张法两种，现施工中一般多采用后张法的施工工艺。设计砼强度等级C45，采用Ⅱ级松弛的фj15.24钢绞线，标准强度Ryb=1860mpa，弹性模量E=2.0×105mpa。

1、施工工艺流程

后张法预应力砼构件，大多是在绑扎钢筋和预留穿束孔道或套管(如钢管或充气橡胶管等)后，先浇灌砼再抽拔钢管或橡胶管，然后将预应力筋穿入预留套管或孔道内，待砼达到要求强度(不低于设计强度的70~90%)后，在构件端部支承千斤顶，张拉预应力钢绞线。待张拉到控制拉力后，即用特制的锚具将预应力筋锚固于砼上，使砼获得并保持其预压应力。最后，在孔道内压注水泥浆，以保护预应力筋不致锈蚀，使预应力筋与砼粘结成为整体，并浇筑构件端部封砼。

2、施工方法

2.1 钢筋及模板制安、孔道成型

预制砼构件可采用C25砼底座，厚度为25~40cm，底面配ф8@20的钢筋网。钢筋在加工场开料加工后，搬运到预制台座位置安装就位，钢筋骨架下底和外侧垫保护层垫块，错开布置。金属波纹管宜应用手提式砂轮切割机，不得使用电焊切割。钢绞线下料长度一般为孔道长度加上锚固及张拉工作长度。为防止钢丝扭结宜进行编束，每隔1~1.5m绑扎一道铅丝，铅丝扣弯入钢束内。钢绞线切割时，在每端离切口30～50mm处用铁丝绑扎。绑扎好的钢绞线束应编号挂牌堆放。预制砼构件模板一般采用定型钢模板，按尺寸准确定制。模板应有足够的刚度，边角整齐，内表面平滑。

2.2 砼浇筑与养护

砼拌和料可掺适量的外加剂。砼搅拌时，检查拌制质量和塌落度，符合要求才可浇筑。砼采用分层振捣一次浇筑的方法。振捣时不得大力撬动钢筋和模板。砼浇筑后，在构件端标明制作日期和安装方向。在砼强度未达到一定强度时，不得拆模。拆模时不得用力撬动与敲打而损伤构件的外观质量。在砼初凝后，用麻袋覆盖，并洒水养护，在养护期宜保证砼表面处于湿润状态。

2.3 张拉钢绞线

一般预应力砼构件达到设计强度的70~90%时，方可张拉钢绞线。当跨径大于或等于25m时，宜采用两端同时张拉。在张拉前，应对孔道、锚具与钢绞线端部进行清洗。钢绞线宜渐进匀速张拉，并注意：①将钢绞线稍加张拉，以消除松弛状态，并检查孔道轴线、锚具和千斤顶是否在一条直线上;②当钢绞线初始应力达到设计张拉控制应力的10%时，可在钢丝上作记号，作为量测伸长量的参考，并检查钢绞线有无滑动;③将张拉力增加到设计值并持荷2min，若伸长量符合要求则可封闭锚具并拆除千斤顶，如果伸长量和张拉力与要求相差较大，暂停张拉，查清原因并解决后方可继续张拉;④如果锚头处出现滑丝、断丝或锚具损坏，应立即停止作业，进行检查。当滑丝、断丝数量超过规定，应抽换钢绞线;⑤锚具外多余钢绞线可使用手动式砂轮切割机，不得采用电弧焊切割。

2.4 孔道灌浆与封端

孔道灌浆采用专用灌浆泵进行。灌浆工艺有“一次压注法”和“二次压注法”两种，前者用于不太长的直线形孔道，后者用于对于较长或曲线形孔道。预应力张拉完毕后的24h之内即对孔道进行灌浆。灌浆分两次进行，每一孔道宜于两端先后各灌浆一次。由灌浆泵在梁一端将纯水泥浆，经灌浆胶管从灌浆咀压入孔道内，灌浆的压力最少升到0.7mpa，当灌浆达到另一端饱满并排出浓浆(排气孔排出相同稠度的水泥浆)时用木塞堵孔，并稳压10s以上后，可关闭进浆管截止阀，拆卸进浆管。对于“二次压注法”，在第一次压浆间隔不小于30~45min后，可进行第二次灌浆，拔出两端排气孔木塞，在另一端安装进浆管，并将进浆管截止阀全部打开，待排气孔流出浓浆时，再用木塞堵孔及关闭进浆管截止阀，并稳压10s以上后关闭截止阀，拆卸进浆管，完成灌浆工作。

3、主要施工设备

3.1 张拉设备

施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理，在使用前先校验，在使用过程中定期维护和校验。常使用的张拉设备是穿心式油压千斤顶。施加预应力值的测定方法，普遍是事先标定千斤顶-油压表液压系统，再利用读油压表压力间接测力。千斤顶及油压表一般使用超过6个月或200次、以及在使用过程中出现异常时，应重新校准。校正千斤顶的测力环或测力计的读数精度要求为±2%。油压表读盘直径不宜小于150mm。

3.2 灌浆设备

水泥浆泵一般为柱塞式电动灰浆泵，应完全密封，能在灌浆完成的孔道上保持压力，且装有一个喷嘴，该喷嘴关闭后，导管中无压力损失。一般在工地还备1台手动灰浆泵，以解决施工时急需。灰浆泵的压力表在使用前要校正。灌浆作业过程中，每隔3h将所有设备用清水清洗一次，每天用完后也要清洗。

4、主要材料及半成品

4.1 钢绞线及锚具

钢绞线的松弛级别宜为Ⅱ级松弛，其性能应符合要求。常用钢绞线的标准强度为1860Mpa。下料长度可通过计算确定。钢丝、钢绞线宜采用手提式砂轮切割机，不得采用电弧切割。当附近电焊作业时，应保护钢绞线，防止溅上焊渣或造成其他损坏。逐一检查锚具尺寸，并逐一做探伤检验。锚具存放与搬运时应妥善保护，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。长期外露的锚具，采取防锈措施。

4.2 金属波纹管

近年来，预应力孔道宜采用冷轧钢带卷制的波纹管预埋而成。波纹管在安装前宜通过1kN径向力的作用下不变形的试验，同时应作灌水试验，以检查有无渗漏现象确无变形、渗漏现象时方可使用。波纹管的连接，采用大一号同型波纹管作接头管，接头管长200mm。4.3 水泥浆

灌注常用的水泥浆28d抗压强度为30~40mpa。在符合和易性条件下，水泥浆的水灰比尽可能小些，一般不超过0.45。水泥浆的质量控制指标为：①水泥浆经过3h拌和泌水量不应超过2%，最大泌水量不得超过4%，泌水应能在24h后重新吸收;②最大自由膨胀量不超过10%;③水泥浆自调制至压入孔道的延续时间，不宜超过45min。灌浆时，每一工作班留取不少于3组试件，标准养护28d，将其抗压强度作为评定水泥浆质量的依据。

5、主要问题的处理

后张法预应力砼构件施工过程中，出现的问题主要有：一是预应力孔道堵塞，两端张拉时，钢绞线伸长量两端差别大;二是钢绞线张拉总伸长量与设计计算值差别大;三是张拉预应力后，梁端砼破碎。

5.1孔道堵塞的处理

以往采用钢管或充气橡胶管等预留孔道，先浇灌砼后再穿预应力筋的工艺，若出现预应力孔道堵塞则预应力筋无法插入，一般都造成预制构件的报废。而采用金属波纹管预留预应力孔道，先穿钢绞线再浇筑构件砼的工艺，也同样会出现该问题，但一般能通过处理解决，不必造成预制构件的报废。产生砼构件预应力孔道堵塞的原因主要是：振捣方法不当，插入式振捣器频繁碰撞波纹管，金属波纹管强度低，造成破裂被砼堵塞。可针对原因采取预防措施，如改善振捣方法并提高波纹管强度，并在砼刚浇灌后终凝前，在梁体两端适当对拉钢绞线等。

5.2 钢绞线张拉伸长量差异的处理

钢绞线张拉总伸长量与设计计算值如相差超过6%，应查明原因，如钢绞线质量(如强度或弹性模量)问题则宜及时更换钢绞线。如属于操作原因，则通过改善操作方法或认真按以下方法预防控制。

<1> 张拉时，先检查调整两端钢绞线位置，并用油漆做标记，套上工作锚、夹片和限位板。

<2> 预应力筋的伸长量应在初应力(如10%张拉力)状态下开始量测，每级张拉力通过压力表读数控制，用游标卡尺测量伸长量，做好记录。

<3> 一般设计图纸上所示的张拉力为封闭前锚具内的瞬间力，实际伸长值计算式： DL=DL1+DL2

式中： DL为后张法预应力钢绞线实际伸长值;DL1为初应力至最大张拉应力间的实测伸长值;DL2为初应力的推算伸长值(可采用相邻级的伸长值推算)。

<4> 将实际伸长值与理论伸长值进行对比，如果误差在控制范围内，则该钢绞线张拉完毕。

5.3梁端砼破碎的处理

预防措施：一是绑扎钢筋时，在构件端下部预埋3~5mm后的钢板，在构件两端的侧面埋设钢筋网;二是浇灌构件砼时，加强端部砼的振捣。出现该问题后，可由人工仔细凿除破碎部分的砼，冲洗干净后，用高强砼、环氧树脂或两者的混合物(强度不低于梁体砼的设计强度等级)修补。

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