后张法预应力在水利工程混凝土施工中的应用

杨小庆

摘要：由于梁板具有良好的抗裂性、抗渗漏性、而且厚度小、跨度大等特点，因此，在水利工程建设中，预应力混凝土结构得到广泛应用。本文主要分析了后张法预应力混凝土施工技术的特征，以及其在水利工程当中的运用，同行可以参考使用。

关键词：施工技术； 应用预应力；混凝土；水利工程

0 引言

后张法指的是不需要设置专门台座，在块体或者构件上直接拉张预应力钢筋。我们可以将大型构件进行分块制作，然后在施工现场运用预应力钢筋，将其拼接成一个整体。由于后张法灵活较高，因此被广泛地应用于构筑物、大中型预应力构件、现场拼装的特种结构、现场预制、工程预制块体等各个领域。

1 预留孔道

与普通预应力钢筋外径相比（其中包括：穿过孔道的锚具外径和钢筋对焊接头处外径），孔道的直径要大10到15 mm，这样便于预应力钢筋穿入。预埋管法和抽芯法是两种常用的孔道留设方法 。

1.1 抽芯法

在我国该方法历史已很长久，其价格也比较低。但该方法不适用于孔道密集、多跨连续结构、大跨度结构、以及大型的或形状复杂的特种结构等，具有一定的局限性。抽芯法常用的是胶管抽芯法和钢管抽芯法这两种。其中，在留设直线孔道时，经常使用钢管抽芯法，即在模板内的孔道位置外预先埋设好钢管，要求各钢管长度控制在15米以内，且表面光滑、平直，钢管两端要伸出构件500 mm左右。如果构件比较长，可以将两根钢管用套管连接起来使用。在混凝土浇筑过程中和混凝土初凝后，为防混凝土与钢管凝成一体，增大抽管难度，应隔一定时间慢慢转动钢管，在正常温度下，一般在混凝土终凝前进行抽管。如果抽管太早，容易发生坍孔事故；如果太晚，混凝土和钢管会凝结在一起。使用人工或用卷扬机按照由上到下的顺序进行抽管，并保持匀速，一边抽一边转，确保孔道垂直，同时清理孔道。

胶管抽芯法不仅可以留设直线孔道，亦可留设曲线孔道，胶管弹性好.便于弯曲，一般有三层或七层夹布胶管和钢丝网橡皮管两种。胶管具有一定弹性，在拉力作用下，其断面能缩小，故在混凝土初凝后即可把胶管抽拔出来。夹布胶管质软，必须在管内充气或充水。以浇筑混凝土前，胶皮管中充入压力为0.6～0.8 MPa的压缩空气或压力水，此时胶皮管直径可增大3 mm左右，然后浇筑混凝土，待混凝土初凝后，放出压缩空气或压力水，胶管孔变小，并与混凝土脱离，随即抽出胶管，形成孔道。抽管顺序，一般应为先上后下，先曲后直。

1.2 预埋管法

预埋管采用一种金属波纹软管，是由镀锌薄钢带经波纹卷管机压波卷成，具有重量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、与混凝土黏结较好等优点。波纹管的内径为50～100 mm，管壁厚0.25～0.3 mm。除圆形管外，近年来又研制成一種扁形波纹管，可用于板式结构中，扁管的长边边长为短边边长的2.5～4.5倍。这种孔道成型方法—般均用于采用钢丝或钢绞线作为预应力钢筋的大型构件或结构中，可直接把下好料的钢丝、钢绞线在孔道成型前就穿入波纹管中，这样可以省掉穿束工序，亦可待扎道成型后再进行穿束。

2 预应力钢筋张拉

2.1 混凝土的张拉强度

应力钢筋的张拉是制作预应力构件的关键，必须按规范有关规定精心施工，张拉时构件或结构的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应低于设计强度标准值的75%。

2.2 张拉控制应力及张拉程序

预应力张拉控制应力应符合设计要求及最大张拉控制应力不能超过规定。其中后张法控制应力值低于先张法，这是因为后张法构件在张拉钢筋的同时，混凝土已受到弹性压缩，张拉力可以进一步补足；而先张法构件，是在预应力钢筋放松后，混凝土才受到弹性压缩，这时张拉力无法补足。此外，混凝土的收缩、改变引起的预应力损失，后张法也比先张法小。

2.3 张拉方法

张拉方法有一端张拉和两端张拉。两端张拉宜先在一端张拉，再在另一端补足张拉力。如有多根可一端张拉的预应力钢筋，宜将这些预应力钢筋的张拉端分别设在结构的两端。

3 孔道灌浆

3.1 孔道压浆

3.1.1 压浆前的准备工作

（1）割切锚外钢丝。露头锚具外部多余的预应力筋需割切，若采用烧割时应采取降温措施，以免预应力筋和锚具过热产生滑丝现象。

（2）封锚。锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶浆或棉花和水泥浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。封锚时应留排气孔。

（3）冲洗孔道。孔道在压浆前应用压力水冲洗，以排除孔内粉渣等杂物，保证孔道畅通，冲洗后用空压机吹去孔内积水，但要保持孔道润湿，而使水泥浆与孔壁结合良好。在冲洗过程中，如发现有冒水、漏水现象，则应及时堵塞漏洞。当发现有串孔现象，又不易处理时，应判明串孔数量，在压浆几个串孔同时压注。

3.1.2 水泥浆的拌制

（1）配合比应根据孔道形式、压浆方法、材料性能及压浆设备等因素通过试验决定。

（2）水泥浆的主要技术条件。

①水泥浆的拌和先下水再下水泥，拌和时间不少于1 min，灰浆过筛后存放于储浆桶内。此时桶内灰浆仍要低速搅拌，并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成。预应力钢筋张拉、锚团完成后，应立即进行孔道灌浆工作，以防锈蚀，增加结构的耐久。灌浆用的水泥浆，除应满足强度和凝结力的要求外，应具有较大的流动性和较小的干缩性、泌水性。应采用强度等级中低于325普通硅酸盐水泥；水灰比宜为0∶4左右。对于空隙大的孔道，可采用水泥砂浆灌浆，水泥浆及水泥砂浆的强度均不得<20 N/m2。

②灌浆前孔道应湿润、洁净。对于水平孔退，灌浆顺序应先灌下层孔道，后灌上层孔道。对于竖直孔道，应自下而上分段灌注，每段高度视施工条件而定，下段顶部及上段底部应分别设置排气孔和灌浆孔。灌浆压力0.5～0.6 MPa为宜。灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通畅。不掺外加剂的水泥浆，可采用二次灌浆法，以提高密实度。

③如闸墩预应力施工，在张拉前要对钢丝下料编束，埋设钢管、金属波纹管或塑料拔管。然后浇筑混凝土，注意运载工具严禁碰撞须应力管道，振捣器离管道应有一定的距离，以免管道变形或损坏。浇筑时要防止砂浆进入孔道。当发现有变形、移位时应立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土凝结前修整完好混凝土应一次浇筑完毕，不允许留施工缝。对塑料拔管，要求混凝土终凝后即要放气拔管。

3.2 压浆工艺

（1）孔道压浆顺序是先下后上，要将集中在一处的一次压完。其中间因故停歇时，应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净，以便重新压浆时，孔道畅通无阻。对曲线孔道和竖向孔道应由最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水。

（2）压浆应使用活塞式压浆泵，不得使用压缩空气。压浆的压力以保证压入孔内的水泥浆密实为准。

（3）压浆完毕后应认真填写施工记录。

4 体会如下：

（1）为保证混凝土施工顺利进行，需加大施工管理力度，规范实践操作流程，加强组织指挥系统建设，强化水利工程现场调度。

（2）在锚垫板后，设置2层设计外的钢筋网片，以增加承压面积，防止梁体在张拉之后，锚垫板周围的混凝土发生裂纹现象，另外，为提高张拉效果，使用50#标号的混凝土。

（3）为保证后张预应力混凝土空心板梁的混凝体的质量，需采取有效的防护措施，如：添加高效防冻剂、塑料薄膜保潮、暖棚保温等，这些防护措施也有利于在冬季进行梁混凝土浇筑施工

（4）预应力束定位是影响水利工程预应力孔道摩阻损失的重要因子，因此，我们必须进行严格控制，将索位产生的偏离减到最小，以此降低影响管道偏差的系数，避免施工时出现破损，确保管壁光滑，同时，还可有效避免混凝土浆转入孔道产生碎渣，以减少管道摩擦系数值。

（5）大力开展QC活动，并推广运用“四新技术”，以有效解决水利施工技术上的难点问题，从而提高水利工程的质量和经济效益。