在我國(guó)公路建設(shè)過程中，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁已得到廣泛使用。采用后張法預(yù)制混凝土梁時(shí)，為保證梁體的預(yù)應(yīng)力效果及結(jié)構(gòu)的耐久性，需向含有預(yù)應(yīng)力筋的孔道壓力注漿。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不飽滿引起的預(yù)應(yīng)力筋的銹蝕、有效預(yù)應(yīng)力的損失，是對(duì)橋梁使用壽命的最大威脅，將直接影響預(yù)應(yīng)力橋梁的整體強(qiáng)度和耐久性。國(guó)內(nèi)外對(duì)此相繼開展了一些研究，多數(shù)采用無損檢測(cè)技術(shù)，主要包括沖擊回波法（I E）、表面波頻譜成像法（SASW）、超聲波成像法（UT）、探地雷達(dá)法（GPR）、超聲相陣法等。但是，由于各種檢測(cè)方法的原理、范圍、精度等因素有所區(qū)別，工程界一直期待一種穩(wěn)定高效的檢測(cè)方法，使無損檢測(cè)技術(shù)能夠在橋梁檢測(cè)上發(fā)揮更大的作用。
針對(duì)這種情況，筆者首先分析了波紋管壓漿存在的問題以及引起問題的原因，提出了減少波紋管施工缺陷的方法灌漿料。
存在的缺陷及原因調(diào)查
波紋管壓漿不密實(shí)會(huì)銹蝕鋼絞線，使預(yù)應(yīng)力提前喪失，造成橋梁壽命縮短。波紋管形成缺陷主要是水泥漿未充滿整個(gè)波紋管，導(dǎo)致波紋管頂部有較大的月牙形空隙，甚至有露筋現(xiàn)象。而另一現(xiàn)象則是壓漿漿體強(qiáng)度不夠，不能使壓漿體、鋼絞線、混凝土梁體形成統(tǒng)一整體。造成該質(zhì)量缺陷的主要原因有:1. 水泥漿與外加劑選用不當(dāng)，致使水灰比偏大。
2. 水泥漿配制時(shí)流動(dòng)性和泌水率不符合要求，使部分波紋管被泌出的水分占據(jù)，水分被吸收或蒸發(fā)后造成空洞。
3. 施工人員壓漿操作不正確，壓漿速度太快或者是壓漿壓力偏低，在壓漿時(shí)未等出漿孔冒出濃漿即停止壓漿。
4. 壓漿時(shí)，由于壓漿不當(dāng)或機(jī)械故障等原因，導(dǎo)致壓漿中止，但對(duì)前面壓漿后的波紋管又未及時(shí)清洗，致使再次壓漿時(shí)，由于堵塞而無法正常進(jìn)行，形成內(nèi)部空洞。
5. 對(duì)需要特殊處理的部位仍按一般操作進(jìn)行壓漿，導(dǎo)致壓漿不密實(shí)。
6. 出漿孔位置不對(duì)，未在波紋管的最高點(diǎn)，因而在出漿孔有漿體外溢時(shí)，誤以為波紋管內(nèi)漿體己滿；另外，高處殘留空氣無法排出，導(dǎo)致壓漿失效，也會(huì)造成波紋管已壓實(shí)的假象。
7. 在進(jìn)行梁體混凝土振搗時(shí)，振搗器碰到波紋管，波紋管開裂，使得混凝土漏入，阻斷波紋管，壓漿料不能通過。
預(yù)防處理措施
由于水泥漿灌入波紋管后還沒有切實(shí)可行的壓漿質(zhì)量檢測(cè)方法，因此施工中采取保證壓漿質(zhì)量的措施就顯得尤為重要。通?？梢詮囊韵聨追矫嫒胧譁p少缺陷。
（1）改善壓漿漿體的收縮性漿體灌注以后，由于水分蒸發(fā)、水泥水化等因素的影響，漿體體積會(huì)產(chǎn)生一定的收縮，使已經(jīng)密實(shí)的波紋管產(chǎn)生空洞。
為了保證波紋管內(nèi)水漿密實(shí)，可以在水泥漿中加入少量的鋁粉，或者摻入7% 以內(nèi)的膨脹劑，使壓漿漿體在硬化過程中膨脹，但膨脹率不應(yīng)大于5%。
（2）改善壓漿漿體的流動(dòng)性波紋管壓漿采用純水泥漿，水灰比在0.40 ～ 0.45 之間，但是漿體易泌水收縮產(chǎn)生孔隙。為了提高波紋管壓漿的飽滿度和密實(shí)性，減少泌水和體積收縮，就需要改善漿體的組分，配制高性能壓漿材料。為了提高水泥漿的流動(dòng)性，可在水泥漿中摻入適量的外加劑，根據(jù)相關(guān)研究，可以加入占水泥重0.7% 的FDN-2 高效減水劑，該減水劑的摻入解決了降低水灰比、用水量與提高漿體流動(dòng)度之間的矛盾。這時(shí)水灰比可減至0.36 ～ 0.38，流動(dòng)度控制在20s 以內(nèi)，水泥漿的泌水率最大不超過3%，拌和后3h 泌水率宜控制在2%。（3）壓漿用氣孔的正確設(shè)置按照相關(guān)要求，為了確保順利壓漿，需要在構(gòu)件兩端及波紋管相應(yīng)位置設(shè)置壓漿孔和排氣孔，孔距不宜大于12m，孔徑不宜小于16m m。排水孔一定要設(shè)在每跨曲線波紋管的最低點(diǎn)，開口向下，主要用于排除壓漿前波紋管內(nèi)沖洗用水或養(yǎng)護(hù)時(shí)進(jìn)入波紋管的水分。泌水口設(shè)在每跨曲線波紋管的最高點(diǎn)處，開口向上，露出梁面的高度一般不小于3O c m，泌水管用于排除波紋管壓漿后水泥漿的泌水。壓漿前一定要對(duì)上述設(shè)置口進(jìn)行嚴(yán)密檢查，所有設(shè)置均符合要求后再進(jìn)行壓漿工序。
（4）加強(qiáng)施工質(zhì)量管理若施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，不重視該項(xiàng)工作，就可能發(fā)生波紋管注漿缺陷的問題。因此，要建立專門的壓漿施工隊(duì)伍或?qū)κ┕と藛T進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使他們能夠嚴(yán)格執(zhí)行壓漿的各個(gè)步驟，并在施工現(xiàn)場(chǎng)建立工序負(fù)責(zé)制度，使各個(gè)環(huán)節(jié)都有專人負(fù)責(zé)，責(zé)任到人。
（5）控制波紋管質(zhì)量波紋管剛度、強(qiáng)度、密封性、接縫咬合牢固等實(shí)驗(yàn)指標(biāo)必須達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。不能出現(xiàn)漏漿、接頭滲漏及變形、銹蝕現(xiàn)象。安裝時(shí)，波紋管的連接采用大一號(hào)同型波紋管，接頭長(zhǎng)度處于200mm ～300mm 之間，接頭兩端用密封膠帶或塑料熱縮管封裹。如今國(guó)內(nèi)外開始使用的塑料波紋管具有強(qiáng)度高、剛度大、密封性好、施工性好、耐腐蝕性強(qiáng)、波紋管摩阻力系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，克服了金屬波紋管的缺點(diǎn)，是解決上述問題的理想途徑。
掃描式?jīng)_擊回波法（IES）檢測(cè)技術(shù)
（1）檢測(cè)基本原理I E 方法一直被認(rèn)為是一種對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行無損檢測(cè)的強(qiáng)有力工具。該測(cè)試方法不僅符合美國(guó)A S T M St a n d a r dC1883-98 厚度確定標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，也符合美國(guó)A S T M ACI228. 2R-98 確定空洞、蜂窩、裂縫、分層等缺陷標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。
掃描式?jīng)_擊回波方法（I E S 法）是在I E 方法的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的利用不同直徑的鋼球作為激發(fā)源發(fā)展為采用機(jī)械控制的激發(fā)源，同時(shí)將固定的單個(gè)傳感器變換為滾動(dòng)式傳感器，將信號(hào)發(fā)射與接收同步進(jìn)行，與此同時(shí)測(cè)試結(jié)果適時(shí)保存于主機(jī)處理器中，從而提高測(cè)試速度。
（2）檢測(cè)缺陷判別標(biāo)準(zhǔn)用小錘或者沖擊器作為激振源在混凝土表面沖擊來產(chǎn)生應(yīng)力波，然后由放置在沖擊器附近的接收傳感器接收反射回來的壓縮波，經(jīng)過主機(jī)分析用于計(jì)算混凝土的厚度、探測(cè)內(nèi)部的孔洞、裂縫、剝離等缺陷。對(duì)于無缺陷的平板、路面，沖擊回波試驗(yàn)中就會(huì)得到一個(gè)板底面的發(fā)射波，這樣在已知壓縮波的波速時(shí)，就可以計(jì)算板的厚度，從而推斷缺陷。
橋梁預(yù)應(yīng)力波紋管壓漿現(xiàn)狀與檢測(cè)技術(shù)
如圖1 所示，接收器接收到反射波后，通過快速傅立葉轉(zhuǎn)換時(shí)間域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻域數(shù)據(jù)，然后確定回波的頻率峰值f，計(jì)算結(jié)構(gòu)的厚度和缺陷D=（b×VP）/2f（其中b 是形狀系數(shù)，對(duì)板/ 墻來說是0.96，對(duì)于梁和柱該值更小，根據(jù)厚度和寬度的比值確定，V P 是壓縮波波速）。測(cè)試結(jié)束后，經(jīng)過計(jì)算，生成三維圖形，對(duì)應(yīng)所測(cè)區(qū)域的厚度值，厚度從薄到厚依次對(duì)應(yīng)的顏色為黑色、紫色、藍(lán)色、綠色、黃色、橙色、紅色、白色，并且波紋管位置顏色與周圍顏色按上述順序相差一個(gè)間隔或多個(gè)間隔時(shí)，即可判定為波紋管內(nèi)部存在壓漿缺陷。
（3）工程案例利用I E S 定位技術(shù)對(duì)承德某高速箱梁進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)最上端注漿孔可能存在缺陷，在波紋管兩側(cè)端頭與彎角比較大的容易出現(xiàn)缺陷的地方設(shè)置測(cè)區(qū)，波紋管兩端測(cè)區(qū)長(zhǎng)為1.5m，測(cè)線間距10cm ；拐彎區(qū)域測(cè)區(qū)長(zhǎng)為1m，測(cè)線間距5cm，按照預(yù)先方案，測(cè)線從左向右，從下向上進(jìn)行檢測(cè)。
檢測(cè)發(fā)現(xiàn)波紋管轉(zhuǎn)彎處以及波紋管右端壓漿情況良好，而波紋管左端測(cè)區(qū)內(nèi)存在問題，從波紋管左端測(cè)區(qū)右側(cè)開始，繼續(xù)布置I E S 測(cè)區(qū)檢測(cè)，直到檢測(cè)結(jié)果顯示存在壓漿密實(shí)部分，左端第二個(gè)測(cè)區(qū)檢測(cè)結(jié)果見圖2。在圖中，紅色彎曲部分即為波紋管走向，而波紋管位置白色部分因?yàn)榕c周圍顏色相差一個(gè)間隔，可以判定為該處為缺陷部分，處于測(cè)線10 ～50 之間。經(jīng)過測(cè)試計(jì)算，得到缺陷長(zhǎng)度大約為190c m 左右。
針對(duì)這種情況，筆者首先分析了波紋管壓漿存在的問題以及引起問題的原因，提出了減少波紋管施工缺陷的方法灌漿料。
最后，結(jié)合承德某高速工程，利用國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)的I E S 檢測(cè)技術(shù)，分析該技術(shù)用于預(yù)應(yīng)力波紋管壓漿缺陷檢測(cè)的可行性。
存在的缺陷及原因調(diào)查
波紋管壓漿不密實(shí)會(huì)銹蝕鋼絞線，使預(yù)應(yīng)力提前喪失，造成橋梁壽命縮短。波紋管形成缺陷主要是水泥漿未充滿整個(gè)波紋管，導(dǎo)致波紋管頂部有較大的月牙形空隙，甚至有露筋現(xiàn)象。而另一現(xiàn)象則是壓漿漿體強(qiáng)度不夠，不能使壓漿體、鋼絞線、混凝土梁體形成統(tǒng)一整體。造成該質(zhì)量缺陷的主要原因有:1. 水泥漿與外加劑選用不當(dāng)，致使水灰比偏大。
2. 水泥漿配制時(shí)流動(dòng)性和泌水率不符合要求，使部分波紋管被泌出的水分占據(jù)，水分被吸收或蒸發(fā)后造成空洞。
3. 施工人員壓漿操作不正確，壓漿速度太快或者是壓漿壓力偏低，在壓漿時(shí)未等出漿孔冒出濃漿即停止壓漿。
4. 壓漿時(shí)，由于壓漿不當(dāng)或機(jī)械故障等原因，導(dǎo)致壓漿中止，但對(duì)前面壓漿后的波紋管又未及時(shí)清洗，致使再次壓漿時(shí)，由于堵塞而無法正常進(jìn)行，形成內(nèi)部空洞。
5. 對(duì)需要特殊處理的部位仍按一般操作進(jìn)行壓漿，導(dǎo)致壓漿不密實(shí)。
6. 出漿孔位置不對(duì)，未在波紋管的最高點(diǎn)，因而在出漿孔有漿體外溢時(shí)，誤以為波紋管內(nèi)漿體己滿；另外，高處殘留空氣無法排出，導(dǎo)致壓漿失效，也會(huì)造成波紋管已壓實(shí)的假象。
7. 在進(jìn)行梁體混凝土振搗時(shí)，振搗器碰到波紋管，波紋管開裂，使得混凝土漏入，阻斷波紋管，壓漿料不能通過。
預(yù)防處理措施
由于水泥漿灌入波紋管后還沒有切實(shí)可行的壓漿質(zhì)量檢測(cè)方法，因此施工中采取保證壓漿質(zhì)量的措施就顯得尤為重要。通?？梢詮囊韵聨追矫嫒胧譁p少缺陷。
（1）改善壓漿漿體的收縮性漿體灌注以后，由于水分蒸發(fā)、水泥水化等因素的影響，漿體體積會(huì)產(chǎn)生一定的收縮，使已經(jīng)密實(shí)的波紋管產(chǎn)生空洞。
為了保證波紋管內(nèi)水漿密實(shí)，可以在水泥漿中加入少量的鋁粉，或者摻入7% 以內(nèi)的膨脹劑，使壓漿漿體在硬化過程中膨脹，但膨脹率不應(yīng)大于5%。
（2）改善壓漿漿體的流動(dòng)性波紋管壓漿采用純水泥漿，水灰比在0.40 ～ 0.45 之間，但是漿體易泌水收縮產(chǎn)生孔隙。為了提高波紋管壓漿的飽滿度和密實(shí)性，減少泌水和體積收縮，就需要改善漿體的組分，配制高性能壓漿材料。為了提高水泥漿的流動(dòng)性，可在水泥漿中摻入適量的外加劑，根據(jù)相關(guān)研究，可以加入占水泥重0.7% 的FDN-2 高效減水劑，該減水劑的摻入解決了降低水灰比、用水量與提高漿體流動(dòng)度之間的矛盾。這時(shí)水灰比可減至0.36 ～ 0.38，流動(dòng)度控制在20s 以內(nèi)，水泥漿的泌水率最大不超過3%，拌和后3h 泌水率宜控制在2%。（3）壓漿用氣孔的正確設(shè)置按照相關(guān)要求，為了確保順利壓漿，需要在構(gòu)件兩端及波紋管相應(yīng)位置設(shè)置壓漿孔和排氣孔，孔距不宜大于12m，孔徑不宜小于16m m。排水孔一定要設(shè)在每跨曲線波紋管的最低點(diǎn)，開口向下，主要用于排除壓漿前波紋管內(nèi)沖洗用水或養(yǎng)護(hù)時(shí)進(jìn)入波紋管的水分。泌水口設(shè)在每跨曲線波紋管的最高點(diǎn)處，開口向上，露出梁面的高度一般不小于3O c m，泌水管用于排除波紋管壓漿后水泥漿的泌水。壓漿前一定要對(duì)上述設(shè)置口進(jìn)行嚴(yán)密檢查，所有設(shè)置均符合要求后再進(jìn)行壓漿工序。
（4）加強(qiáng)施工質(zhì)量管理若施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，不重視該項(xiàng)工作，就可能發(fā)生波紋管注漿缺陷的問題。因此，要建立專門的壓漿施工隊(duì)伍或?qū)κ┕と藛T進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使他們能夠嚴(yán)格執(zhí)行壓漿的各個(gè)步驟，并在施工現(xiàn)場(chǎng)建立工序負(fù)責(zé)制度，使各個(gè)環(huán)節(jié)都有專人負(fù)責(zé)，責(zé)任到人。
（5）控制波紋管質(zhì)量波紋管剛度、強(qiáng)度、密封性、接縫咬合牢固等實(shí)驗(yàn)指標(biāo)必須達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。不能出現(xiàn)漏漿、接頭滲漏及變形、銹蝕現(xiàn)象。安裝時(shí)，波紋管的連接采用大一號(hào)同型波紋管，接頭長(zhǎng)度處于200mm ～300mm 之間，接頭兩端用密封膠帶或塑料熱縮管封裹。如今國(guó)內(nèi)外開始使用的塑料波紋管具有強(qiáng)度高、剛度大、密封性好、施工性好、耐腐蝕性強(qiáng)、波紋管摩阻力系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，克服了金屬波紋管的缺點(diǎn)，是解決上述問題的理想途徑。
掃描式?jīng)_擊回波法（IES）檢測(cè)技術(shù)
（1）檢測(cè)基本原理I E 方法一直被認(rèn)為是一種對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行無損檢測(cè)的強(qiáng)有力工具。該測(cè)試方法不僅符合美國(guó)A S T M St a n d a r dC1883-98 厚度確定標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，也符合美國(guó)A S T M ACI228. 2R-98 確定空洞、蜂窩、裂縫、分層等缺陷標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。
掃描式?jīng)_擊回波方法（I E S 法）是在I E 方法的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的利用不同直徑的鋼球作為激發(fā)源發(fā)展為采用機(jī)械控制的激發(fā)源，同時(shí)將固定的單個(gè)傳感器變換為滾動(dòng)式傳感器，將信號(hào)發(fā)射與接收同步進(jìn)行，與此同時(shí)測(cè)試結(jié)果適時(shí)保存于主機(jī)處理器中，從而提高測(cè)試速度。
（2）檢測(cè)缺陷判別標(biāo)準(zhǔn)用小錘或者沖擊器作為激振源在混凝土表面沖擊來產(chǎn)生應(yīng)力波，然后由放置在沖擊器附近的接收傳感器接收反射回來的壓縮波，經(jīng)過主機(jī)分析用于計(jì)算混凝土的厚度、探測(cè)內(nèi)部的孔洞、裂縫、剝離等缺陷。對(duì)于無缺陷的平板、路面，沖擊回波試驗(yàn)中就會(huì)得到一個(gè)板底面的發(fā)射波，這樣在已知壓縮波的波速時(shí)，就可以計(jì)算板的厚度，從而推斷缺陷。
橋梁預(yù)應(yīng)力波紋管壓漿現(xiàn)狀與檢測(cè)技術(shù)
如圖1 所示，接收器接收到反射波后，通過快速傅立葉轉(zhuǎn)換時(shí)間域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為頻域數(shù)據(jù)，然后確定回波的頻率峰值f，計(jì)算結(jié)構(gòu)的厚度和缺陷D=（b×VP）/2f（其中b 是形狀系數(shù)，對(duì)板/ 墻來說是0.96，對(duì)于梁和柱該值更小，根據(jù)厚度和寬度的比值確定，V P 是壓縮波波速）。測(cè)試結(jié)束后，經(jīng)過計(jì)算，生成三維圖形，對(duì)應(yīng)所測(cè)區(qū)域的厚度值，厚度從薄到厚依次對(duì)應(yīng)的顏色為黑色、紫色、藍(lán)色、綠色、黃色、橙色、紅色、白色，并且波紋管位置顏色與周圍顏色按上述順序相差一個(gè)間隔或多個(gè)間隔時(shí)，即可判定為波紋管內(nèi)部存在壓漿缺陷。
（3）工程案例利用I E S 定位技術(shù)對(duì)承德某高速箱梁進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)最上端注漿孔可能存在缺陷，在波紋管兩側(cè)端頭與彎角比較大的容易出現(xiàn)缺陷的地方設(shè)置測(cè)區(qū)，波紋管兩端測(cè)區(qū)長(zhǎng)為1.5m，測(cè)線間距10cm ；拐彎區(qū)域測(cè)區(qū)長(zhǎng)為1m，測(cè)線間距5cm，按照預(yù)先方案，測(cè)線從左向右，從下向上進(jìn)行檢測(cè)。
檢測(cè)發(fā)現(xiàn)波紋管轉(zhuǎn)彎處以及波紋管右端壓漿情況良好，而波紋管左端測(cè)區(qū)內(nèi)存在問題，從波紋管左端測(cè)區(qū)右側(cè)開始，繼續(xù)布置I E S 測(cè)區(qū)檢測(cè)，直到檢測(cè)結(jié)果顯示存在壓漿密實(shí)部分，左端第二個(gè)測(cè)區(qū)檢測(cè)結(jié)果見圖2。在圖中，紅色彎曲部分即為波紋管走向，而波紋管位置白色部分因?yàn)榕c周圍顏色相差一個(gè)間隔，可以判定為該處為缺陷部分，處于測(cè)線10 ～50 之間。經(jīng)過測(cè)試計(jì)算，得到缺陷長(zhǎng)度大約為190c m 左右。
初步分析為壓漿時(shí)波紋管內(nèi)部堵塞，造成通漿不暢，形成空洞部分。
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