淺談?wù)婵蛰o助壓漿技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

胡飛玲 浙江公路水運工程監(jiān)理有限公司

陳尚新 浙江省交通運輸廳信息中心

淺談?wù)婵蛰o助壓漿技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

胡飛玲 浙江公路水運工程監(jiān)理有限公司

陳尚新 浙江省交通運輸廳信息中心

真空輔助壓漿技術(shù)能有效地提高孔道灌漿的飽滿度和密實性，是目前世界上流行的預(yù)應(yīng)力鋼束壓漿工藝；文章介紹的是真空輔助壓漿技術(shù)的施工原理、壓漿設(shè)備和參數(shù)、工藝流程以及注意事項。

后張預(yù)應(yīng)力；真空輔助壓漿；飽滿度；工藝流程；應(yīng)用

引 言

隨著近年來我國交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，大跨徑預(yù)應(yīng)力砼橋梁的設(shè)計與施工成為流行的趨勢，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)以其能夠促使結(jié)構(gòu)輕型化，跨越能力大，可有效避免混凝土開裂，節(jié)約工程造價，不需配備龐大的張拉設(shè)備及臺座等優(yōu)點在工程中得到廣泛的應(yīng)用。然而后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實的問題也早已受到廣泛關(guān)注。孔道壓漿質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到鋼絞線的防腐，關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性。

隨著科技的發(fā)展與創(chuàng)新，真空輔助壓漿工藝在國外已被廣泛使用。英國早于一九九八年就嚴(yán)禁使用傳統(tǒng)壓漿工藝而全面采用新的真空輔助壓漿工藝了，我國目前對這項技術(shù)正在推廣。隨著我國預(yù)應(yīng)力橋梁的大量使用，對后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿中采用真空壓漿法施工的工藝也越來越普遍?，F(xiàn)結(jié)合真空輔助壓漿技術(shù)在某高速公路立交橋中的成功應(yīng)用，談一談我對該項新工藝的認(rèn)識。

1 工程概況

某高速公路立交橋D匝道橋0～4#墩上部結(jié)構(gòu)為17.8+26+36+26m的四跨預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，梁型為單箱單室變高度、變截面結(jié)構(gòu)，采用滿堂支架法一次澆筑成型。該橋縱向最長預(yù)應(yīng)力筋為107.43m，管道采用塑料波紋管。設(shè)計水泥漿強度為50MPa。

2 真空壓漿的優(yōu)點及施工原理

眾所周知，壓漿效果的好壞會影響到施工的質(zhì)量并直接關(guān)系到構(gòu)件的使用壽命。傳統(tǒng)壓漿工藝，是采用壓漿法來灌漿，即在0.5～1.0Mpa的壓力下，將水灰比0.4～0.45的稀水泥漿壓入孔道。這種做法容易發(fā)生水泥漿離析、析水、干硬后收縮，產(chǎn)生孔隙。由于無法最大限量的壓出預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的空氣，漿體固化后可能形成氣泡或空隙，滲漏的雨水將聚積于此，雨水長期的腐蝕，對預(yù)應(yīng)力筋束產(chǎn)生不利影響，直接給工程埋下隱患。真空壓漿與常規(guī)壓漿相比，具有以下優(yōu)點：真空的形成能夠較好的導(dǎo)引管道內(nèi)漿液順利通過管道，解決了常規(guī)壓漿泵因壓力不足等達不到理想注漿效果的問題，保證了預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)水泥漿液的飽滿度和密實度；真空灌漿是一個連續(xù)且迅速的過程，節(jié)約壓漿時間，縮短工作周期；增強了固結(jié)水泥漿在孔道內(nèi)的黏結(jié)力。

真空輔助壓漿法，其基本原理為：在壓漿之前，首先采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道內(nèi)的真空度達到80%以上，使之產(chǎn)生-0.08～-0.1Mpa的真空度，然后用灌漿泵將優(yōu)化后的水泥漿從孔道的另一端灌入，并加以≥0.7Mpa左右的正壓力。由于孔道內(nèi)只有極少的空氣，很難形成氣泡；同時，由于孔道與壓漿機之間的正負(fù)壓力差，大大提高了孔道壓漿的飽滿度和密實度。減小了水灰比，添加了專用的外加劑，提高了水泥漿的流動度，減小了水泥漿的收縮，從而保證了漿體的可施工性、充盈孔道的密實性和提高硬化漿體的強度。

另外，水灰配合比是影響灌漿質(zhì)量的主要因素。老工藝的漿體采用的是單方壓入，漿體不宜太稠，水灰比一般控制在0.38～0.43范圍內(nèi)。新工藝采用真空加壓灌入的方法，即使加大漿體的稠度，其流動性也能符合要求。用水量的降低又一次減少氯離子存在的可能，一般情況采用真空壓漿法的水灰比為0.3～0.35之間，從而有效提高了壓漿質(zhì)量。因此真空壓漿工藝是提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性的有效措施。

3 真空壓漿施工工藝

3.1 真空壓漿主要設(shè)備

真空泵一臺，真空壓力表一個，磅秤一臺，螺桿式壓漿泵一臺，配套高壓橡膠管一根，灰漿攪拌機一臺，進、出口通風(fēng)的氣密閥，漿桶等。

3.2 壓漿參數(shù)

水泥漿的設(shè)計是真空輔助壓漿的關(guān)鍵。一般情況下，水泥漿的技術(shù)條件應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）漿體水灰比為0.30～0.35。一般宜控制在0.33。

2）漿體泌水率最大不得超過3%，拌和3h后，其泌水率小于2%，泌水在24h內(nèi)重新被漿體吸收。

3）漿體流動度控制在14～18s，拌制30min后控制在50s內(nèi)。

4）通過試驗，漿體內(nèi)可摻入適量膨脹劑，但其膨脹率小于5‰。

5）初凝時間不小于3h。

6）漿體攪拌及壓漿時漿體溫度小于32攝氏度。

3.3 準(zhǔn)備工作

1）張拉施工完成后，要切除外露的鋼絞線，鋼絞線的外露量不小于30mm，上好壓漿管頭，進行預(yù)先封錨，但要保證壓漿管頭能夠拆卸，等封錨砼達到強度進行壓漿。

2）在壓漿施工前將錨墊板表面清理，保證平整，在保護罩底面與橡膠密封圈表面均涂一層玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊。

3）檢查孔道質(zhì)量，清理錨墊板上的壓漿孔，保證壓漿通道通暢；如發(fā)現(xiàn)管道殘留有水分或臟物的話，則考慮用壓縮風(fēng)機將殘留在管道中的水分或臟物排走，確保后續(xù)工作能順利進行。

4）按配合比稱量漿體材料。膨脹劑、減水劑首先溶于一部分水待用。

5）檢查材料、設(shè)備、附件的型號或規(guī)格、數(shù)量等是否符合要求。

6）按設(shè)備原理圖進行各單元體的密封連接，確保密封罩、管路各接頭的密封性。

7）檢查機具是齊備，完好；檢查供水，供電是否齊全，方便。

3.4 試抽真空

將灌漿接頭及真空泵連接好后，先給真空泵通水，將灌漿閥，排氣閥全部關(guān)閉，抽真空閥打開，啟動真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數(shù)（即管道內(nèi)的真空度），管內(nèi)的真空度維持在-0.08～-0.1Mpa。當(dāng)孔道內(nèi)的真空度保持穩(wěn)定時（真空度越高越好），停泵1min，若壓力降低小于0.02MPa即可認(rèn)為孔道能基本達到并維持真空。如未能滿足此數(shù)據(jù)則表示孔道未能完全密封，需在壓漿前進行檢查及更正工作。

3.5 攪拌水泥漿

攪拌水泥漿之前攪拌機內(nèi)要加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，將積水倒盡，使攪拌機內(nèi)壁充分濕潤，將稱量好的水（扣除用于溶化固態(tài)外加劑的那部分水）倒入攪拌機，之后邊攪拌邊倒入水泥，再攪拌3～5min直至均勻；將溶于水的外加劑和其他液態(tài)外加劑倒入攪拌機，再攪拌5～15min，然后倒入盛漿桶；倒入盛漿桶的漿體應(yīng)盡量馬上泵送，否則要不停地攪拌；攪拌好的灰漿要做到基本卸盡，在全部水泥漿倒出之前不得再投入未攪和的材料，更不能采取邊攪拌邊出料的方法。

3.6 壓漿

1）螺桿式壓漿機在起動前一定要向進漿口內(nèi)加水運轉(zhuǎn)片刻，來充分濕潤螺桿及螺套，否則摩擦引起的高溫會將橡膠螺套燒壞。進行正式壓漿時先將水泥漿壓出漿管，待流出的漿體濃度與灌漿泵中漿體的濃度一樣時關(guān)掉壓漿泵，將壓漿管與構(gòu)件上預(yù)埋管頭連接好。

2）關(guān)閉灌漿閥，啟動真空泵，直到真空度達到并維持在-0.08～-0.1MPa時，啟動灌漿泵，打開灌漿閥開始灌漿，當(dāng)漿體到達吸氣管的透明管并準(zhǔn)備到達三通接頭時，立即關(guān)掉真空泵抽氣閥打開排漿閥；透明高壓管應(yīng)盡可能長以便控制，一般不小于6m。

3）觀察排氣管的出漿情況，當(dāng)漿體稠度和灌入前稠度一樣時，關(guān)掉排漿閥并繼續(xù)灌漿2～3分鐘，使管道內(nèi)有一定的壓力（一般為0.7MP左右），最后關(guān)掉灌漿閥，關(guān)掉壓漿機和真空泵；漿體加壓過程中可打開泌水孔觀察漿體的灌注情況，雙閥三通接頭應(yīng)在水泥漿無流動性的情況下才能取下。

3.7 清洗、排水

拆下真空泵的兩個活接頭卸下真空泵，清洗壓漿泵、攪拌機、橡膠管和閥門。如果孔道水分較多，負(fù)壓容器內(nèi)會存儲較多的水，此時每進行完一束后應(yīng)將排水閥打開排水，否則真空泵的啟動壓力將較高，影響抽真空的效果。

3.8 待孔道內(nèi)漿體初凝后拆下預(yù)埋管頭，再將管頭處封好。

4 真空輔助壓漿施工中注意事項

一般在張拉后24小時內(nèi)壓漿，如情況特殊不能及時壓漿，應(yīng)采取保護措施保證錨固裝置及鋼絞線不被銹蝕，以防滑絲。

管道及封錨要符合密封要求，使孔道的真空度得到保證。為保證管道密封，在焊接鋼筋時要采取防護措施以免波紋管被燒破，波紋管各接頭要用膠帶紙纏好。在水泥封錨作出后，用雙層塑料薄膜密封并綁扎固定在錨具上。對于其他可能漏氣的連接點，采用玻璃膠及密封生料帶進行密封。

補壓及穩(wěn)壓：真空泵、灌漿機停機，將抽真空連接管卸下，將出漿端球閥關(guān)閉，用預(yù)先準(zhǔn)備鐵錘將出漿端封錨水泥敲散，露出鋼絞線間隙。再用灌漿機正常補壓穩(wěn)壓。此時，從鋼絞線縫隙中會被逼出水泥漿，再持續(xù)補壓穩(wěn)壓過程中，水泥漿由濃變稀，由稀變清，由流量大至滴出清水，此時灌漿及壓力表穩(wěn)定在0.8～1.0 Mpa。補壓穩(wěn)壓結(jié)束，關(guān)閉球閥。

為保證灌漿的連續(xù)性，根據(jù)和考慮儲備，儲漿罐的儲漿體積必須>1倍所要灌注的一條預(yù)應(yīng)力孔道的體積，才予以連續(xù)灌漿。攪拌好的漿體每次應(yīng)全部卸盡，在漿體全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法。

真空管放置應(yīng)低于整條管道，啟動時先將連接的真空泵的水閥打開，然后開泵，關(guān)泵時先關(guān)水閥后停泵。

安裝在壓漿端及出漿端的閥門和接頭，應(yīng)在灌漿后1小時內(nèi)拆除并清洗干凈，以備下次再用。

灌漿管應(yīng)采用足夠強度的橡膠管，以防壓漿時破裂。

操作人員應(yīng)戴好防護面具，以防高壓水泥漿噴出傷人。

5 結(jié)束語

真空輔助壓漿技術(shù)是確保預(yù)應(yīng)力后張法高質(zhì)量灌漿的一種強有力手段，解決了壓漿的質(zhì)量問題，克服了傳統(tǒng)壓漿工藝的不足，從根本上解決了壓漿的缺陷，提高了孔道壓漿的飽滿度與密實性，確保了預(yù)應(yīng)力筋的防腐，大大提高了結(jié)構(gòu)的耐久性，延長了橋梁的使用壽命。

[1]劉吉士,等.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實施手冊.北京：人民交通出版社.2009

[2]于英華.真空輔助壓漿的原理及其應(yīng)用.商品與質(zhì)量.2009

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.036