橋梁施工中真空輔助壓漿技術(shù)的有效運(yùn)用

李 福

中鐵大橋局集團(tuán)第一工程有限公司

橋梁施工中真空輔助壓漿技術(shù)的有效運(yùn)用

李 福

中鐵大橋局集團(tuán)第一工程有限公司

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的交通事業(yè)也得到了快速的發(fā)展，在建設(shè)橋隧方面對(duì)科技水平的要求越來越高。真空輔助壓漿技術(shù)作為含有較高科技含量的新興技術(shù)，在國外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，而我國目前正處在大力推廣的階段。因?yàn)閭鹘y(tǒng)壓漿工藝存在漿體不嚴(yán)實(shí)、不飽滿甚至?xí)锌锥葱纬傻娜秉c(diǎn)，導(dǎo)致水分進(jìn)入預(yù)應(yīng)力筋并使其銹蝕，大大縮短了橋梁的使用壽命。而真空輔助壓漿技術(shù)提高了預(yù)應(yīng)力孔道的密實(shí)性和飽滿性，有助于提高橋梁的質(zhì)量。目前該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在橋梁工程和隧道工程當(dāng)中。

真空輔助壓漿；橋梁工程；施工應(yīng)用

引言

在傳統(tǒng)壓力灌漿作業(yè)中，漿體和施工工藝都有一定的缺點(diǎn)，導(dǎo)致橋梁壽命縮短。近幾年真空輔助壓漿技術(shù)的出現(xiàn)，在很大程度上解決了這一難題，但是在具體運(yùn)用過程中依然要遵循基本的運(yùn)用原則，講究方法和效率，合理使用專用添加劑，保證混凝土結(jié)構(gòu)安全和耐久性。

一、真空輔助壓漿技術(shù)的特點(diǎn)、原理及優(yōu)勢(shì)

(一)真空輔助壓漿技術(shù)特點(diǎn)

真空輔助壓漿技術(shù)在與傳統(tǒng)工藝相比時(shí)，具備很多特點(diǎn)。首先，在工藝方面有了重大的突破，使工藝和漿體得到優(yōu)化，避免裂縫的產(chǎn)生，從而使施工擁有了飽滿的灌漿效果，保證了建筑的強(qiáng)度[1]。其次，在壓漿的時(shí)候，孔道內(nèi)的壓力會(huì)不同。真空輔助壓漿技術(shù)在真空的條件下將孔道內(nèi)的空氣和水分消除，利用的是塑料波紋管成型孔道，這種波紋管有很好的密封性，能夠達(dá)到真空壓漿的要求。再次，真空壓漿技術(shù)還具備的特點(diǎn)是在壓縮過程中保持連續(xù)壓縮，這樣一來大大縮減了壓縮所用的時(shí)間，使得施工非常迅速，擁有很高的施工效率。最后，真空壓漿技術(shù)擁有不同的效果，是管道內(nèi)的漿體充盈的有力保障。

(二)真空壓漿技術(shù)的原理

真空壓漿技術(shù)突破了傳統(tǒng)壓漿工藝中應(yīng)用金屬材料做波紋管的局限，采用了塑料材質(zhì)。當(dāng)完成預(yù)應(yīng)力張拉工序時(shí)，將孔道系統(tǒng)封死，這時(shí)利用的是密封罩，然后利用真空泵進(jìn)行真空處理，但是沒必要完全真空。當(dāng)真空比例達(dá)到80%以上時(shí)，利用壓漿機(jī)從與真空機(jī)工作相反的一面進(jìn)行正壓力注漿，而對(duì)壓力值也有要求，壓力值要大于0.7Mpa[2]。當(dāng)孔道被抽真空后，內(nèi)部空氣非常少，所以漿液內(nèi)很難再混入氣泡。另外，孔道與壓漿機(jī)之間存在著很大的壓力差，這種壓力差會(huì)使?jié){液受到擠壓力，從而使得其飽滿度大大提高，有效避免水分進(jìn)入漿體，使預(yù)應(yīng)力筋得到了良好的保護(hù)，橋梁的壽命有效得到延長。

(三)真空壓漿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)孔道被抽真空后，就很少有空氣存在孔道之間，多余水分在很大程度上已經(jīng)氣化，從而使?jié){液不會(huì)輕易產(chǎn)生氣泡，也不會(huì)有多余水分混入漿液，所以真空壓漿具有防腐蝕的優(yōu)勢(shì)。在壓漿過程中，壓力差能使狹窄間隙在孔道內(nèi)形成的堵漿現(xiàn)象消失，有效避免孔道堵漿。在漿體流動(dòng)方面，使?jié){體的流動(dòng)性大大提高，能夠保證管道內(nèi)部全部被沖漿，并且很少有死角出現(xiàn)，有效避免了鋼絞線與漿體之間產(chǎn)生孔洞，另外還增強(qiáng)了漿體表面的光滑性和密實(shí)性。最后真空壓漿還具有控制孔道阻力的優(yōu)勢(shì)，使水泥漿的流動(dòng)性大大提高，提高成型幾率。

二、真空輔助壓漿的工藝流程

(一)管道的密封

在管道方面首先要選擇波紋管，然后安裝波紋管，最后鋪設(shè)波紋管。在選擇波紋管的時(shí)候，強(qiáng)烈推薦使用塑料材質(zhì)的有較高強(qiáng)度的波紋管，打破傳統(tǒng)壓漿工藝中采用金屬材質(zhì)波紋管的陳規(guī)。因?yàn)樗芰喜y管擁有更好的性能，首先是塑料波紋管很難被腐蝕，具有良好的抗腐蝕性。在密封方面，由于塑料比較柔軟，實(shí)現(xiàn)密封相當(dāng)簡單，而且還是很好的絕緣體，沒有導(dǎo)電現(xiàn)象發(fā)生，能夠很好地抵抗雜散電流的腐蝕。其次，塑料波紋管能夠有很大的彎曲度，使拆裝很便捷，對(duì)于小半徑的彎曲很容易就能實(shí)現(xiàn)，并且滿足多種情況下的預(yù)應(yīng)力束的要求。

當(dāng)安裝波紋管的時(shí)候，首先要進(jìn)行管道定位鋼筋的布設(shè)。按照管道的坐標(biāo)進(jìn)行放樣，然后安設(shè)定位鋼筋，直線段保持750mm的間距，曲線段距離應(yīng)適當(dāng)縮短，最好小于500mm[3]。

鋪設(shè)波紋管應(yīng)采用電焊的方式，尤其要注意保護(hù)管壁。最后的步驟就是安裝漿孔和排氣孔，按照錨板上預(yù)先留的排氣和壓漿的孔洞進(jìn)行安裝，壓漿孔統(tǒng)一布置在孔道的下方，排氣孔在上端布置。

(二)相關(guān)設(shè)備的檢查與保養(yǎng)

設(shè)備的檢查和保養(yǎng)能夠使設(shè)備正常運(yùn)作和保證設(shè)備使用壽命。對(duì)于閥門要采取定期檢查和臨時(shí)抽查相結(jié)合的措施，并且在檢查過程中要做好相關(guān)保養(yǎng)工作，保證工作過程中設(shè)備不出現(xiàn)故障。另外在保養(yǎng)時(shí)要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行相關(guān)操作，使工作能夠順利進(jìn)行。

(三)封錨操作

當(dāng)張拉工作完成后，對(duì)外漏的鋼絞線應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，一般選用砂輪機(jī)對(duì)鋼絞線進(jìn)行切除，尤其值得注意的是外漏的鋼絞線小于25mm時(shí)就可以封錨。采用保護(hù)罩封錨的方式進(jìn)行封錨，使保護(hù)罩起到封錨罩的作用，并在壓漿后的3小時(shí)拆除[4]。然后把錨墊板的表面清理掉，使其平整，將玻璃膠涂在壓漿保護(hù)罩底面和橡膠密封表面，然后安裝橡膠密封圈。最后需要將錨墊板與保護(hù)罩之間的安裝孔對(duì)正，使用螺栓擰緊。

(四)孔道的檢查

要想使?jié){液和空氣順利被壓出，就要保證壓漿孔和排氣孔通暢。如果在作業(yè)的過程中發(fā)現(xiàn)孔道內(nèi)有殘留的贓物或水分，應(yīng)該馬上進(jìn)行處理。將無油分的壓縮空氣吸入管道，進(jìn)行清洗，然后利用化學(xué)方法清洗，例如生石灰水或氫氧化鈣澄清溶液。利用化學(xué)方法一直進(jìn)行清洗工作，直到管道內(nèi)雜物被清除干凈為止。清洗干凈的管道會(huì)有水分存在，這時(shí)還要將無油分的壓縮空氣吸入管道，使其把管道吹干。

(五)布置壓漿裝置

將密封閥門接在水泥漿出入口處，在非壓漿處連接真空泵，在壓漿端連接壓漿泵，然后用串聯(lián)的方式將負(fù)壓容器和三向閥門錨具端頭進(jìn)行連接，并在錨具端與閥門之間連接一段強(qiáng)度比較高的透明塑料管。

(六)判斷抽真空條件是否具備

當(dāng)各部件連接完成以后，應(yīng)進(jìn)行一次試驗(yàn)，判斷是否具備了抽真空的條件。在壓漿前關(guān)閉所有排氣閥門，并啟動(dòng)真空泵約10分鐘，使真空度達(dá)到-0.08～-0.1Mpa，并保持穩(wěn)定，如未能滿足此數(shù)據(jù)則表示波紋管未能完全封閉，需在繼續(xù)壓漿前進(jìn)行檢查及更正工作。

(七)拌漿作業(yè)

在真空輔助壓漿的操作過程中，拌漿工作十分重要，并且應(yīng)按照具體流程進(jìn)行操作。首先將清水加入攪拌機(jī)，進(jìn)行清水空轉(zhuǎn)，目的是使攪拌機(jī)的內(nèi)壁充分濕潤。攪拌機(jī)內(nèi)壁濕潤以后，將里邊積水全部清理。然后需要對(duì)水進(jìn)行稱量，把一定質(zhì)量的水倒入攪拌機(jī)，在攪拌的同時(shí)把水泥倒入攪拌機(jī)，一邊攪拌一邊加水泥。當(dāng)水泥全部加完以后再繼續(xù)攪拌4分鐘左右，一直到水泥均勻。然后需要添加的就是一些溶于水的幾種必要的外加劑，加完外加劑以后再攪拌10分鐘左右就可以出料了[5]。攪拌好的漿體在全部卸出前不得再投入其它原料，對(duì)于使用剩余的漿體不能采用加水的方式使其稀釋，當(dāng)然也不能出料和進(jìn)料同時(shí)進(jìn)行。

(八)壓漿作業(yè)

攪拌完以后要檢測(cè)漿體的稠度，符合要求后便可以進(jìn)行壓漿。首先將水泥漿注入壓漿泵，在壓漿泵的高壓膠管出口處會(huì)打出漿體，當(dāng)觀察到漿體的濃度與壓漿泵中的濃度相同時(shí)，便可以開始?jí)簼{。在壓漿前應(yīng)關(guān)閉除連接到真空泵以外的所有排氣閥門，然后啟動(dòng)真空泵，進(jìn)行抽空。還應(yīng)該注意的是，在壓漿過程中，要保正真空泵連續(xù)工作。當(dāng)完成一束管的壓漿時(shí)，要使用木塞封閉，并且保證水泥漿不受震動(dòng)，直到水泥漿凝固才可以。另外為了防止堵管，在移動(dòng)壓漿泵和真空泵的時(shí)候應(yīng)使壓漿泵處于工作狀態(tài)，這樣能夠保證漿體的循環(huán)流動(dòng)。

(九)配件的清洗

孔道的壓漿工作完成以后要對(duì)壓漿泵、攪拌機(jī)、空氣濾清器以及各種管道和閥門等及時(shí)進(jìn)行清理，保證所有工具的整潔，以便在后續(xù)的使用過程中不出現(xiàn)問題。

三、真空輔助壓漿的材料要求和設(shè)備選擇

(一)材料的要求

在選擇材料時(shí)，要注意采用正規(guī)廠家生產(chǎn)的具有特定效果的水泥，對(duì)水泥中化學(xué)物質(zhì)的含量也要根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行選擇，如果水泥選擇不好，那么就會(huì)給后續(xù)的一系列工作帶來連續(xù)性的影響，導(dǎo)致壓縮的效果不好，更重要的是工程的質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，使橋梁壽命大大縮減。在使用水的方面，由于真空壓縮的要求比較高，所以最好能夠使用飲用水。也就是對(duì)水中物質(zhì)的含量有所要求。硫酸鹽的含量應(yīng)小于0.1%，氯鹽含量不超過0.5%，水中還不能含有糖分和懸浮有機(jī)質(zhì)[6]。外加劑的作用是改善漿體的性能，使?jié){體發(fā)揮更好的作用，但是外加劑的使用量要在合理范圍之內(nèi)，不得超出所規(guī)定的范圍。

(二)壓漿設(shè)備的選擇

1.攪拌機(jī)

攪拌機(jī)主要是用來攪拌灰漿，使水泥和水等液體完全融合來拌制漿體。在真空輔助壓漿的過程中對(duì)攪拌機(jī)的要求并不高，可以選擇普通的攪拌機(jī)，但是需要在攪拌過程中能夠保證對(duì)水量的準(zhǔn)確控制。

2.真空灌漿組件

真空灌漿組件主要包括真空泵、真空表和連接閥門，在選擇這些組件的時(shí)候要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，確保每個(gè)組件在使用過程中都不會(huì)出現(xiàn)問題。另外還應(yīng)考慮各種組件的保養(yǎng)和檢修難度，盡量在經(jīng)濟(jì)方面也有所考慮，既經(jīng)濟(jì)，又實(shí)用。

3.壓漿組件和高壓管

壓漿組件包括壓漿泵和壓力表，選擇時(shí)基本沒有難度，常規(guī)規(guī)格就可以使用。而高管表在選擇的時(shí)候要根據(jù)不同的要求進(jìn)行仔細(xì)斟酌。要保證在壓漿過程中高壓管能夠承受很大的壓力，尤其是透明管。在滿足壓力要求的同時(shí)，還應(yīng)滿足能夠觀察漿體的特殊要求，嚴(yán)格防止?jié){體進(jìn)入真空泵的現(xiàn)象發(fā)生。

四、真空輔助壓漿的注意事項(xiàng)

(一)設(shè)置觀察閥

曲線孔道有其自身的特點(diǎn)，要結(jié)合其特點(diǎn)，設(shè)置觀察閥。觀察閥的設(shè)置辦法主要是在波紋管每個(gè)波峰的最高點(diǎn)并且靠同一端進(jìn)行設(shè)置，大約要求其比混凝土高出20cm。

(二)檢查氣密性

連通管道擁有良好的氣密性對(duì)于真空壓漿來說非常關(guān)鍵的，保證氣密性才能保證壓縮的正常進(jìn)行。所以要對(duì)整個(gè)連通管道進(jìn)行檢查，保證有良好的氣密性，如果發(fā)現(xiàn)有不合格的地方就要及時(shí)作出調(diào)整，然后開始下一道工序的進(jìn)行。

(三)按比例攪制水泥漿

在拌制水泥漿的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)已經(jīng)計(jì)劃好的水和水泥以及外加劑保持嚴(yán)格的遵循原則，不能在實(shí)際操作過程中因?yàn)椴僮魅藛T的主張而隨意改變比例，或者由于操作人員的失誤導(dǎo)致比例出現(xiàn)變化，這種做法會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致比例失調(diào)，從而影響漿體的質(zhì)量，降低工程質(zhì)量。

(四)做成功試驗(yàn)

當(dāng)水泥漿拌好以后，需要取出漿口部分的水泥漿進(jìn)行成功試驗(yàn)，通過一定的試驗(yàn)來測(cè)試相關(guān)性能，繼而可以判斷出水泥漿的質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況。

(五)過濾水泥漿

當(dāng)攪拌好水泥漿以后，不能直接將其送入儲(chǔ)漿罐，應(yīng)該用1～2cm厚的篩網(wǎng)對(duì)水泥漿進(jìn)行過濾，過濾完成以后再將水泥漿送入儲(chǔ)漿罐。

(六)按時(shí)用完

攪拌好的水泥漿盡量保證在30分鐘內(nèi)用完。因?yàn)榉胖脮r(shí)間長的水泥漿會(huì)使其流動(dòng)性大大減弱，在壓漿時(shí)，會(huì)使得混凝土的抗壓強(qiáng)度下降。還要注意的是壓漿過程要一次成功，必須要有連續(xù)性，才能夠保證水泥漿的質(zhì)量。

(七)保持一定壓漿速度

在壓漿過程中，壓漿的速度過快或速度過慢都會(huì)對(duì)混凝土的適量造成一定的影響，所以在壓漿過程中要嚴(yán)格按照規(guī)定的速度進(jìn)行，這樣才有利于筑件成型。

(八)真空泵的使用

真空泵在壓漿過程中起到了決定性的作用，所以對(duì)真空泵的放置和使用也是有要求的。首先，真空泵要放置在整條管道的最低處。其次，真空泵在啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)先打開連接真空泵的水閥，然后開泵。

(九)異常情況

在注漿時(shí)，如果出現(xiàn)注漿時(shí)間低于正常值，并且持續(xù)很長時(shí)間時(shí)，或者有冒漿等異?，F(xiàn)象發(fā)生時(shí)，應(yīng)該采取一定的措施，進(jìn)行間歇注漿。在處理異常情況時(shí)，既要結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況又要根據(jù)施工特點(diǎn)進(jìn)行妥善處理，避免盲目處理的現(xiàn)象發(fā)生。

結(jié)束語

真空輔助壓漿是一套相對(duì)完整的施工工藝，在橋梁施工中有很大應(yīng)用價(jià)值。在施工過程中要嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行，使操作人員了解該技術(shù)的原理和相關(guān)施工注意事項(xiàng)。尤其是在橋梁施工中注意真空輔助壓漿技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)在很大程度上提高施工的質(zhì)量，使橋梁的使用壽命得到延長。

[1]李剛.真空輔助壓漿技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2015 (14)：123-124.

[2]王藝緯.真空輔助壓漿技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].低碳世界，2015(19)：239-239，240.

[3]胡飛玲，陳尚新.淺談?wù)婵蛰o助壓漿技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2011(8)：73-74.

[4]趙亦民，樓海兵.基于橋梁預(yù)應(yīng)力孔道真空輔助壓漿技術(shù)及應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2013(19).

[5]張春暉，王帥.真空輔助壓漿技術(shù)在城市高架橋梁施工中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2011(23).

[6]劉晉.橋梁施工中真空輔助壓漿技術(shù)的應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版)，2012(36).