曾志平

（中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司中咨華科交通建設(shè)技術(shù)有限公司　北京市　100195）

真空灌漿技術(shù)在橋梁預(yù)應(yīng)力孔道施工中的應(yīng)用要點(diǎn)研究

曾志平

（中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司中咨華科交通建設(shè)技術(shù)有限公司北京市100195）

真空灌漿技術(shù)屬于現(xiàn)代化的施工技術(shù)，是對傳統(tǒng)技術(shù)突破，在橋梁后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，我國正在逐漸采取真空灌漿工藝來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的管道壓漿工藝。本文簡單的介紹了真空灌漿技術(shù)的特點(diǎn)，分析了真空灌漿技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用，提出了改進(jìn)和完善真空灌漿技術(shù)的措施，以供參考。

真空灌漿技術(shù)；應(yīng)用要點(diǎn)

在橋梁后張法預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不飽滿會引起預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力損失或預(yù)應(yīng)力筋斷筋，影響預(yù)應(yīng)力橋梁的整體強(qiáng)度和耐久性，減短橋梁的使用壽命，對通行安全構(gòu)成極大威脅。傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿技術(shù)的壓漿質(zhì)量存在漿體收縮大、孔道不飽滿等問題，已經(jīng)不能滿足工程建設(shè)的需要，真空灌漿技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上降低了出現(xiàn)以上問題的可能性。

1　真空灌漿技術(shù)的概述

1.1真空灌漿技術(shù)的必要性

橋梁后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，由于孔道漿體不飽滿密實(shí)和干硬后出現(xiàn)裂縫，會使預(yù)應(yīng)力筋遭受空氣或水中有害成份腐蝕。主要表現(xiàn)為：傳統(tǒng)壓漿技術(shù)施工中漿體較稀，施工中容易出現(xiàn)離析和干硬性收縮等現(xiàn)象，致使孔道內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋和結(jié)構(gòu)物粘結(jié)強(qiáng)度不夠，為工程留下隱患。而且，傳統(tǒng)壓漿技術(shù)在壓漿施工過程中容易使?jié){體中含有較多的氣泡，氣泡在混凝土硬化后會形成孔隙，成為可能含有有害成分自由水的聚集地，這些水會腐蝕預(yù)應(yīng)力筋及構(gòu)件；在北方嚴(yán)寒的地區(qū)，這些水還會在氣溫低時結(jié)成冰，脹裂管道和混凝土構(gòu)件，造成更嚴(yán)重的后果。

將真空灌漿技術(shù)應(yīng)用于橋梁預(yù)應(yīng)力孔道施工中，是將傳統(tǒng)壓漿工藝進(jìn)行改進(jìn)，使孔道灌漿工藝更加完善合理。真空灌漿技術(shù)是在真空的條件下進(jìn)行施工的，抽取真空能夠消除孔道內(nèi)的空氣和水，減少孔道內(nèi)漿體中的水泡，避免漿體離析；采用真空灌漿技術(shù)能夠有效的縮短孔道灌漿時間，加快施工進(jìn)度，節(jié)約工期；真空灌漿技術(shù)能夠很好的密封孔道，使灌漿效果更加飽滿，保證路橋灌漿施工的質(zhì)量，為保證橋梁施工質(zhì)量發(fā)揮較大的作用。

1.2真空灌漿技術(shù)的基本原理

橋梁后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)真空灌漿技術(shù)是現(xiàn)代科技下的產(chǎn)物，是對傳統(tǒng)壓漿技術(shù)的一種突破和創(chuàng)新。一般真空機(jī)和壓漿機(jī)布設(shè)在預(yù)應(yīng)力束兩端，一端布設(shè)壓漿機(jī)、另一端布設(shè)抽真空機(jī)。設(shè)備和錨座壓漿口和出漿口用透明管連接，如下圖示。它的基本原理就是用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道中產(chǎn)生-0.07～-0.09MPa左右的真空度，然后在孔道另一端以0.7MPa的壓力將攪拌好的水泥漿體通過壓漿泵壓入預(yù)應(yīng)力孔道。因?yàn)槌槿≌婵蘸罂椎纼?nèi)空氣稀薄，壓入的漿體比較不容易形成氣泡；同時，由于壓漿泵和孔道內(nèi)之間存在正負(fù)壓力差，可以使?jié){體更容易充滿孔道，提高漿體硬化后的密實(shí)度?？偟膩碚f真空灌漿技術(shù)的工作原理就是通過抽取空氣，使孔道內(nèi)呈現(xiàn)真空狀態(tài)后進(jìn)行注漿的過程[1～2]。

圖1　孔道真空灌漿示意圖

1.3真空灌漿的材料、設(shè)備要求

1.3.1管道

真空灌漿主要在孔道內(nèi)進(jìn)行的，所以在施工的過程中首先要保證的就是孔道的質(zhì)量，孔道要具有良好的密封性，防止壓強(qiáng)的侵襲和漿液的漏出?？椎酪?guī)格、尺寸、形狀和性能，和與錨具的匹配關(guān)系，應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定?？椎肋B接除了采用焊接外，應(yīng)有專用的連接接頭，此專用的聯(lián)結(jié)接頭應(yīng)保證連接處密封、牢固，且應(yīng)帶有觀察功能。

1.3.2漿體

漿體設(shè)計(jì)是壓漿工藝的關(guān)鍵之處，合適的漿體應(yīng)具有良好的和易性好，泌水性小、流動性好；硬化后孔隙率低，滲透性??；具有一定的膨脹性，能確?？椎捞畛涿軐?shí)；較高的抗壓強(qiáng)度；有效的粘接強(qiáng)度；長久的耐久性等特點(diǎn)。

1.3.3設(shè)備

真空輔助壓漿所需機(jī)具設(shè)備包括：灰漿攪拌機(jī)、真空泵、真空表及連接閥門；壓漿泵及壓力表；壓漿管、球閥、濾網(wǎng)、水管、空氣濾清器、高強(qiáng)膠管及儲漿罐等設(shè)備。

為保證壓漿過程中，空氣不得進(jìn)入孔道，壓漿機(jī)應(yīng)采用螺桿式壓漿機(jī)。此壓漿機(jī)具備多級壓力控制，在壓漿過程中能控制壓漿壓力。

拌漿設(shè)備應(yīng)采用高速攪拌設(shè)備，槳葉的轉(zhuǎn)速至少為1000r/min，槳葉的最高線速限制在15m/sec以內(nèi)；拌和時間不宜超過6min。

高壓管應(yīng)保證能承受壓漿過程中的壓力要求，特別是透明管，不僅要滿足壓力要求，還要滿足能對漿體進(jìn)行觀察的要求，防止?jié){體進(jìn)入真空泵。

2　真空灌漿技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

2.1真空灌漿技術(shù)的施工準(zhǔn)備

施工前的準(zhǔn)備工作時非常重要的，它包含了多個方面的內(nèi)容，不僅要對施工中所用到的材料、設(shè)備、輔件的型號或規(guī)范、數(shù)量進(jìn)行檢查，還要充分保證水電正常運(yùn)轉(zhuǎn)。水泥是真空灌漿的主要材料，保證了水泥的質(zhì)量以及漿液的合理配置，才能確保真空灌漿的順利施工；設(shè)備的檢查主要是真空泵和灌漿設(shè)備，真空泵如果出現(xiàn)故障，孔道內(nèi)的壓強(qiáng)沒有進(jìn)行有效的抽取，達(dá)不到施工的真空要求，在一定程度上影響了真空灌漿的實(shí)施，灌漿設(shè)備如果出現(xiàn)問題，在對孔道進(jìn)行灌漿工作時，就無法保證孔道漿液的充實(shí)度和飽滿度。水電的運(yùn)轉(zhuǎn)是施工的后勤保證，如果出現(xiàn)了問題，施工的環(huán)境就是收到一定程度的影響，從而導(dǎo)致施工工期的延長和施工效率的降低。

2.2灌漿過程的操作

2.2.1試抽真空

啟動真空泵前，關(guān)閉排氣孔和閥門3、4，打開閥門1和2；啟動真空泵后，觀察真空壓力表的讀數(shù)，壓力需能達(dá)到-0.08～-0.1MPa，且保持穩(wěn)定。如果壓力不能滿足此數(shù)據(jù)或壓力不穩(wěn)定，說明表示波紋管未能完全密封，需進(jìn)行檢查及整改。

2.2.2拌漿

拌漿前應(yīng)加水空轉(zhuǎn)攪拌機(jī)數(shù)分鐘，將積水排凈，并使其內(nèi)壁充分濕潤。然后按漿體配合比攪拌水泥漿，先將稱量好的水倒入攪拌機(jī)，之后邊攪拌邊倒入水泥，攪拌均勻，約3～5min，最后將溶于水的外加劑倒入攪拌機(jī)，再攪拌3～5min直至均勻，然后倒入漿桶。

2.2.3壓漿

（1）啟動真空泵，當(dāng)真空度達(dá)到并維持-0.08～-0.1MPa時，打開閥門1，起動壓漿機(jī)開始壓漿；

（2）當(dāng)漿體經(jīng)過透明高壓管并即將到達(dá)三通接頭時，關(guān)閉閥門2，并打開閥門3，關(guān)閉真空泵；

（3）觀察廢漿桶處的出漿情況，當(dāng)出漿流暢、穩(wěn)定且稠度與灌入的漿體相當(dāng)時，關(guān)閉閥門3，并關(guān)閉壓漿泵；

（4）沿著管道由高到低將出氣孔打開，壓漿泵繼續(xù)工作，觀察排氣孔處的出漿情況，當(dāng)出氣孔流出的漿體稠度與灌入的漿體相當(dāng)時，由低到高關(guān)閉出氣孔，以0.4～0.7MPa的壓力繼續(xù)壓漿2～3min，最后關(guān)掉壓漿泵，關(guān)閉閥門4；

（5）保留閥門1、4，拆除其他外接管及附件的設(shè)備，清洗，即完成壓漿工作。

3　改善真空灌漿技術(shù)的措施

總結(jié)福建漳永高速公路40mT梁和50m跨現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力孔道真空灌漿施工經(jīng)驗(yàn)，為提高真空灌漿質(zhì)量，應(yīng)重視做好以下工作。

3.1嚴(yán)格的進(jìn)行漿體配制

為滿足灌漿質(zhì)量的要求，應(yīng)事先進(jìn)行真空灌漿特種漿體配合比選取試驗(yàn)，選擇符合施工工程項(xiàng)目要求的漿體配合比。為改善漿體的性能，可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果加入一定的外加劑。配制好的灌漿漿體，應(yīng)具備以下技術(shù)指標(biāo)：

（1）水灰比：0.29～0.35，一般取0.33；密度：大于2000kg/m3。

（2）流動度：13～18（s），停止攪拌30min后，流動度損失不大于2s。

（3）泌水率：泌水性小于漿體初始體積的2％，四次連續(xù)測試結(jié)果的平均值小于1％，24h內(nèi)泌水能被吸收。

（4）外加劑應(yīng)具有減水、緩凝、微膨脹等功能，但不得含有鋁粉。

（5）膨脹率小于5％，對鋼絞線無腐蝕。

（6）抗壓強(qiáng)度：7d齡期的抗壓強(qiáng)度大于35MPa；28d齡期后，漿體試件抗壓強(qiáng)度大于55MPa。

3.2嚴(yán)格的控制灌漿步驟

真空灌漿的工藝流程作為一個單項(xiàng)系統(tǒng)工程，在工序安排上，要從預(yù)應(yīng)力孔道布置開始實(shí)施配套；作為一項(xiàng)操作性很強(qiáng)的項(xiàng)目，在工序?qū)嵤┲校蟛僮魅藛T熟知工作流程，技術(shù)全面，配合協(xié)調(diào)好，并做好以下灌漿工作：

（1）施工前應(yīng)先用高壓水沖洗孔道，并用高壓風(fēng)將孔道內(nèi)積水吹干。

（2）應(yīng)檢查封錨及管路氣密性，整個連接管路應(yīng)能承受1MPa的正壓力和0.1MPa的負(fù)壓力，符合要求方能開始真空灌漿施工。

（3）在灌漿之前，可以先用水灰比0.45的少許稀漿，壓入孔道潤滑孔道，以減小孔道對漿液的阻力。

（4）拌制漿體時，水、水泥和外加劑的用量必須嚴(yán)格按配合比控制；漿體進(jìn)入灌漿泵（集料桶）之前必須通過1.2mm的篩網(wǎng)過濾。

（5）漿體在拌制和壓注過程中應(yīng)連續(xù)攪拌，因延遲使用致使流動度降低的漿體應(yīng)廢棄，不得通過加水來增加其流動度。漿體自拌制至壓入孔道的延續(xù)時間，根據(jù)氣溫情況一般應(yīng)在60～90min內(nèi)（漿體流動度不大于30s）。

（6）真空灌漿施工過程中及完成后48h內(nèi)，若混凝土結(jié)構(gòu)所在地的溫度低于5℃，應(yīng)采取保溫措施。若所在地氣溫高于35℃，應(yīng)在夜間進(jìn)行灌漿施工。

（7）真空灌漿完畢，應(yīng)用干凈的自來水將真空灌漿機(jī)械設(shè)備以及壓漿管道清洗干凈，防止?jié){體硬化堵塞壓漿管或壓漿孔，損壞設(shè)備。

4　結(jié)束語

福建漳永高速公路，在真空灌漿施工7d后剝開一段波紋管，凝固的漿體外形呈設(shè)計(jì)管道形狀（圓形）；灌漿飽滿度情況大于98％，均勻性較好；強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。

綜上所述，相對于傳統(tǒng)壓漿技術(shù)而言，真空灌漿技術(shù)具有良好的孔道密封性、灌漿過程連續(xù)且迅速、漿體飽滿、泌水率低等優(yōu)點(diǎn)。橋梁后張預(yù)應(yīng)力孔道灌漿中采用真空灌漿法施工，能進(jìn)一步保證橋梁后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量，應(yīng)廣泛應(yīng)用。

[1]熊誠兵.簡析真空灌漿技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用要點(diǎn)[J].江西建材，2015，14（5）：109.

[2]陳慧恩，肖坤.芻議真空灌漿技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用與監(jiān)理[J].江西建材，2014，25（6）：163.

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1673-0038（2015）29-0282-02

2015-7-4