真空輔助壓漿施工技術(shù)應(yīng)用

王艷鳳　呂傳彤　王　野

[摘要]結(jié)合黃敦高速公路的工程實(shí)踐詳細(xì)闡述真空輔助壓漿技術(shù)的工作原理、技術(shù)優(yōu)點(diǎn)、施工步驟和施工注意事項(xiàng)以及質(zhì)量控制指標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]預(yù)應(yīng)力混凝土 壓漿 真空輔助壓漿 真空度 水泥漿

中圖分類號(hào)：TB4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0310093－01

在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，孔道壓漿的目的主要有兩個(gè)：（1）防止預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕。（2）為預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)混凝土之間提供有效的粘結(jié)，使之形成整體。因此，在進(jìn)行孔道壓漿時(shí)要求壓入孔道的水泥漿在結(jié)硬后有可靠的密實(shí)性，能起到對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的保護(hù)作用，同時(shí)也要具備一定的粘結(jié)強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，以便將預(yù)應(yīng)力有效的傳遞給周圍的混凝土。傳統(tǒng)壓漿施工中，漿體本身和施工工藝帶有一定的局限性，主要表現(xiàn)為：灌入的漿體中常會(huì)含有氣泡，當(dāng)漿體硬化后，存集氣泡會(huì)變?yōu)榭紫?，成為自由水的聚集地。這些水可能含有有害成分，易造成預(yù)應(yīng)力筋及構(gòu)件的腐蝕；在北方嚴(yán)寒的地區(qū)，由于溫度低，這些水會(huì)結(jié)成冰，可能會(huì)脹裂管道、形成裂縫，造成嚴(yán)重的后果；另外水泥漿容易離析，析水、干硬后收縮，會(huì)產(chǎn)生孔隙，致使?jié){體強(qiáng)度不夠，粘接不好，為工程留下了隱患。為了提高孔道壓漿的質(zhì)量，必須將傳統(tǒng)壓漿工藝進(jìn)行改進(jìn)，因此真空輔助壓漿技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土孔道壓漿施工中，其先進(jìn)的工藝和優(yōu)化的漿體設(shè)計(jì)，更有效的保證了孔道壓漿的質(zhì)量，從而提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。本文著重介紹了真空輔助壓漿技術(shù)的原理、工藝流程及施工中應(yīng)重點(diǎn)控制的環(huán)節(jié)。

一、真空輔助壓漿的工作原理及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

真空輔助壓漿的工作原理是在壓漿作業(yè)之前，首先將孔道密封，用真空泵在孔道的一端抽出孔道中的空氣，使孔道內(nèi)的真空度達(dá)到負(fù)壓－0.08～－0.1Mpa,保持該真空度,在孔道的另一端用壓漿泵以0.7Mpa的正壓力將水泥漿液連續(xù)均衡地壓入孔道，直至孔道被水泥漿壓滿并達(dá)到質(zhì)量要求。跟普通壓力壓漿相比，真空輔助壓漿具有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

（一）在真空的狀態(tài)下，孔道內(nèi)的空氣、水分以及混在水泥漿中的氣泡被消除，減少了漿體孔隙、泌水現(xiàn)象。由于孔道與壓漿機(jī)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(shí)度。

（二）孔道在真空狀態(tài)下，減少了由于孔道高低彎曲而使自身形成的壓力差，便于漿體充滿整個(gè)孔道，尤其是如彎型、U型、超長(zhǎng)孔道等，更能顯示出其優(yōu)越性。

（三）工藝的優(yōu)化采用了較小的水灰比，有效的減小了水泥漿的泌水和干縮，消除了裂縫的產(chǎn)生，使壓漿的飽滿性及強(qiáng)度得到保證。

（四）真空輔助壓漿過(guò)程是一個(gè)連續(xù)且迅速的過(guò)程，縮短了壓漿時(shí)間，提高了工效。

二、真空輔助壓漿施工

（一）施工準(zhǔn)備

1．施工設(shè)備：壓漿設(shè)備和真空輔助設(shè)備主要包括強(qiáng)制式灰漿攪拌機(jī)、螺桿式壓漿泵、貯漿桶、過(guò)濾網(wǎng)、高壓橡膠管、連接管、控制閥門(mén)、真空泵、壓力表、廢漿桶（用以收集排除的水泥漿液）、負(fù)壓容器（防止水泥漿進(jìn)入和損壞真空泵）。設(shè)備連接見(jiàn)后附示意圖。

2．張拉后應(yīng)及時(shí)檢查張拉記錄及錨固情況，確認(rèn)一切正常后再準(zhǔn)備封堵錨頭壓漿。

3．切除外露鋼絞線（外露量不宜小于3cm），進(jìn)行封堵錨頭。封堵錨頭一般有兩種方式，一是采用保護(hù)罩封錨，二是用水泥砂漿封堵錨頭。

（二）壓漿施工

1．檢查設(shè)備電源、水管路、材料準(zhǔn)備到位情況，施工平臺(tái)等措施，檢查封錨及孔道密封工作，高壓水洗孔并用高壓風(fēng)將孔內(nèi)積水吹干。

2．設(shè)備連接：在壓漿端、出漿端分別接上單向和三向的密封閥門(mén)，將真空泵連接在非壓漿端上，壓漿泵連接在壓漿端。

3．試抽真空：關(guān)閉除連接真空泵外的所有排氣閥門(mén)，然后啟動(dòng)真空泵,使真空負(fù)壓達(dá)到－0.1Mpa,表明孔道密封度良好,否則表示孔道未能完全密封,須檢查和處理管道的密封情況。

4．拌制水泥漿：拌制的水泥漿其水灰比、稠度、泌水性、膨脹率要達(dá)到技術(shù)要求指標(biāo)，并進(jìn)行抽檢和制作試件。

5．抽真空：?jiǎn)?dòng)真空泵抽凈孔道內(nèi)的空氣，壓力表顯示產(chǎn)生真空負(fù)壓讀數(shù)達(dá)到-0.08Mpa～-0.1Mpa,并保持穩(wěn)定。

6．壓漿：在保持真空泵連續(xù)工作時(shí)，啟動(dòng)壓漿泵，打開(kāi)壓漿管閥門(mén)，以0.7Mpa的壓力開(kāi)始?jí)簼{。在壓漿過(guò)程中真空壓力會(huì)有所下降，此時(shí)可以從透明喉管中觀察水泥漿是否已填滿波紋管。待抽真空端的負(fù)壓容器中有漿體進(jìn)入時(shí)，關(guān)閉負(fù)壓容器的閥門(mén)，打開(kāi)閥門(mén)將水泥漿導(dǎo)向廢漿桶方向，同時(shí)關(guān)閉真空泵。當(dāng)水泥漿流出順暢且稠度與壓入的漿體相當(dāng)時(shí)，關(guān)閉抽真空端的所有氣密閥。壓漿泵保持壓漿壓力達(dá)到0.5Mpa～0.7Mpa，繼續(xù)持壓2min，然后關(guān)閉壓漿泵及壓漿端閥門(mén)，完成壓漿。

7．拆卸真空設(shè)備并清洗：除漿體進(jìn)出口閥門(mén)以外的所有外接管體及附件進(jìn)行拆卸、清洗。因孔道內(nèi)存有壓力，漿體進(jìn)出口處的球閥要在漿體初凝后拆除并清洗干凈。清洗時(shí)將球閥用扳手拆開(kāi)，在閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)時(shí)用細(xì)長(zhǎng)棒敲擊即可退出閥門(mén)內(nèi)不銹鋼球，清洗后涂上黃油可重復(fù)使用。

三、真空輔助壓漿施工時(shí)的注意事項(xiàng)

（一）孔道內(nèi)真空度

真空輔助壓漿的成功實(shí)施關(guān)鍵是能真正在預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)形成-0.08--0.1Mpa的負(fù)壓真空，要求孔道有良好的密封性。因此預(yù)應(yīng)力筋孔道無(wú)論使用何種預(yù)留孔材料成孔，均不允許有裂縫或其他缺陷存在，必須保證有足夠的密封度。同時(shí)要求波紋管具有一定的強(qiáng)度，防止砼施工時(shí)損壞，還必須與砼可靠粘結(jié)，防止孔道抽真空過(guò)程中管道癟凹。

（二）封堵錨頭

真空壓漿工藝對(duì)孔道的密封性要求較高，因而對(duì)錨具的封堵要認(rèn)真細(xì)致，使其經(jīng)受得住水泥漿正壓力和真空負(fù)壓的考驗(yàn)。張拉施工完成后，切除多余的外露鋼絞線，然后封堵錨頭。如果采用水泥砂漿封堵，建議采用建筑防水用的快速堵漏劑，節(jié)省時(shí)間，效果較好。封堵時(shí)將錨板及夾片、外露鋼絞線全部包裹起來(lái)。

（三）水泥漿設(shè)計(jì)

真空輔助壓漿在水泥漿配合比設(shè)計(jì)中做了突破性的改進(jìn)，大幅度地降低了水灰比，使壓漿密實(shí)度獲得了理想效果。水泥漿的性能是真空輔助壓漿的技術(shù)關(guān)鍵，因此，水泥漿應(yīng)具有良好的和易性、適宜的膨脹性，同時(shí)做到泌水率低，硬化后孔隙率低，抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。水泥漿應(yīng)滿足以下性能：水灰比低，范圍在0.3～0.4之間；水泥漿在拌和3h后，其泌水率不大于2％，總泌水率不超過(guò)3％，水應(yīng)在24h內(nèi)被漿體完全吸收；水泥漿稠度控制在14－18S之間，拌制30分鐘后宜控制在20－25S之間；漿體的體積收縮率＜2％；使用專用膨脹劑。

總結(jié)起來(lái)真空壓漿的幾個(gè)主要質(zhì)量控制指標(biāo)：波紋管材料（強(qiáng)度、環(huán)剛度，接頭密封性能）；工藝指標(biāo)（真空度、壓力值、水泥漿稠度、泌水性、持壓時(shí)間）。

四、真空輔助壓漿在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁中的應(yīng)用情況

筆者參建的黃敦高速公路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)均采用真空輔助壓漿施工技術(shù)，取得了較為理想的效果。以K188+207.5分離式立交橋?yàn)槔?，該橋上部結(jié)構(gòu)為25+32+32+25米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單幅底板寬7.4m，頂板寬12m。三道腹板每道分布6束OVM15-12縱向鋼絞線束，共18束。預(yù)應(yīng)力孔道采用塑料波紋管成孔。

在進(jìn)行塑料波紋管安裝施工時(shí)嚴(yán)格按坐標(biāo)控制，每50cm設(shè)置一道波紋管固定鋼筋，以防澆筑混凝土?xí)r波紋管走動(dòng)或上浮。焊接定位鋼筋時(shí)絕不能燒壞波紋管。波紋管連接采用螺絲扣連接，連接后再用塑料膠帶將接頭處密封。

張拉后切除外露鋼絞線，采用建筑防水用快速堵漏劑封堵錨頭，然后按前文所述施工步驟進(jìn)行壓漿施工。

該橋最長(zhǎng)的縱向孔道長(zhǎng)115米,孔道直徑90mm，一孔孔道從開(kāi)始?jí)簼{至壓漿飽滿約用時(shí)13min，每孔孔道壓漿所用時(shí)間基本相近。真空輔助壓漿工藝在縮短壓漿時(shí)間上是顯著的。

壓漿施工過(guò)程中未出現(xiàn)管道堵塞過(guò)不去漿現(xiàn)象。水泥漿凝結(jié)后拆除兩端球閥觀察，錨墊板上進(jìn)、排漿孔水泥漿較為密實(shí)。壓漿兩天后觀察，壓漿孔硬化水泥漿有輕微外凸。

五、結(jié)語(yǔ)

作為后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一項(xiàng)新興技術(shù)，真空輔助壓漿工藝提高了孔道壓漿質(zhì)量，從而大大提高了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用功能，因此正在逐步取代傳統(tǒng)壓漿工藝。隨著該項(xiàng)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，真空輔助壓漿工藝將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用空間。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

王艷鳳，女，工程師，現(xiàn)任吉林省建設(shè)集團(tuán)路橋公司副總經(jīng)理。