早強(qiáng)、高強(qiáng)支座灌漿砂漿施工工藝研究

習(xí)勇超

摘 要：本文通過(guò)總結(jié)京滬高鐵、津秦客專(zhuān)、吉圖琿客專(zhuān)箱梁架設(shè)過(guò)程灌漿工藝中早強(qiáng)、高強(qiáng)支座砂漿的使用方法，介紹了簡(jiǎn)支箱梁支座砂漿灌注施工的過(guò)程控制、工藝流程、施工工藝等。

關(guān)鍵詞：早強(qiáng)；高強(qiáng)；支座灌漿；施工工藝

一、概述

900噸預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁支座灌漿是將箱梁落至事先布置在墩臺(tái)墊石內(nèi)側(cè)的臨時(shí)支撐千斤頂上，通過(guò)調(diào)整四個(gè)千斤頂油缸的伸縮量，使各支座反力與四個(gè)支座反力的平均值相差不超過(guò)±5%，支座底平面與墊石頂面的間隙為20～30mm后，采用重力方式向墊石錨栓孔內(nèi)注入無(wú)收縮早強(qiáng)高強(qiáng)支座灌漿料，使箱梁通過(guò)支座與墊石連成一體。

產(chǎn)品特征：具有良好的流動(dòng)性，自流找平，不需振搗、抹壓、無(wú)收縮、具有微膨脹性能的一種高品質(zhì)聚合物改性水泥基復(fù)合材料，施工速度快、方便快捷，具有良好的抗裂性。根據(jù)在不同的施工溫度下2個(gè)小時(shí)抗壓強(qiáng)度即可達(dá)到20Mpa，具有非常高的小時(shí)強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度高。完工后表面光滑平整，克服了傳統(tǒng)砂漿所產(chǎn)生的不平整、開(kāi)裂、剝落起粉等缺陷。有早強(qiáng)、高強(qiáng)、抗裂、高充盈等特點(diǎn)。能夠適應(yīng)冬季低溫和夏季高溫條件的施工。

適用范圍：主要用于鐵路軌道、支座填充、固定。也適用于各種工程搶修、加固工程、預(yù)制簡(jiǎn)支箱梁或現(xiàn)澆連續(xù)梁支座灌漿工程等。

二、支座灌漿工藝

早強(qiáng)、高強(qiáng)支座灌注砂漿，在高速鐵路架梁工程施工使用中，經(jīng)過(guò)工程施工人員多次試驗(yàn)、論證。摸索、總結(jié)出一套完整的施工工藝及流程圖。由于目前還沒(méi)有方便、準(zhǔn)確檢測(cè)砂漿層是否存在質(zhì)量問(wèn)題的方法，且對(duì)內(nèi)部存在質(zhì)量問(wèn)題的砂漿層修復(fù)非常困難。因此，必須選擇由鐵道部建筑材料試驗(yàn)室推薦的，且信譽(yù)好、質(zhì)量過(guò)硬的產(chǎn)品。

（一）主要性能指標(biāo)表：

（二）主要施工工具。在施工過(guò)程中需要許多輔助工具，主要機(jī)具如下：立軸砂漿攪拌機(jī)2臺(tái)，最大攪拌量100升～120升為宜。灌漿導(dǎo)流軟管，以鋼絲波紋管為宜。根據(jù)支座的型號(hào)及施工數(shù)量，可制作2套鋼制模板，其中1套32m箱梁用模板，1套

24m、 20m箱梁共用鋼制模板。磅秤、水桶、儲(chǔ)料桶、水舀或小桶。噴霧器一只，用于支座下部混凝土上加濕噴水。燃?xì)鈬姛?臺(tái)、兩千瓦熱水器兩個(gè)，用于冬季低溫時(shí)（0℃以下），加熱伴和水使用。

（三）灌漿施工工藝流程

（1）準(zhǔn)備工作。1）水灰比選定。每批砂漿進(jìn)場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)品合格證上均有一個(gè)水灰比，由于所處地域不同、施工時(shí)氣溫、溫度、濕度差異，該水灰比往往不能很好的滿(mǎn)足當(dāng)時(shí)施工要求。此時(shí)，需要對(duì)該水灰比進(jìn)行修正。為方便選擇合適的水灰比，將最近7天內(nèi)施工時(shí)所采用的水灰比及當(dāng)時(shí)施工時(shí)的氣溫、溫度等參數(shù)如實(shí)記錄，根據(jù)施工時(shí)的氣象參數(shù)選擇相近的水灰比，并現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行流動(dòng)度測(cè)試。2） 砂漿及水稱(chēng)量。 支座灌漿料對(duì)水的質(zhì)量要求較高，需達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，砂漿、水稱(chēng)量需精確至0.1kg。3） 支座墊石鑿毛。鑿毛支座就位部位的支座墊石表面時(shí)，清除預(yù)留錨拴孔中的雜物，除去浮灰，油跡，雜物等不利于粘結(jié)的物質(zhì)。用噴霧器將支承墊石表面浸濕，預(yù)埋螺栓預(yù)留孔內(nèi)不得有積水。4） 模板安裝。模板安裝時(shí)，須在模板底部加一層橡膠條用來(lái)密封，調(diào)整模板與支座的相對(duì)位置，使模板與支座的距離為50mm。（2）砂漿攪拌。用伴和水濕潤(rùn)攪拌機(jī)及導(dǎo)流管，多余積水應(yīng)排出。用磅秤、水桶稱(chēng)量砂漿和拌合水，砂漿稱(chēng)量完畢后先將砂漿倒入攪拌機(jī)內(nèi)干攪2～3分鐘，然后邊攪邊加水。當(dāng)加水至80%時(shí)，停止加水并繼續(xù)攪拌3～5分鐘，最后加入剩余20%的水，全部加入完畢后，攪拌4分鐘。將攪拌均勻的砂漿靜置4分鐘方能灌漿。砂漿攪拌時(shí)，要注意砂漿攪拌的時(shí)間，從開(kāi)始加水?dāng)嚢柚凉嘧⑼戤叢荒艹^(guò)30min。（3）支座灌漿。攪拌機(jī)應(yīng)放置梁端支座上方位置，安裝砂漿導(dǎo)流管，將導(dǎo)管一端與攪拌機(jī)連接，另一端的塑料軟管塞入支座底板下中部。灌漿前用少量清水對(duì)灌漿管進(jìn)行清洗濕潤(rùn)，沖去管內(nèi)壁的雜物。墩臺(tái)墊梁石與支座底板之間縫隙很小，灌注時(shí)應(yīng)使?jié){料緩緩流入，不能過(guò)快。攪拌機(jī)的放漿速度，以下部軟管內(nèi)漿料及時(shí)流出為宜。砂漿通過(guò)導(dǎo)流管澆注入支座空隙中，軟管不得折疊、扭曲。直至從鋼模與支座底板周邊間隙觀(guān)察到灌漿材料全部灌滿(mǎn)為止，且砂漿不得高于支座底板5mm。（4）砂漿層養(yǎng)護(hù)。灌漿料灌注完畢后需要及時(shí)的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)前，需要對(duì)砂漿料的凝固情況進(jìn)行觀(guān)察。養(yǎng)護(hù)時(shí)間夏天一般在灌注完畢后的5～10分鐘，冬天一般在灌注后的10～20分鐘，且冬天使用熱水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并用棉被進(jìn)行保溫。（5）拆模。試驗(yàn)砂漿強(qiáng)度達(dá)到20MPa后，拆除鋼模板，擰緊下支座板預(yù)埋錨拴，并拆除各支座的上下支座連接角鋼及螺栓，拆除臨時(shí)支承千斤頂，安裝支座鋼圍板。拆模時(shí)，需小心謹(jǐn)慎，防止磕碰砂漿層表面。拆模后，對(duì)砂漿層表面進(jìn)行清理。

三、施工中容易發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題、原因及采取的措施

（一）易發(fā)生的問(wèn)題、原因及采取的措施。（1）冬季施工砂漿強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員的多次觀(guān)察、試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：主要原因是施工環(huán)境溫度低、水及漿料未加熱及灌漿后的低溫養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的。經(jīng)過(guò)查閱大量的資料與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。施工時(shí)氣溫在-5℃—10℃時(shí)，此溫度范圍為存在負(fù)溫但主要為正溫的溫度條件，在此溫度范圍內(nèi)，會(huì)影響砂漿強(qiáng)度的發(fā)展速度，但不會(huì)出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象；主要采取加熱伴和水及加強(qiáng)保溫養(yǎng)護(hù)措施即可達(dá)到要求。進(jìn)入冬季施工應(yīng)提前做好各種防凍措施。關(guān)注天氣預(yù)告，每天記錄氣溫變化。施工時(shí)氣溫在-10℃—5℃時(shí)，此溫度范圍為存在負(fù)溫而且主要為負(fù)溫的溫度條件，在此溫度范圍內(nèi)，氣溫不僅會(huì)影響砂漿強(qiáng)度的發(fā)展速度，而且還可能造成槳體發(fā)生冰凍現(xiàn)象；應(yīng)采取加熱伴和水、物料、等預(yù)加熱措施和保溫加熱養(yǎng)護(hù)措施。施工時(shí)氣溫在-20℃—-5℃時(shí)，此溫度范圍完全負(fù)溫的溫度條件，在此溫度范圍內(nèi)，會(huì)嚴(yán)重影響支座砂漿2小時(shí)強(qiáng)度及后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)，并且造成槳體凍融，導(dǎo)致達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度。此種情況應(yīng)采伴和水、物料加熱措施，支座預(yù)加熱措施和保溫加熱養(yǎng)護(hù)措施。無(wú)論采取何種加熱措施物料及伴和水均不得過(guò)分加熱、一般水溫不應(yīng)超過(guò)60°在40°～60°為宜。冬季新澆筑的砼的養(yǎng)護(hù)應(yīng)采取搭設(shè)專(zhuān)用保溫棚、或采取1到2千瓦的電暖氣保暖養(yǎng)護(hù)。每個(gè)支座放置兩臺(tái)兩側(cè)對(duì)程放置，保證環(huán)境溫度大于15°。一旦發(fā)現(xiàn)砼出現(xiàn)凍融現(xiàn)象立即將整個(gè)支座灌注砼鑿除重新灌漿。在各種條件下施工，砼試件應(yīng)在同溫度條件下養(yǎng)護(hù)成型，澆注2小時(shí)后或者適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)試試件的抗壓強(qiáng)度是否滿(mǎn)足20MPa。必須在強(qiáng)度達(dá)到20MPa后，方可拆除臨時(shí)千斤頂。否則需要繼續(xù)進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)。

（二） 夏季施工砂漿在支座中的流動(dòng)速度緩慢，并有堵管現(xiàn)象。此種現(xiàn)象的出現(xiàn)一般是：環(huán)境氣溫高、墊石表面沒(méi)有提前用水濕潤(rùn)，導(dǎo)流管及砂漿攪拌機(jī)本身也吸收一部分槳體水分。攪拌機(jī)內(nèi)儲(chǔ)存的砂漿在高溫環(huán)境中槳體中水分損失較快，損失一部分水分，在灌漿過(guò)程中，槳體中的部分水分被墊石吸收造成砂漿的流動(dòng)度變小，初凝時(shí)間加快。部分砂漿在導(dǎo)流管中快速凝結(jié)造成堵管。因此在夏季高溫環(huán)境中施工，需要采取降溫措施。或適當(dāng)加大水料比。一般氣溫高于35°時(shí)，需要采取降溫措施。在攪拌時(shí)，搭置遮陽(yáng)傘，避免攪拌機(jī)及其它攪拌設(shè)備、CM-W-11砂漿材料等溫度過(guò)高；必要時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備冰柜，制備冰水作為拌合水。也可以將攪拌機(jī)和材料放在箱梁內(nèi)部，進(jìn)行攪拌和澆注。在高溫時(shí)施工，可先灌注4個(gè)錨拴孔，灌注高度與混凝土墊石基本持平或略低即可，然后再灌注支座剩余部分，直至達(dá)到施工要求。當(dāng)環(huán)境氣溫在30°左右時(shí)為防止水分流失過(guò)快，可適當(dāng)加大水料比，但CM-W-11砂漿材料對(duì)水料比十分敏感，CM-W-11砂漿配合比為：拌合水：CM-W-11砂漿=13：100，即水料比0.13。水料比過(guò)大砂漿流動(dòng)度大凝固時(shí)間長(zhǎng)，且影響后期砼強(qiáng)度的增長(zhǎng)。水料比過(guò)小砂漿凝固快，易堵塞導(dǎo)流管且支座與墊石之間縫隙很?。ㄔO(shè)計(jì)規(guī)定支座底部與墊梁石之間的厚度不小于20㎜不大于30㎜）不易達(dá)到密實(shí)，拆模后砼表面不充盈等。根據(jù)多次現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)及試驗(yàn)，周?chē)鷾囟仍?5-25°水料比定為0.125為宜。高于25°時(shí)可適當(dāng)加大水料比至0.13，灌注前應(yīng)把墊梁石表面濕潤(rùn)。

（三） 砂漿2小時(shí)前強(qiáng)度達(dá)不到20Mpa，但延長(zhǎng)一段時(shí)間后強(qiáng)度達(dá)到，拆模后砼表面出現(xiàn)水泡。原因施工時(shí)水料比大，特別是雨季墩臺(tái)墊梁石已吸水達(dá)到飽和，或者預(yù)留孔內(nèi)的雨水未清理干凈。如果此時(shí)還按照0.13的配合比施工，砂漿的流動(dòng)度加大，漿料過(guò)希，使砂漿達(dá)到20Mpa的抗壓強(qiáng)度時(shí)間延長(zhǎng)。所以雨后施工應(yīng)適當(dāng)減小水料比，用海綿將預(yù)留空內(nèi)的水分吸附干凈。

（四）拆模后砼表面氣泡多。原因是：砼灌注前的靜置時(shí)間不足，砂漿灌注預(yù)留孔后氣泡不易溢出。砂漿攪拌后必須靜置幾分鐘，否則砂漿中氣泡多，灌注完畢后支座下部的氣泡不易溢出。灌注前的砂漿靜置時(shí)間一般不少于4分鐘，使氣泡在攪拌機(jī)里充分溢出，觀(guān)察氣泡不往上翻即可，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐一般靜置3-4分鐘砂漿中起氣泡本排完。也可用附著式震動(dòng)器輔助氣泡溢出。

綜上所述，砂漿層主要用來(lái)支撐箱梁，砂漿層灌注質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到箱梁的穩(wěn)定性及列車(chē)運(yùn)行安全，因此支座灌漿應(yīng)作為900噸箱梁架設(shè)的關(guān)健工序。由于采用無(wú)收縮早強(qiáng)高強(qiáng)灌漿料，屬于采用新材料、新工藝，目前，還沒(méi)有很成就的灌注工藝及檢測(cè)方法，需要不斷完善支座灌漿施工工藝及養(yǎng)護(hù)措施，特別是低溫、高溫養(yǎng)護(hù)措施。

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