淺談?lì)A(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)施工要點(diǎn)

李博

摘要：混凝土橋梁的損傷表現(xiàn)多樣，預(yù)應(yīng)力損失能夠?qū)е禄炷翗蛄赫w剛度和承載力下降，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的預(yù)應(yīng)力管道注漿質(zhì)量控制是確保橋梁的施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求和合理受力狀態(tài)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，本文結(jié)合預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)施工實(shí)例進(jìn)行分析，根據(jù)工程特點(diǎn)提出了在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)采用真空壓漿技術(shù)的硬件要求和施工要點(diǎn)，為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；真空壓漿；后張法

前言

后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)的公路橋梁建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力鋼筋在被拉伸后其微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生微小的變化，晶體間距離被拉大。在傳統(tǒng)后張法施工中，30m以上長(zhǎng)度的孔道壓漿后極易出現(xiàn)氣泡和孔隙，當(dāng)結(jié)構(gòu)防水層因?yàn)橥饨缱饔檬Ш?，?dǎo)致水分子及氧分子極易進(jìn)入其中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，銹蝕速度對(duì)比拉伸前有顯著增加。一旦預(yù)應(yīng)力筋腐蝕，其實(shí)際直徑會(huì)變小，導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力大幅下降，最終影響結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性。就會(huì)受到嚴(yán)重威脅。后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋主要依靠成孔材料和包裹在預(yù)應(yīng)力筋外面的漿體這兩層屏障進(jìn)行防護(hù)。

預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)是指是在壓漿之前，將孔道一端封閉，在孔道的另一端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(dá)到80%以上，然后在孔道的另一端再用壓漿機(jī)以正壓力將水泥漿壓入預(yù)應(yīng)力孔道。由于預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)可以通過(guò)有效提高灌漿密實(shí)度和飽滿度提高工程質(zhì)量與使用安全，所以現(xiàn)在逐漸成為大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中不可或缺的一環(huán)。現(xiàn)以江蘇省無(wú)錫市某大橋?yàn)槔?，淺談?lì)A(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)施工要點(diǎn)。

1 工程概況

本工程為新華路市政高架主橋，采用（96+138+96）m三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，墩身斜置，與水流方向基本平行。橋梁為整幅橋，標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)?5m，在北側(cè)梁端35m范圍內(nèi)單側(cè)展寬至28m。橋梁總長(zhǎng)318m，橋梁總面積7975m²。

上部結(jié)構(gòu)采用單箱雙室直腹板箱梁，箱梁砼強(qiáng)度等級(jí)為C55，中支點(diǎn)梁高8.2m，高跨比1/17.56；跨中梁高3.5m，高跨比1/41.14。邊跨與中跨梁高對(duì)稱，梁高按二次拋物線變化。箱梁共分19個(gè)懸臂澆筑節(jié)段，0#節(jié)段長(zhǎng)度為12.5m，其余節(jié)段長(zhǎng)度2.5m～4.0m，全橋共設(shè)置二個(gè)邊跨合龍段和一個(gè)中跨合龍段，合龍段長(zhǎng)2.5m，邊跨支架現(xiàn)澆段長(zhǎng)13.65m。

箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，即縱向、橫向、豎向均設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束。箱梁縱向按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，橫向按預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計(jì)?？v向預(yù)應(yīng)力設(shè)置在箱梁腹板、頂?shù)装逯?，橫向預(yù)應(yīng)力設(shè)置在橋面板、橫梁中，豎向預(yù)應(yīng)力設(shè)置在腹板中?？v向、橫向預(yù)應(yīng)力采用中Φ15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1860MPa，錨固體系為群錨體系。豎向預(yù)應(yīng)力采用（ΦS15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，可復(fù)拉低回縮錨具，全橋均設(shè)豎向預(yù)應(yīng)力。三向預(yù)應(yīng)力均采用真空壓漿預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)。

2 預(yù)應(yīng)力孔道真空壓漿技術(shù)硬件要求

2.1 水泥漿質(zhì)量要求

灌漿漿體的強(qiáng)度應(yīng)符合有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范要求，7天強(qiáng)度不低于30MPa，28天強(qiáng)度應(yīng)不低于40MPa。水泥漿的漿體允許水灰比為0.30～0.35。一般宜控制在0.33以下。漿體泌水率最大不得超過(guò)3%，拌和3小時(shí)后，其泌水率小于2%，泌水應(yīng)在24h內(nèi)重新被漿吸收。漿體流動(dòng)度宜控制在14～18s，拌制30分鐘后宜控制在50s內(nèi)。初凝時(shí)間應(yīng)不小于3h，攪拌及壓漿時(shí)漿體溫度應(yīng)小于35℃。

2.2 設(shè)備要求

水泥漿拌和機(jī)應(yīng)能制備具有膠稠狀的水泥漿，轉(zhuǎn)速不小于1400轉(zhuǎn)/分鐘。攪拌機(jī)要有足夠的容量，至少能保證一根束道灌漿用量（一般至少為管道體積的1.5倍），禁止邊加原料，邊攪拌，邊壓漿。如容量不夠應(yīng)另設(shè)儲(chǔ)存桶，儲(chǔ)存桶也應(yīng)設(shè)置攪拌設(shè)備，能保證邊攪拌邊壓漿。

壓漿泵應(yīng)可連續(xù)操作，對(duì)于縱向預(yù)應(yīng)力管道，能以0.7MPa的恒壓作業(yè)；對(duì)于豎向預(yù)應(yīng)力鋼材管道的壓漿最大壓力，能以0.4MPa的恒壓作業(yè)。壓漿泵應(yīng)是活塞式的或排液式的，泵及其吸入循環(huán)應(yīng)是完全密封的，以避免氣泡進(jìn)入水泥漿內(nèi)。它應(yīng)能在壓漿完成的管道上保持壓力，且裝有一個(gè)噴嘴，該噴嘴關(guān)閉時(shí)，導(dǎo)管中無(wú)壓力損失。壓力表在第一次使用前及此后監(jiān)理工程師認(rèn)為需要時(shí)應(yīng)加以校準(zhǔn)。

真空泵應(yīng)能提供不小于90%真空度的抽真空能力。在真空泵前應(yīng)配備空氣濾清器，防止抽出的漿體直接進(jìn)入真空泵而造成的真空泵的損壞。所有設(shè)備在灌漿操作中至少每3h用清潔水徹底清洗一次，每天使用結(jié)束時(shí)也應(yīng)清洗一次。根據(jù)實(shí)際需要，可用中性洗滌劑、皂液或清水對(duì)管道進(jìn)行沖洗以清除管道內(nèi)的有害材料，并用不含油的壓縮空氣將管道內(nèi)的所有積水吹出。

2.3 管道要求

預(yù)應(yīng)力管道成形材料必須滿足真空壓漿的要求。塑料波紋管必須提供生產(chǎn)廠的產(chǎn)品合格證，到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)認(rèn)真檢查產(chǎn)品質(zhì)量。塑料波紋管的連接一般應(yīng)采用熱熔焊連接，如采用直接連接應(yīng)采用專用的連接管，確保連接部位的質(zhì)量。管道的定位和布置嚴(yán)格按現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。管道在模板內(nèi)安裝完畢后，應(yīng)將其端部蓋好，防止水或其他雜物進(jìn)入。

2.4 外加劑要求

孔道灌漿漿體應(yīng)采用摻入一定數(shù)量添加劑后的特殊漿體，原材料和漿體宜采用硅酸鹽水泥，水泥的強(qiáng)度不低于42.5，水泥不得含有任何團(tuán)塊。水應(yīng)不含對(duì)預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的成分，可采用清潔的飲用水，如采用非飲用水，事先應(yīng)經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，并達(dá)到混凝土拌和用水的要求。外加劑宜采用具有低含水量、流動(dòng)性好、最小滲出及膨脹性等特性的外加劑，它們應(yīng)不得含有對(duì)預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的化學(xué)物質(zhì)，外加劑的用量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

3 預(yù)應(yīng)力孔道真空壓漿技施工要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力筋張拉后，孔道應(yīng)盡早壓漿，一般應(yīng)在48小時(shí)內(nèi)灌漿完畢。壓漿前應(yīng)清理錨墊板上的灌漿孔，將浮漿和雜物去除。檢查預(yù)應(yīng)力管道、泌水管、排氣孔、壓漿孔等，保證灌漿通道暢通。確定抽真空端及灌漿端并安裝壓漿罩，將壓漿罩安裝在準(zhǔn)確的位置。安裝同時(shí)對(duì)壓漿罩密閉性進(jìn)行檢查，特別要注意壓漿罩的排氣孔需向上放置，待漿體終凝后再將壓漿罩拆除并清洗。

將真空泵設(shè)置在抽真空端密封罩上，將密封罩排漿孔、三向閥門(mén)和真空負(fù)壓裝置以串聯(lián)方式連接起來(lái)。設(shè)備安裝完畢后將排氣閥與灌漿閥一起關(guān)閉；啟動(dòng)真空泵抽出空氣，觀測(cè)真空負(fù)壓表讀數(shù)。當(dāng)管道內(nèi)真空度到達(dá)-0.08MPa時(shí)，停泵1min再記錄負(fù)壓表讀數(shù)。如果讀數(shù)不發(fā)生變化則可判定孔道內(nèi)壓力能滿足預(yù)定要求。

灌漿作業(yè)之前應(yīng)使用拌漿機(jī)試配漿體。漿體各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)試驗(yàn)室檢驗(yàn)滿足要求后，才可以進(jìn)行制備生產(chǎn)。攪拌水泥漿之前，應(yīng)在拌漿機(jī)、儲(chǔ)料罐內(nèi)加入足量的水后空轉(zhuǎn)3分鐘，使攪拌機(jī)內(nèi)壁充分潤(rùn)濕后再倒掉積水。同批次攪拌的水泥漿需基本卸盡。未拌合的漿體材料不得在上一批次攪拌好的水泥漿卸盡之前投入。

灌漿時(shí)攪拌漿體使其水灰比、流動(dòng)度、泌水性等指標(biāo)達(dá)到技術(shù)要求的指標(biāo)。啟動(dòng)真空泵抽真空，使真空度達(dá)到-0.08～-0.1MPa并保持穩(wěn)定。啟動(dòng)灌漿泵，當(dāng)灌漿泵輸出的漿體達(dá)到要求的稠度時(shí)，將泵上的輸出管接到錨墊板上的引出管上，開(kāi)始灌漿。灌漿過(guò)程中，真空泵保持繼續(xù)工作，維持相應(yīng)的真空度。待抽真空端的透明網(wǎng)紋管中有漿體經(jīng)過(guò)時(shí)，關(guān)閉空氣濾清器前端的閥門(mén)，稍后打開(kāi)排氣閥。當(dāng)水泥漿從排氣閥順暢流出，其稠度與灌入口的漿體相當(dāng)時(shí)，關(guān)閉抽真空端所有的閥。灌漿泵繼續(xù)工作，并保持不小于0.7MPa的壓力，持壓不少于2分鐘。壓滿漿的管道應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，使在一天內(nèi)不受振動(dòng)，管道內(nèi)水泥漿在注入后48h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土溫度不得低于5"C，否則應(yīng)采取保溫措施。在壓漿后兩天，應(yīng)檢查注入端及出氣孔的水泥漿密實(shí)情況，需要時(shí)進(jìn)行處理。

每一工作班應(yīng)留取不少于3組試樣（每組為3個(gè)70.7mm×70.7mm×70.7mm立方體試件），標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28d，檢查其抗壓強(qiáng)度作為水泥漿質(zhì)量的評(píng)定依據(jù)。當(dāng)氣溫或構(gòu)件溫度低于5℃或高于32℃時(shí)，不得進(jìn)行壓漿。如應(yīng)特殊情況，事先需報(bào)針對(duì)性方案，并經(jīng)監(jiān)理同意后方可實(shí)施，管道壓漿必須有監(jiān)理工程師在場(chǎng)。施工時(shí)應(yīng)具有完備的壓漿記錄，包括每個(gè)管道的壓漿日期、水灰比及摻加料、壓漿壓力、試塊強(qiáng)度、障礙事故細(xì)節(jié)及需要補(bǔ)做的工作。這些記錄的抄件應(yīng)在壓漿后3d內(nèi)送交監(jiān)理工程師。

張拉施工完成后，切除外露多余的鋼絞線，清水沖洗，高壓風(fēng)吹干，然后進(jìn)行封錨。封錨可采用兩種方式：

（1）一種是采用專用的保護(hù)罩封錨。安裝前將錨墊板表面清理，保證平整，在保護(hù)罩底面和橡膠密封圈表面均勻涂上一層玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護(hù)罩與錨墊板上的安裝孔對(duì)正，用螺栓擰緊，注意將排氣口朝正上方。在灌漿后10小時(shí)左右拆除。（2）另一種方法是用無(wú)收縮水泥砂漿封錨。砂漿必須將錨板及夾片、外露鋼絞線全部包裹，覆蓋層厚度大于15ram。

4 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)是預(yù)應(yīng)力鋼筋后張法施工一項(xiàng)重要工藝。通過(guò)真空壓漿技術(shù)，可以使孔道內(nèi)漿體飽滿度顯著提高，保證壓漿分布均勻，消除氣泡避免產(chǎn)生空隙，有效防止預(yù)應(yīng)力鋼筋生銹腐蝕，避免預(yù)應(yīng)力損失，導(dǎo)致混凝土橋梁整體剛度和承載力下降。隨著我國(guó)交通建設(shè)飛速發(fā)展，這項(xiàng)施工速度快，施工效果好技術(shù)有著廣闊發(fā)展空間和極大的應(yīng)用價(jià)值。