橋梁工程預(yù)應(yīng)力管道灌漿技術(shù)

陳樂輝

（樂安縣交通運(yùn)輸局，江西 撫州 344300）

0 引言

在我國交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的背景下，公路橋梁作為重要的基礎(chǔ)設(shè)施在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)公路橋梁建設(shè)的要求不斷提高，民眾對(duì)交通安全的重視度也日益提升。因此，需要加強(qiáng)公路橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用，并全面落實(shí)各項(xiàng)質(zhì)量管理措施，滿足當(dāng)前公路橋梁建設(shè)的需求，推動(dòng)我國現(xiàn)代交通事業(yè)全面發(fā)展。

1 預(yù)應(yīng)力管道真空灌漿工藝

1.1 工作原理

在壓漿工作開始之前，利用真空泵對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行抽真空操作，使管道內(nèi)部形成接近-0.1MPa 的真空度，然后使用灌漿泵將水泥漿注入管道直至充滿。在灌漿過程中，施加0.7MPa 以上的壓力，以確保灌漿工作順利進(jìn)行，提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)度。

1.2 工藝特點(diǎn)

與傳統(tǒng)壓漿施工技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力管道真空灌漿技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，在灌漿過程中，管道內(nèi)部的密實(shí)度非常好，能夠保持良好的灌漿壓力，使水泥漿液順利充滿整個(gè)管道。

第二，施工時(shí)需要利用真空泵清除管道內(nèi)部的空氣和雜質(zhì)，確保內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)，可提高灌漿效果。此外，該技術(shù)可以提高管道內(nèi)部灌漿材料的密實(shí)度和飽滿度。

第三，采用預(yù)應(yīng)力管道灌漿技術(shù)，可以消除各種裂縫問題，提高管道填充材料的強(qiáng)度和密實(shí)度。

第四，由于管道始終處于負(fù)壓狀態(tài)，水泥漿液流入更加順暢，可保持內(nèi)部填充均衡，全面提升密實(shí)度。

第五，真空灌漿可以連續(xù)進(jìn)行，并且施工速度快。正常情況下，水泥漿在負(fù)壓條件下能夠迅速流動(dòng)，不受內(nèi)部空氣阻力的影響，快速填充整個(gè)管道內(nèi)部，灌漿速度會(huì)大幅提升[1]。

2 灌漿技術(shù)工藝條件

在公路橋梁項(xiàng)目施工中，灌漿技術(shù)的種類比較多，施工單位要考慮現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，選擇合適的灌漿方式，以提高灌漿水平。無論選擇哪種灌漿技術(shù)，施工過程中都要加強(qiáng)工藝方案和技術(shù)參數(shù)的控制，確保灌漿施工質(zhì)量合格。

第一，灌漿施工環(huán)節(jié)，壓力控制效果直接影響灌漿施工質(zhì)量。在灌漿施工過程中，存在許多影響因素，如地質(zhì)條件、灌漿方法、施工材料等，會(huì)造成壓力變化，所以要加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的管控，消除不利因素的影響，確保灌漿施工壓力時(shí)刻處于合理的范圍之內(nèi)。如果施工現(xiàn)場(chǎng)為淺層區(qū)域，則灌漿壓力應(yīng)相對(duì)減小，防止造成結(jié)構(gòu)損壞。

第二，灌漿過程中，材料擴(kuò)散速度非?？?，因此需要加強(qiáng)對(duì)擴(kuò)散半徑的控制。灌漿施工中，如果漿液的擴(kuò)散半徑比較大，會(huì)造成漿液大面積覆蓋，從而影響灌漿施工效率和質(zhì)量，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的安全事故，對(duì)整個(gè)公路橋梁的運(yùn)行造成不利的影響。灌漿半徑增大的原因比較多，如灌漿壓力過大、灌漿時(shí)間過長等，所以在施工的過程中，必須加強(qiáng)對(duì)灌漿壓力和時(shí)間的控制。

第三，在灌漿工作結(jié)束后的一段時(shí)間，漿液會(huì)逐步凝固，加強(qiáng)凝固時(shí)間的控制尤為重要。由于每一種漿液材料都具備一定的黏稠性，所以結(jié)束灌漿之后，要利用漿液的這一特性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，合理加入膨脹劑等材料，將凝固時(shí)間控制在合理范圍之內(nèi)，并確保各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到精準(zhǔn)性要求，以保證凝固效果，更好地滿足工程要求，以免對(duì)公路橋梁施工質(zhì)量造成負(fù)面影響[2]。

3 灌漿加固施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

如果真空灌漿施工之前，準(zhǔn)備工作不到位，會(huì)造成灌漿施工效果無法達(dá)到要求。基于此，在施工準(zhǔn)備階段應(yīng)做好如下工作：

第一，組建高水平的施工團(tuán)隊(duì)，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。

第二，先確定裂縫或者斷裂的位置，分析形成原因，選擇合適的灌漿施工材料，再確定合理的灌漿施工方案。

第三，采購合格的施工原材料，對(duì)各種原材料的性能進(jìn)行檢測(cè)，確保每項(xiàng)指標(biāo)都符合要求后能用于工程施工。

第四，確定合理的組織施工方案，充分利用各項(xiàng)資源，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度管理，確保灌漿施工順利實(shí)施。

3.2 鉆孔

鉆孔工作中，施工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行。

首先，采用截面直徑為85～90mm 的鉆頭。

其次，準(zhǔn)確定位并使用紅漆進(jìn)行標(biāo)記。

再次，安裝鉆機(jī)，角度按照要求作出調(diào)整，和地面的標(biāo)記對(duì)正，確?？孜坏姆较?、角度和設(shè)計(jì)方案一致。

最后，在鉆孔過程中，如果遇到粉性土層，應(yīng)先在鉆孔位置埋設(shè)導(dǎo)管，按照要求進(jìn)行孔壁保護(hù)，防止鉆孔過程中塌孔。

3.3 安裝孔口管

在安裝孔口管的過程中，首先進(jìn)行引導(dǎo)孔的鉆進(jìn)作業(yè)；其次按照外露20～30cm 的標(biāo)準(zhǔn)，放置直徑50mm 的孔口管，并使用麻絲進(jìn)行填塞；最后將漿液注入孔內(nèi)。在現(xiàn)場(chǎng)安裝過程中，孔口管的角度控制非常重要，且要達(dá)到安裝牢固穩(wěn)定的效果。在污水施工區(qū)域，使用干硬性早強(qiáng)砂漿進(jìn)行填充，涌水地段則使用水泥固結(jié)混合料及增強(qiáng)型防水劑進(jìn)行填充，以保證孔口管的固定效果合格。在具體操作中，將混合料攪拌均勻后裝入多個(gè)塑料袋內(nèi)，并塞入孔內(nèi)達(dá)到固定的效果，為防止?jié){液外溢，還應(yīng)在灌漿管的外部包裹一層軟橡皮材料。

3.4 壓水試驗(yàn)

在連接灌漿管的環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)控制，并進(jìn)行壓水試驗(yàn)，確保連接的位置嚴(yán)密性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。如果在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)修復(fù)，以確保灌漿管不會(huì)影響后續(xù)施工作業(yè)。

3.5 攪拌漿液

將水、水泥、粉煤灰等按照規(guī)定的配合比加入攪拌桶之內(nèi)進(jìn)行攪拌。制作好的漿液材料應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用完畢，不能存放過長的時(shí)間，以免影響漿液材料的性能。

3.6 灌漿施工

按照從上到下的順序逐步將漿液灌入孔內(nèi)，灌漿速度控制在30～80L/min，達(dá)到飽滿度之后進(jìn)行表面的封孔作業(yè)[3]。經(jīng)過30min 后，漿液完全凝固。為避免串漿情況，應(yīng)采取分批灌漿的施工方式，每一孔的灌漿作業(yè)都要嚴(yán)格控制。漿液灌注施工過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)，每一項(xiàng)措施都要有效地落實(shí)到位，確保灌漿施工質(zhì)量合格。

3.7 灌漿密實(shí)度檢測(cè)

為了保證灌漿施工的效果，在灌漿完成之后需要檢測(cè)其密實(shí)度是否達(dá)到要求。目前主要采用超聲波檢測(cè)方法，其檢測(cè)原理是向檢測(cè)物體發(fā)射超聲波，通過測(cè)定超聲波在被檢測(cè)物體中傳輸?shù)穆曀佟⒉ǚ?、頻率等參數(shù)，確定樁體結(jié)構(gòu)是否存在缺陷。從目前的應(yīng)用效果來看，利用超聲波進(jìn)行灌漿孔道密實(shí)度檢測(cè)有檢測(cè)速度快、操作方便等明顯優(yōu)勢(shì)。如果混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)度較高，則超聲波的傳輸速度比較快，首波信號(hào)波幅和頻率較大；如果混凝土結(jié)構(gòu)存在裂縫、空洞等缺陷，則在缺陷處會(huì)發(fā)生超聲波反射。在檢測(cè)過程中，如果發(fā)現(xiàn)密實(shí)度不合格，應(yīng)進(jìn)行二次灌漿施工[4]。

3.8 封堵灌漿口

在灌漿施工達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定高度后，需要繼續(xù)灌漿10min。灌漿工作結(jié)束之后，立即進(jìn)行灌漿口的封閉作業(yè)，并連續(xù)24h 持續(xù)觀測(cè)，確定是否存在任何故障問題。

首先，結(jié)合漿液的固結(jié)面檢測(cè)鉆孔位置上的灌漿質(zhì)量是否達(dá)到要求。

其次，做好現(xiàn)場(chǎng)灌漿料、灌漿壓力的記錄工作，并進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)，分析是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

最后，抽取灌漿孔數(shù)的5%進(jìn)行壓水試驗(yàn)，在該環(huán)節(jié)要確定地質(zhì)條件等因素對(duì)施工的影響，從而提升灌漿水平。如果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)灌漿施工質(zhì)量不合格，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行返修處理。

4 公路橋梁預(yù)應(yīng)力技術(shù)質(zhì)量控制

4.1 錨具和鋼絞線的選擇

鋼絞線和錨具都是橋梁預(yù)應(yīng)力施工的關(guān)鍵。為了保證預(yù)應(yīng)力施工合格，需要加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)[5]。

第一，公路橋梁施工中，預(yù)應(yīng)力鋼材包含冷拉預(yù)應(yīng)力鋼絲、低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、預(yù)應(yīng)力鋼筋等，在材料的選擇過程中，要進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)，主要包括外觀質(zhì)量、伸長率、屈服荷載等參數(shù)，以選擇最佳的施工材料。

第二，選擇合適的預(yù)應(yīng)力錨固方式。如果使用后張預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行公路橋梁施工，則應(yīng)選擇機(jī)械錨固或摩擦錨固的方式[6]。機(jī)械錨固主要是采用機(jī)械生產(chǎn)的方式加工錨具，再應(yīng)用高強(qiáng)度的鋼絞線和預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行錨固處理。在公路預(yù)應(yīng)力施工中，機(jī)械錨固方式應(yīng)用非常普遍，其施工效率較高，應(yīng)力損失較小，可以作為當(dāng)前公路橋梁灌漿施工的主要方式。摩擦錨固是在鋼筋連接穩(wěn)定之后，利用旋轉(zhuǎn)錨具的方式進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。該方式操作方便，形式多樣[7]。

4.2 預(yù)應(yīng)力鋼筋鋪設(shè)

第一，預(yù)應(yīng)力鋼筋施工應(yīng)達(dá)到平直順暢的效果。固定張拉端時(shí)，應(yīng)和模板保持垂直的狀態(tài)，并安裝固定承壓裝置，防止在澆筑過程中發(fā)生后移現(xiàn)象[8]。

第二，預(yù)應(yīng)力鋼筋施工應(yīng)按照規(guī)定的要求進(jìn)行坐標(biāo)定位，在定位過程中，如果橋梁和路基結(jié)構(gòu)的非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋存在沖突，應(yīng)以預(yù)應(yīng)力鋼筋為主導(dǎo)，調(diào)節(jié)其他鋼筋。在現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)非預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不能截?cái)噤摻?，?yīng)調(diào)整鋼筋的距離。

第三，預(yù)應(yīng)力鋼筋綁扎作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照要求確定綁扎施工的位置，并加強(qiáng)對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的控制。如果選擇焊接的方式進(jìn)行連接，應(yīng)使用支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，以免影響焊接施工效果。施工結(jié)束之后，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保預(yù)應(yīng)力鋼筋和波紋管的質(zhì)量都達(dá)到要求[9]。

4.3 橋梁導(dǎo)管灌漿

在張拉工作結(jié)束之后，孔道壓漿是保證預(yù)應(yīng)力鋼筋施工質(zhì)量的重要措施[10]。

第一，配置合格的水泥漿液，使用連接器進(jìn)行孔道注漿作業(yè)，保證水泥強(qiáng)度超過30MPa，密實(shí)度符合要求，并制作3 組試件養(yǎng)護(hù)28d，作為灌漿施工質(zhì)量監(jiān)督管理的主要措施。此外，在灌漿環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)漿液配置控制，使用減水率超過20%的外加劑，并加入一定量的粉煤灰材料。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度的控制，保證抗壓強(qiáng)度超過50MPa，抗折強(qiáng)度超過10MPa。

第二，在灌漿施工后的48h 內(nèi)，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)，確保環(huán)境溫度在5～35℃之間，防止溫度過高或過低影響施工的效果。如有必要，應(yīng)用溫度控制設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度的調(diào)節(jié)。對(duì)于某些埋設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在錨固件安裝完成之后應(yīng)進(jìn)行全面檢測(cè)，確保其符合設(shè)計(jì)要求才能進(jìn)行水泥漿灌注施工?；炷敛牧蠞仓鳂I(yè)過程中，需要加強(qiáng)材料質(zhì)量性能控制，要求塌落度為100mm，若使用C40 級(jí)混凝土施工，強(qiáng)度應(yīng)超過30MPa。

第三，預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度性能達(dá)到預(yù)期要求后，即可將預(yù)制構(gòu)件拆除并分析預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)參數(shù)，評(píng)定預(yù)應(yīng)力質(zhì)量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

在公路橋梁事業(yè)高速發(fā)展的背景下，預(yù)應(yīng)力管道灌漿技術(shù)在公路橋梁項(xiàng)目中發(fā)揮了重要作用。在預(yù)應(yīng)力管道灌漿技術(shù)施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)灌漿施工技術(shù)控制，以有效發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升橋梁預(yù)應(yīng)力管道施工總體水平，進(jìn)而充分滿足道路交通通行需要。