淺談真空輔助壓漿技術在橋梁施工中的應用

胡飛玲 浙江公路水運工程監理有限公司

陳尚新 浙江省交通運輸廳信息中心

淺談真空輔助壓漿技術在橋梁施工中的應用

胡飛玲 浙江公路水運工程監理有限公司

陳尚新 浙江省交通運輸廳信息中心

真空輔助壓漿技術能有效地提高孔道灌漿的飽滿度和密實性，是目前世界上流行的預應力鋼束壓漿工藝；文章介紹的是真空輔助壓漿技術的施工原理、壓漿設備和參數、工藝流程以及注意事項。

后張預應力；真空輔助壓漿；飽滿度；工藝流程；應用

引 言

隨著近年來我國交通事業的迅猛發展，大跨徑預應力砼橋梁的設計與施工成為流行的趨勢，后張法預應力混凝土技術以其能夠促使結構輕型化，跨越能力大，可有效避免混凝土開裂，節約工程造價，不需配備龐大的張拉設備及臺座等優點在工程中得到廣泛的應用。然而后張預應力孔道壓漿不密實的問題也早已受到廣泛關注。孔道壓漿質量的好壞，直接關系到鋼絞線的防腐，關系到結構的安全性、耐久性。

隨著科技的發展與創新，真空輔助壓漿工藝在國外已被廣泛使用。英國早于一九九八年就嚴禁使用傳統壓漿工藝而全面采用新的真空輔助壓漿工藝了，我國目前對這項技術正在推廣。隨著我國預應力橋梁的大量使用，對后張預應力孔道壓漿中采用真空壓漿法施工的工藝也越來越普遍。現結合真空輔助壓漿技術在某高速公路立交橋中的成功應用，談一談我對該項新工藝的認識。

1 工程概況

某高速公路立交橋D匝道橋0～4#墩上部結構為17.8+26+36+26m的四跨預應力砼連續箱梁，梁型為單箱單室變高度、變截面結構，采用滿堂支架法一次澆筑成型。該橋縱向最長預應力筋為107.43m，管道采用塑料波紋管。設計水泥漿強度為50MPa。

2 真空壓漿的優點及施工原理

眾所周知，壓漿效果的好壞會影響到施工的質量并直接關系到構件的使用壽命。傳統壓漿工藝，是采用壓漿法來灌漿，即在0.5～1.0Mpa的壓力下，將水灰比0.4～0.45的稀水泥漿壓入孔道。這種做法容易發生水泥漿離析、析水、干硬后收縮，產生孔隙。由于無法最大限量的壓出預應力管道內的空氣，漿體固化后可能形成氣泡或空隙，滲漏的雨水將聚積于此，雨水長期的腐蝕，對預應力筋束產生不利影響，直接給工程埋下隱患。真空壓漿與常規壓漿相比，具有以下優點：真空的形成能夠較好的導引管道內漿液順利通過管道，解決了常規壓漿泵因壓力不足等達不到理想注漿效果的問題，保證了預應力管道內水泥漿液的飽滿度和密實度；真空灌漿是一個連續且迅速的過程，節約壓漿時間，縮短工作周期；增強了固結水泥漿在孔道內的黏結力。

真空輔助壓漿法，其基本原理為：在壓漿之前，首先采用真空泵抽吸預應力孔道中的空氣，使孔道內的真空度達到80%以上，使之產生-0.08～-0.1Mpa的真空度，然后用灌漿泵將優化后的水泥漿從孔道的另一端灌入，并加以≥0.7Mpa左右的正壓力。由于孔道內只有極少的空氣，很難形成氣泡；同時，由于孔道與壓漿機之間的正負壓力差，大大提高了孔道壓漿的飽滿度和密實度。減小了水灰比，添加了專用的外加劑，提高了水泥漿的流動度，減小了水泥漿的收縮，從而保證了漿體的可施工性、充盈孔道的密實性和提高硬化漿體的強度。

另外，水灰配合比是影響灌漿質量的主要因素。老工藝的漿體采用的是單方壓入，漿體不宜太稠，水灰比一般控制在0.38～0.43范圍內。新工藝采用真空加壓灌入的方法，即使加大漿體的稠度，其流動性也能符合要求。用水量的降低又一次減少氯離子存在的可能，一般情況采用真空壓漿法的水灰比為0.3～0.35之間，從而有效提高了壓漿質量。因此真空壓漿工藝是提高后張預應力混凝土結構安全度和耐久性的有效措施。

3 真空壓漿施工工藝

3.1 真空壓漿主要設備

真空泵一臺，真空壓力表一個，磅秤一臺，螺桿式壓漿泵一臺，配套高壓橡膠管一根，灰漿攪拌機一臺，進、出口通風的氣密閥，漿桶等。

3.2 壓漿參數

水泥漿的設計是真空輔助壓漿的關鍵。一般情況下，水泥漿的技術條件應符合下列規定：

1）漿體水灰比為0.30～0.35。一般宜控制在0.33。

2）漿體泌水率最大不得超過3%，拌和3h后，其泌水率小于2%，泌水在24h內重新被漿體吸收。

3）漿體流動度控制在14～18s，拌制30min后控制在50s內。

4）通過試驗，漿體內可摻入適量膨脹劑，但其膨脹率小于5‰。

5）初凝時間不小于3h。

6）漿體攪拌及壓漿時漿體溫度小于32攝氏度。

3.3 準備工作

1）張拉施工完成后，要切除外露的鋼絞線，鋼絞線的外露量不小于30mm，上好壓漿管頭，進行預先封錨，但要保證壓漿管頭能夠拆卸，等封錨砼達到強度進行壓漿。

2）在壓漿施工前將錨墊板表面清理，保證平整，在保護罩底面與橡膠密封圈表面均涂一層玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊。

3）檢查孔道質量，清理錨墊板上的壓漿孔，保證壓漿通道通暢；如發現管道殘留有水分或臟物的話，則考慮用壓縮風機將殘留在管道中的水分或臟物排走，確保后續工作能順利進行。

4）按配合比稱量漿體材料。膨脹劑、減水劑首先溶于一部分水待用。

5）檢查材料、設備、附件的型號或規格、數量等是否符合要求。

6）按設備原理圖進行各單元體的密封連接，確保密封罩、管路各接頭的密封性。

7）檢查機具是齊備，完好；檢查供水，供電是否齊全，方便。

3.4 試抽真空

將灌漿接頭及真空泵連接好后，先給真空泵通水，將灌漿閥，排氣閥全部關閉，抽真空閥打開，啟動真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數（即管道內的真空度），管內的真空度維持在-0.08～-0.1Mpa。當孔道內的真空度保持穩定時（真空度越高越好），停泵1min，若壓力降低小于0.02MPa即可認為孔道能基本達到并維持真空。如未能滿足此數據則表示孔道未能完全密封，需在壓漿前進行檢查及更正工作。

3.5 攪拌水泥漿

攪拌水泥漿之前攪拌機內要加水空轉數分鐘，將積水倒盡，使攪拌機內壁充分濕潤，將稱量好的水（扣除用于溶化固態外加劑的那部分水）倒入攪拌機，之后邊攪拌邊倒入水泥，再攪拌3～5min直至均勻；將溶于水的外加劑和其他液態外加劑倒入攪拌機，再攪拌5～15min，然后倒入盛漿桶；倒入盛漿桶的漿體應盡量馬上泵送，否則要不停地攪拌；攪拌好的灰漿要做到基本卸盡，在全部水泥漿倒出之前不得再投入未攪和的材料，更不能采取邊攪拌邊出料的方法。

3.6 壓漿

1）螺桿式壓漿機在起動前一定要向進漿口內加水運轉片刻，來充分濕潤螺桿及螺套，否則摩擦引起的高溫會將橡膠螺套燒壞。進行正式壓漿時先將水泥漿壓出漿管，待流出的漿體濃度與灌漿泵中漿體的濃度一樣時關掉壓漿泵，將壓漿管與構件上預埋管頭連接好。

2）關閉灌漿閥，啟動真空泵，直到真空度達到并維持在-0.08～-0.1MPa時，啟動灌漿泵，打開灌漿閥開始灌漿，當漿體到達吸氣管的透明管并準備到達三通接頭時，立即關掉真空泵抽氣閥打開排漿閥；透明高壓管應盡可能長以便控制，一般不小于6m。

3）觀察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入前稠度一樣時，關掉排漿閥并繼續灌漿2～3分鐘，使管道內有一定的壓力（一般為0.7MP左右），最后關掉灌漿閥，關掉壓漿機和真空泵；漿體加壓過程中可打開泌水孔觀察漿體的灌注情況，雙閥三通接頭應在水泥漿無流動性的情況下才能取下。

3.7 清洗、排水

拆下真空泵的兩個活接頭卸下真空泵，清洗壓漿泵、攪拌機、橡膠管和閥門。如果孔道水分較多，負壓容器內會存儲較多的水，此時每進行完一束后應將排水閥打開排水，否則真空泵的啟動壓力將較高，影響抽真空的效果。

3.8 待孔道內漿體初凝后拆下預埋管頭，再將管頭處封好。

4 真空輔助壓漿施工中注意事項

一般在張拉后24小時內壓漿，如情況特殊不能及時壓漿，應采取保護措施保證錨固裝置及鋼絞線不被銹蝕，以防滑絲。

管道及封錨要符合密封要求，使孔道的真空度得到保證。為保證管道密封，在焊接鋼筋時要采取防護措施以免波紋管被燒破，波紋管各接頭要用膠帶紙纏好。在水泥封錨作出后，用雙層塑料薄膜密封并綁扎固定在錨具上。對于其他可能漏氣的連接點，采用玻璃膠及密封生料帶進行密封。

補壓及穩壓：真空泵、灌漿機停機，將抽真空連接管卸下，將出漿端球閥關閉，用預先準備鐵錘將出漿端封錨水泥敲散，露出鋼絞線間隙。再用灌漿機正常補壓穩壓。此時，從鋼絞線縫隙中會被逼出水泥漿，再持續補壓穩壓過程中，水泥漿由濃變稀，由稀變清，由流量大至滴出清水，此時灌漿及壓力表穩定在0.8～1.0 Mpa。補壓穩壓結束，關閉球閥。

為保證灌漿的連續性，根據和考慮儲備，儲漿罐的儲漿體積必須>1倍所要灌注的一條預應力孔道的體積，才予以連續灌漿。攪拌好的漿體每次應全部卸盡，在漿體全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法。

真空管放置應低于整條管道，啟動時先將連接的真空泵的水閥打開，然后開泵，關泵時先關水閥后停泵。

安裝在壓漿端及出漿端的閥門和接頭，應在灌漿后1小時內拆除并清洗干凈，以備下次再用。

灌漿管應采用足夠強度的橡膠管，以防壓漿時破裂。

操作人員應戴好防護面具，以防高壓水泥漿噴出傷人。

5 結束語

真空輔助壓漿技術是確保預應力后張法高質量灌漿的一種強有力手段，解決了壓漿的質量問題，克服了傳統壓漿工藝的不足，從根本上解決了壓漿的缺陷，提高了孔道壓漿的飽滿度與密實性，確保了預應力筋的防腐，大大提高了結構的耐久性，延長了橋梁的使用壽命。

[1]劉吉士,等.公路橋涵施工技術規范實施手冊.北京：人民交通出版社.2009

[2]于英華.真空輔助壓漿的原理及其應用.商品與質量.2009

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.036