橋梁預應力錨索真空輔助灌漿施工技術

教波盧洪彥

1 中國水利水電第一工程局有限公司第三分局

2 中國水利水電第一工程局有限公司第五分局 吉林 132200

橋梁預應力錨索真空輔助灌漿施工技術

教波1盧洪彥2

1 中國水利水電第一工程局有限公司第三分局

2 中國水利水電第一工程局有限公司第五分局 吉林 132200

真空輔助灌漿技術是利用機械能使預孔道內只有極少的空氣，很難形成氣泡，制造出孔道與灌漿泵之間的正負壓力差，大大提高了孔道灌漿的飽滿度和密實度。如灌漿原材料中再添加專用的添加劑，減小水灰比提高水泥漿的流動度，愈減小水泥漿的收縮，從而更保證了漿體的充盈孔道的密實性并提高硬化漿體的強度。實踐表明，真空灌漿施工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，具有質量可靠性和適合施工推廣的特點。

預應力錨索；真空輔助灌漿；施工技術

1 工程概況

福建集美大橋C4合同段主線起點樁號K3+195（10＃墩），終點樁號K6+65（63＃墩），總長2870m，上部結構的箱梁采用節段預制、安裝，共2345榀梁。橋面分三副：左右幅為汽車道，中間幅為BRT道。采用的是短線匹配預制、上行式橋機節短拼裝的施工工藝，根據該施工工藝要求、設計要求，為確保預應力錨索張拉后的錨固灌漿施工質量，錨索體內縱向預應力孔道灌漿采用真空輔助灌漿施工工藝，橫向預應力采用普通灌漿施工工藝做充填和錨固。

2 真空輔助灌漿原理

在灌漿之前，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-（0.06～0.1）MPa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，由于孔道與灌漿機之間存在正負壓力差，很大程度上保證并提高孔道灌漿的飽滿度和密實度。如果添加了專用的添加劑，更會減小水灰比提高水泥漿的流動度，減小水泥漿的收縮，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強度。因此真空輔助灌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 真空輔助灌漿施工工藝流程

施工工藝流程如圖1。

圖1 預應力錨索真空輔助灌漿施工工藝流程圖

4 真空輔助灌漿施工技術關鍵過程控制

4.1 槽口封錨

在錨索體內預應力張拉達到設計值后，用砂輪切割機切除外露鋼絞線，外露長度不得小于30mm。對工作錨、夾片、外露鋼絞線進行初步封錨，封錨材料為C20砂漿。封錨絕對要防止鋼絞線、夾片間的縫隙在槽口灌漿時進入管道，堵塞灌漿；同時禁止錨頭的夾片、鋼絞線產生銹蝕。

槽口灌漿前確認錨墊板通氣孔暢通，并將灌漿鋼管絲牙包上生膠帶擰進錨墊板通氣孔內，用活動扳手擰緊，防止在封錨時脫落或進漿。

在完成一個“T”構施工或合攏束張拉施工后對錨固端進行槽口封錨，封錨材料采用與箱梁等強度的灌漿材料。要求灌漿密實充滿槽口，防止漏氣真空度不足或者形成不了真空狀態的現象。對于底齒板、頂齒板、邊跨墩頂梁的封錨采用鋼模板對整個錨墊板進行封錨，封錨厚度20cm。

4.2 清洗管道

在槽口封錨強度達到10MPa后對即將灌漿的管道用滿足砼拌和要求的潔凈水進行沖洗。目的是將管道中的浮沉、雜物及鋼絞線上的灰塵等沖洗干凈，同時潤滑管道壁。

檢查管道是否通暢，確保灌漿順暢；對不通的管道查明原因，在灌漿前處理完畢。

檢查管道在箱梁拼縫處是否漏水，對漏水的進行開V型槽口，用高強水泥或環氧砂漿料密封，并確保粘接強度。

檢查管道是否串孔，對出現串孔的管道做好記錄，在灌漿時多備漿體材料，確保一次完成串孔管道的灌漿。

清洗方法為將灌漿泵至進漿端的管路連接好，開啟灌漿泵向管道內壓入沖洗水，在出漿端均勻的流出清水后停止。

為防止管道內的存留的水對鋼絞線的銹蝕，采用空壓機（3m3/min以上流量供風速即可）在管道的一端壓入壓縮空氣，將管道內留存的沖洗水排出。

對清洗后管道在24小時內完成管道的灌漿工作。

4.3 試抽真空

按照圖2所示的連接方式，于出漿管端連接真空泵進行試抽真空環節操作。對于錨索錨固真空輔助灌漿施工，試抽真空是在灌漿前檢查管道密封性的一環不可缺少的工序。將進漿端閥門關閉，出漿端管路連接至真空泵，開啟真空泵對管道抽真空直到真空度≤－0.07MPa時，關閉真空泵停止抽氣，停約1分鐘，壓力表讀數變化小于0.01MPa時即證明管道滿足真空灌漿要求。試抽真空目的是在正式抽真空灌漿前確保管道能達到規定的真空度,從作業前提上保證錨固漿液灌注施工的質量。

圖2 錨索端口出漿端管路連接示意圖

4.4 制漿

4.4.1 真空輔助灌漿漿液性能

與傳統的普通灌漿漿液相比，真空灌漿漿液在配制時須遵循以下原則：

(1)改善漿液的性質，降低水灰比，減少結石孔隙率，降低泌水率，消除漿液灌注過程中的離析現象。

(2)降低硬化漿液的孔隙率，堵塞外部滲入水通道。

(3)減少和補償在凝結硬化過程中的收縮變形，防止裂縫產生。

4.4.2 真空灌漿主要技術要求：

(1)流動度要求

拌和后的流動度13～18s;

在管道出口處的流動度>15s。

(2)水灰比

0.3～0.4（重量比）;

最佳值根據綜合因素確定。

(3)泌水性

小于水泥漿初始體積的2%;

四次連續測試結果的平均值小于1%;

拌和后2h水泥漿泌水應能全部被吸收。

(4)漿體強度

漿液結石抗壓強度≥55Mpa；

(5)根據以上配置原則、技術要求及試驗工程師的認可，水泥漿的配合比最終確定為：

水泥（P.O52.5）：CGAD外加劑：水＝1：0.09：0.349(重量比)

4.4.3 拌制漿體

漿液的拌制順序采取先加水，開動攪拌機再加外加劑；水和外加劑攪拌均勻后，最后加水泥。加水泥時在前一袋攪拌融合后，再加下一袋，防止攪拌不均勻形成混凝土干包或者不均勻顆粒。

制漿機為高速攪漿機，每罐400L攪拌時間為3～5min。

4.5 真空輔助灌漿的施工

用于真空灌漿的設備包括標準灌漿設備（灌漿機、高壓喉管、隔離式壓力表、密封球閥、水泥漿測試用具等）和抽真空設備（真空泵、負壓容器、一個三通連接管、密封球閥、加固透明喉管等）兩大部分。灌漿端（進漿端）采用傳統灌漿工作程序，抽真空端（出漿端）工作程序見圖2所示。

真空輔助灌漿工藝技術操作步驟：

(1)真空輔助灌漿準備工作，連接進漿端、出漿端管路。

(2)關閉除連接至真空泵的所有閥門及排氣孔，啟動真空泵，抽取真空，使真空度≥-0.07MPa。

(3)在保持真空泵運作的同時，開始灌漿端灌漿機（活塞式灌漿泵），開始灌漿。

(4)觀察透明喉管水泥漿是否注滿波紋管，繼續加壓直至水泥漿到達安裝負壓容器上方的三向閥門。

(5)操作三向閥門隔離真空泵及水泥漿，同時將水泥漿導向廢漿容器。繼續灌漿直至所溢出的漿液符合要求（出現濃漿，流出時流暢、穩定流量并不出現不規則的擺動）。

(6)關閉真空泵，關閉出漿閥門并繼續灌漿，并管道內保持壓力0.5～0.7MPa，并穩壓不少于2min。

(7)拆除進漿和出漿閥門以后的設備，然后接到另一組孔道，按以上步驟重新開始灌漿。

5 結 語

我國高速公路和鐵路客運專線的大批量建設，為交通干擾、減少土地占用等原因，高架特大橋梁建設形式也隨之大量采用，預應力錨索灌漿施工技術也在逐漸廣泛應用并促進橋梁建設施工技術的進步，使橋梁的設計性能和施工技術取得進步；真空輔助灌漿就是這樣一項比較成熟可靠的技術，也借此希望能給類似預應力錨固工程以借鑒。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.030

教波（碩士學歷，工程師）：中國水利水電第一工程局（三分局） 吉林省 永吉縣郵編 132200；

盧洪彥（本科學歷，工程師）：中國水利水電第一工程局（五分局）遼寧省 大連市郵編 116041。