橋梁預應力真空壓漿施工技術的探討

摘要：真空壓漿是近年來興起的一種新技術，克服了傳統壓漿技術中不密實性的問題，對壓漿的質量有了一定的保證，可以從根源上解決橋梁壓漿的密實問題，能大大提高孔道壓漿的飽滿度和密實度，有效阻止了預應力筋的防腐，較大提高了整個結構的耐久性，促進橋梁使用壽命的延長。目前在橋梁的預應力施工中正在推廣使用。

關鍵詞：橋梁;預應力;真空壓漿;施工工藝;技術

1"真空壓漿原理

在采用真空壓漿法進行孔道壓漿施工之前，首先應對孔道進行密封，接著采用真空泵從孔道的一端將孔道內的空氣抽出，通常應將孔道到真空度控制在0.07MPa;保持該真空度，然后在孔道的另一端采用壓漿機將水泥漿液壓入到孔道內，壓漿機的正壓力應不小于"0.7MPa，壓漿的過程應確保連續均衡，最好將孔道壓滿水泥漿液，同時應確保其符合質量要求。在進行真空壓漿過程中，會在孔道內形成負壓，這樣可能會減小漿體的水灰比和縮短壓漿試漿。同時對泌水和干縮的過程起到減緩的作用，從而對孔道內的空氣產生西寶作用而影響其氣泡的形成，通過這種方式可以確保孔道后漿的飽滿度和密實度能夠符合要求。

與傳統的壓漿工藝相比，真空壓漿工藝具有以下優點：

（1）真空壓漿工藝所使用的水泥漿水灰比較小，這樣可以有效的減小水泥漿的泌水，同時對干縮變形有一定的減輕作用。

（2）在真空負壓的作用下，水泥漿中的漿液會首先進入負壓容器中，這樣使得孔道中漿體的稠度保持一致的操作有了可靠的保證，從而提高了水泥漿的密實度和強度。

（3）真空壓漿施工作業是一個快遞、連續的過程，這大大的提高施工效率，同時確保了孔道內漿體的均勻性。

（4）在真空負壓的作用下，孔道內的氣體會被有效的抽出，從而難以孔道內形成氣泡，確保了漿體的密實度。

（5）當孔道處于真空負壓的狀態下時，可以有效的減小漿體自身的壓力差，從而使整個孔道充滿漿體。

2"工程實例

本工程為立體交叉跨線橋，橋的全長為80.08m，截面寬度為17.855m+33.00m+17.831m，橋梁結構的形式為無橋臺V型斜腿剛架橋。在鋼架部分的施工中需要采用預應力技術，混凝土的設計強度為"50MPa。預應力的張拉采用的后張法，孔道的壓漿全部采用真空壓漿技術。

3"""施工設備及工藝流程

在真空壓漿法中主要用到的施工機械有水泥攪拌機、壓漿泵以及其附屬的壓力表等，同時還需要用到的設備包括真空泵、壓力表以及控制盤;空氣濾清器，主要是起到防止稀漿進行真空泵的作用;廢漿桶，主要是用于使用過的稀漿液的棄置;加筋泌水管，應滿足強度要求，能夠承受較大的負壓力;氣密錨帽以及氣密閥。真空壓漿施工工藝流程如圖1所示。

圖2""真空壓漿施工工藝流程圖

（1）設備連接。在孔道的入口段和出口端應分別接上單項和"3"項的密封閥門。真空泵的連接位置應為孔道的非壓漿端，接著將空氣濾清器、3"項閥門以及錨具蓋帽進行相連，采用串聯的方式，同時應采用透明管對錨具蓋帽和閥門進行連接（見圖2）。

圖2""設備連接示意圖

（2）試抽真空。將所有的排氣閥門均關閉，只留有連接真空泵的排氣閥門開啟，接著連接電源起到真空泵，10min"之后如果真空負壓能夠達到"0.1MPa，這就可以表明孔道的密封性良好，滿足施工要求，否則就表明孔道的波紋管未能安全密封，無法滿足要求，應對孔道進行檢查，并采措施確保密封性。

（3）拌制水泥漿。根據設計好的配合比進行水泥漿的拌制，應確保水泥漿滿足水灰比、稠度以及泌水性的要求，同時應進行抽獎，并制作相應的試件。水泥漿的配置參數見表"1。

表1""水泥漿的配置參數表

（4）抽真空。起到位于孔道一段的真空泵對孔道內的空氣進行抽取，直到真空負壓力表的讀數達到-0.06MPa～0.1MPa，同時穩定保持這個壓力數值。

（5）壓漿。在保持真空泵的壓力數值時，啟動壓漿泵，同時打開壓漿管閥門，并以"0.7MPa"以上的壓力將水泥漿壓入到孔道內。在壓漿施工過程中，會出現真空壓力降低的現象，這時可以通過透明喉嚨管中觀察水泥漿是否已填滿波紋管。當抽真空端的空氣濾清器中有漿體進入時，即可關閉空氣濾清器的閥門，同時打開排氣閥，并將管道接入廢漿桶，放出水泥漿液。讓水泥漿放出一段直至水泥漿的順暢的流出，并且稠度能夠與壓入的水泥漿相當時，即可關閉抽真空段的所有氣密閥門。打開排氣和錨具蓋帽的閥門，直至漿液形狀均勻，之后將閥門關閉，并保持0.4～0.7MPa"的壓漿壓力，接著進行"30s"的壓漿，最后即可關閉壓漿泵和壓漿端的閥門，這樣就完成了整個壓漿過程。

（6）拆卸真空設備并進行清洗。對真空設備進行拆卸，將漿體進出閥門以外的所以外接管體以及附近拆卸下來，并進行清洗，同時對空氣濾清器和閥門進行清洗。當壓漿內的水泥漿初凝之后，即可將漿體的進出閥門拆卸下來并進行清洗。

4"真空壓漿的相關技術

4.1"預應力孔道密封

在進行預應力筋孔道的制作時，不管采用何種留孔材料進行成孔，均應確保孔道不出現裂縫和其他缺陷，同時必須確保孔道密封墊能夠滿足要求。在真空壓漿管道的制作中，通常采用的是金屬波紋管，它具有自重輕、剛度好、彎曲方便的特點，同時密封度能夠滿足施工要求。

目前，在我國廣泛使用的孔道成孔材料為瑞士VSL公司生產的PT-PLUSR"塑料管。用于后張法預應力張拉的塑料波紋管的制作材料主要為高密度聚乙烯，其密度為0.95g/cm3波紋管道的表層含碳黑量在2%以上。這種材料制作而成的塑料波紋管具有的特點為：較高的耐腐蝕性、防水性、耐氣候性以及抗氧化性;具有較高的強度和剛度，在孔道內進行成孔時質量較好;相應的配套部件齊全，包括管道連接件、管道和錨具連接件、錨具保護罩等;波紋管的自重輕，方便進行運輸和吊裝;管道的可彎性能好，允許的最小曲率半徑為"1.8m;能夠與混凝土之間進行較好的粘結;管道自身的摩擦系數低;密封性能好。該塑料波紋管的長度為"4.6m，經過螺紋進行連接之后，長度為"4.5m。

4.2"預應力封錨

在進行真空壓漿施工中，首先應確保孔道具有較高的密封性，因此在進行錨具的封錨時，應對其進行細致的檢查，確保其能夠滿足水泥漿正壓力和真空負壓的考驗。在預應力鋼筋張拉完成之后，應將外露的過長的鋼絞線切除，同時應確保外露的長度控制在25cm"以下，接著即可進行封錨施工，應采用不收縮的水泥砂漿將錨板以及夾片、外露鋼絞線等全部包裹起來，應確保包裹層的厚度控制在"15mm"以上。通過水泥砂漿的封錨可以使錨具具備一定的強度。當封錨施工完成之后"24"～48h"內即可進行壓漿施工。

4.3"水泥漿設計

在真空壓漿法中，對水泥漿混合料的設計配合比進行改進，從而可以大幅度降低水灰比，這樣在壓漿施工中，可以有效的確保壓漿的密實度。在真空壓漿施工技術中，水泥漿的拌制是其中的一個關鍵技術，因此，在進行水泥漿的拌制時應確保其具有良好的和易性和適宜的膨脹性，同時泌水率應滿足要求，在水泥漿硬化后應確保孔隙率和抗壓強度能夠滿足要求。其具體的控制指標為：

①設計規范如有要求時，水泥漿的強度應滿足要求，如果規范沒有要求時，強度要求為在標準養護條件下，其"7"天齡期的強度應不小于"25MPa，同時"29天齡期的強度應不小于"40MPa。②當在水泥漿中添加添加劑之后，應確保水泥漿的水灰比控制在"0.29～0.33"之間。③當水泥漿拌和完成"5h"之后，其泌水率應滿足不大于"2%的要求，同時其泌水在"24h"內能夠被漿體"完全吸收。④當在水泥漿中添加適量的膨脹劑后，應確保其自由膨脹率滿足小于"5%"的要求。⑤水泥漿的流動度應控制在"13"～18s"之間，當水泥漿拌制完成"30min"之后，流動度應控制在"20"～"25s"之間。⑥水泥漿的離析度應控制在"5%"以下。⑦當在水泥漿中添加適量的緩凝劑后，應確保水泥漿的初凝時間控制在"3h"以內，同時終凝時間應控制在"17h"以內。

4.4"溫度控制

當在進行壓漿施工時，應確保水泥漿的穩定控制在"10"～30℃之間，這樣才能確保水泥漿不會發生離析的問題，否則應采取措施對溫度進行調整和控制，通常可以采用的辦法為提高拌和水溫或加冰塊降低拌和水溫。

通過真空壓漿的施工技術可以大幅度的降低水泥漿的水灰比，同時根據摻入的外加劑的不同，以及混合料配合比的不同，其耐溫度的性能也是有所差異的。本工程所采用的水泥漿在溫度"超過"25℃時即會發生離析的問題。

結束語

工程實踐經驗表明，對于傳統形式的壓漿施工，較易造成預應力鋼筋腐蝕問題。本文結合工程實例，總結出真空壓漿施工工藝，并針對壓漿密實度等施工關鍵環節提出施工技術措施，可為同行提供參考借鑒。