后張法大管樁孔道灌漿工藝簡析

◎ 張磊 陶巖 寧波交通工程建設集團有限公司

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后張法大管樁孔道灌漿工藝簡析

◎ 張磊 陶巖 寧波交通工程建設集團有限公司

摘 要：孔道灌漿技術一直是后張法預應力施工過程中的重要環節，而后張法大管樁灌漿由于孔道較長，孔眼較小所以更顯得尤為重要。在實際工程中，灌漿材料的配制以及施工精細度的要求往往得不到足夠的重視，灌漿材料的性能一方面直接影響灌漿的效果，另一方面也降低硬化后漿體的作用效果。灌漿機械的選擇也對灌漿效果的好壞起到決定性的影響。文章從灌漿材料選擇、灌漿機械、灌漿的施工方法的各部分性質出發，簡單介紹了各部分的技術要求，并對如何提高灌漿效果進行闡述。

關鍵詞：灌漿 材料 施工工藝

后張法大直徑混凝土管樁在水運工程中的慢慢得到了廣泛的應用，特別是較高承載力和抗彎性可以代替部分鋼管樁，從而節省工程造價。混凝土孔道灌漿技術一直是大管樁的重要步驟，灌漿質量的好壞是影響大管樁預應力效果的至關重要的因素從而影響大管樁的整體抗彎性能，本文作者針對研發此類大管樁時對孔道灌漿時的工藝進行簡單闡述。

1.灌漿材料性能研究及其選用

灌漿材料的主要組成是復合型參合料，水泥以及水。水泥是灌漿材料的最重要組成部分，而水是膠凝材料水化必不可少的中要組分，復合型摻合料的摻入也不容忽視，復合型摻合料不但能有效減小水膠比，提高硬化漿體的強度，而且能減少收縮。

1.1 水泥

我們研發此類大管樁所用的水泥采用PO52.5海工水泥，此類水泥的特點是強度高、安定性好、水化熱低等，因為水泥的凝結時間、細度和安定性會對灌漿質量造成影響，在施工過程中，灌漿必須在水泥漿體初凝之前完成，而水泥細度是影響水泥凝結時間的重要因素，如果水泥安定性出現問題的話，裂縫的出現會使鋼絞線暴露出來，失去水泥漿體的保護作用，引發鋼絞線的生銹。

1.2 復合型摻合料

復合型摻合料的正確使用可有效提高混凝土的性能，在當前的工程實際中，復合型摻合料已經是混凝土工程中必不可少的一個組分，但市場上復合型摻合料的種類繁多，在選擇之前，了解其作用機理是相當關鍵的。摻合料對于灌漿的水泥凈漿要求是非常高的，沒有復合型摻合料的摻入是很難達到工程中對水泥漿體各項性能的要求的。本工程中我們采用南京水利科學研究院研發的復合型摻合料，它的特點是具有較高的減水效果，使用后混凝土具有較好的保塑性，塌落度損失較小。這類復合型摻合料與水泥粒子的吸附呈立體形態，水泥顆粒表面電極電位增加由于相同電荷的排斥作用，使得水泥粒子不斷分散，而且能較長時間維持其分散狀態。本工程所用的復合型摻合料常壓泌水率在3h和24h能夠達到無泌水，24h自由膨脹達到0.12。

2.灌漿材料的配制要求

用于本工程的水泥凈漿，是通過一系列實驗來最終確定其配合比的，配制出的水泥凈漿一方面要滿足相關規范及工程中的各項要求，另一方面要有良好的工作性能。通常情況下，漿體的配制應注意水灰比的確定，在具體的工程中，一方面應根據工程的實際要求，在滿足強度的情況下，選擇水灰比，另一方面，應控制水灰比不能太高，要求其在某個特定的值以下，避免出現分離、泌水等現象。我們選用的水灰比控制在0.35；灌漿材料的流動性也要滿足施工條件。流動性的增大不能單純的通過增大水灰比來獲得，當水灰比過大時，后期強度，保水性能都會下降。從而影響灌漿效果，本工程灌漿材料的流動度（s）達到16，完全滿足工程需要。

3.灌漿設備要求

（1）15kg左右秤1臺，用于精確計量各材料的用量。

（2）灌漿泵1臺，配套高壓橡膠管1根；灌漿泵及其吸收循環應是完全密封的，以避免氣泡進入水泥漿內，它應能在壓漿完成的管道上保持壓力，且裝有一個噴嘴，該噴嘴關閉時，導管中無壓力損失，灌漿泵注漿能力達到2.0m3/h。

（3）灰漿攪拌機1臺；水泥漿拌和機應能制備具有膠稠狀的水泥漿，制漿轉速：1400r/min；制漿能力：4.0m3/h。

（4）儲漿筒一個，用于存儲水泥漿體，儲漿筒容量為0.5立方，完全滿足現有最長管樁單孔0.17方的要求。

（5）壓力表：壓力表在第一次使用前加以校準，所有設備在灌漿操作中至少每3個小時用清潔水切底清洗一次，每天使用結束時應清洗干凈。

4.壓漿準備工作

（1）孔道及兩端必須全封閉。

（2）壓漿前，應對孔道進行清潔處理。孔道清洗后，應使用不含油的壓縮空氣將孔道內的所有積水抽出。

（3）攪拌水泥漿之前，加水空轉數分鐘，將積水倒凈，使攪拌機內壁充分濕潤。攪拌好的灰漿要做到基本卸盡。在全部灰漿卸出之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法。

（4）水泥漿的拌和首先將水加入拌和機，然后在加入水泥，充分拌和后，再加復合型摻合料，任何一次配制以滿足一小時的使用即可。

5.施工工藝

（1）張拉施工完成之后，進行封錨，并用清水沖洗孔道，高壓風吹干凈。封錨方式采用無收縮水泥砂漿封錨：必須將錨板及夾片、外露鋼鉸線全部包裹，覆蓋層厚＞15mm，封錨后24～48小時之內灌漿。

（2）清理錨墊板上的灌漿孔，安裝引出管球閥和接頭，并檢查其功能。

（3）攪拌水泥漿。首先將稱量好的水、水泥、復合型摻合料倒入攪拌機，攪拌3min。水泥漿出料后應盡量馬上進行泵送，否則要不停地攪拌。必須嚴格控制用水量，否則多加的水全部泌出，易造成管道頂端有空隙。

（4）啟動泵機，當灌漿泵輸出的漿體達到要求稠性時，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上，開始灌漿。

（5）觀察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入之前稠度一樣時，關掉排氣閥，仍繼續灌漿2～3min，使管道內有一定的壓力，在注漿泵的壓力作用下，孔道中的空氣會通過鋼絞線的縫隙排除，空隙會被灌漿料充盈，待壓力表達到1～2兆帕時。最后關掉灌漿閥。

（6）灌完一個孔道后關閉注漿閥門，轉入下一個孔道注漿。

（7）在拆下注漿管和連接下一個孔道的過程中，不需要停機，只要在注漿管道連接完成后，打開注漿閥門，注漿泵自動啟動向孔道中注入漿料。

6.質量標準及質量控制

質量標準除了保證漿體的質量外，主要控制以下兩點：一是灌漿過程應連續直至水泥漿從出漿端流出合格的水泥漿為止；二是觀察排氣孔處的出漿情況，保證出漿流暢、穩定且稠度與儲漿桶漿體基本一致。質量控制方面除了滿足上文提到的要求外，還需要注意以下幾點：

（1）壓漿蓋帽在漿體初凝后可拆除，及時清理，以備再用；

（2）在灌漿前使用空壓機先行將殘留在管道中的水份或臟物排除，確保灌漿工作能夠順利進行；

（3）整個連通管路的氣密性必須認真檢查，合格后方能進入下一道工序；

（4）漿體攪拌時，水、水泥和復合型摻合料的用量都必須嚴格控制；

（5）必須嚴格控制用水量，對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用增加水的辦法來增加其流動性；

（6）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。

7.安全檢查

注漿泵本身為有壓力設備，所以施工人員操作時一定做好防護工作，佩戴防護眼鏡，口罩等，在使用過程中如發生灌漿料在料斗中結拱不能上料時，用木條在注漿料中輕輕擾動，進行破拱，但要注意不能將木條深入輸送器葉片中，造成機械和人身傷害。

實踐證明，施工現場高水平質量管理的操作規程和操作人員專業操作水平、高度的責任心，加上合理的漿體配合比和灌漿技術才能更好的保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個密實、不透水的保護層，并能消除孔隙，極大地提高了后張預應力大管樁孔道壓漿的質量，杜絕了預應力筋氧化銹蝕的可能性，為后張預應力體系提供了強有力的保護措施，更好地提高了管樁結構的安全性和耐久性。

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