真空輔助壓漿技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

黃永新

（貴州省晴隆縣交通局，貴州 晴隆 561400）

在橋梁建設(shè)中，傳統(tǒng)的壓漿工藝存在一定的結(jié)構(gòu)缺陷，如：漿體不密實(shí)、不飽滿，有氣泡甚至局部形成孔洞，漿體強(qiáng)度較低。同時(shí)由于漿體的不密實(shí)和孔洞，使水分和氧氣有可能滲入預(yù)應(yīng)力筋并產(chǎn)生銹蝕，影響梁的使用壽命，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致橋梁垮塌。針對傳統(tǒng)壓漿存在的不足，推出了真空輔助壓漿技術(shù)，它提高了預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的飽滿度與密實(shí)性，大大提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。目前，該項(xiàng)技術(shù)已被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程、橋梁工程及隧道工程等工程領(lǐng)域。

1 真空輔助壓漿的基本原理及優(yōu)點(diǎn)

1.1 基本原理

真空輔助壓漿是以塑料波紋管代替金屬波紋管，在預(yù)直力張拉完成后采用專用密封罩將孔道系統(tǒng)密封，一端用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道內(nèi)的真空度達(dá)到80%以上，然后在孔道的另一端再用壓漿機(jī)以大于0.7Mpa的正壓力將水泥漿壓入預(yù)應(yīng)力孔道。由于孔道內(nèi)只有極少的空氣，很難形成氣泡；同時(shí)，由丁孔道與壓漿機(jī)之間的正負(fù)壓力差，大大提高了孔道壓漿的飽滿度，減少了孔道中因存在氣泡和多余水分造成預(yù)應(yīng)力筋受到銹蝕的現(xiàn)象，確保了孔道壓漿的質(zhì)量，提高了橋梁工程的安全、耐久性。

1.2 優(yōu)點(diǎn)

1.2.1 在真空狀態(tài)下，管道內(nèi)的空氣極少，漿體很難形成氣泡，孔道中殘留的水珠在接近真空狀態(tài)下被汽化，隨同空氣一起被抽出，避免了有害水積聚在預(yù)應(yīng)力筋附近對預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕。同時(shí)減少了由于管道高低彎曲而使?jié){體自身形成的壓力差，便于漿體充滿整個管道，尤其是一些異形關(guān)鍵部位。

1.2.2 負(fù)壓的作用使得漿體更易于通過狹窄間隙，使壓漿過程中出現(xiàn)堵塞情況的概率大為降低。

1.2.3 強(qiáng)化了漿液的慣性流動與沖擊及對孔道的充盈，漿體可以很好地充滿整個管道，使孔道內(nèi)漿體飽滿、密實(shí)，漿體與鋼絞線相接密貼，漿體表面光滑密實(shí)，漿體內(nèi)不存在氣泡或空洞。

1.2.4 由于在漿體中加入了專用的減水劑和膨帳劑，降低了水灰比，提高了水泥漿的流動度，減少了水泥漿的收縮，消除了裂縫的產(chǎn)生。

1.2.5 減少孔道中阻力，加速了漿液的流動，形成一個連續(xù)且迅速的過程，縮短了壓漿時(shí)間，提高了生產(chǎn)工效。

2 工藝流程

2.1 管道密封

波紋管的選擇。應(yīng)使用高強(qiáng)度塑料波紋管，塑料波紋管與普通壓漿使用的金屬波紋管相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

2.1.1 密封性好、耐腐蝕、耐老化、永不生銹、不導(dǎo)電，可防止雜散電流腐蝕；

2.1.2 彎曲度大，連接方便，能滿足小半徑的彎曲及U形束、圓形束的布筋要求；

2.1.3 柔韌性好、環(huán)剛度大、不怕踩壓，施工中不易被振搗棒弄破，有效地避免管道漏漿的可能性；

2.1.4 摩擦阻力小，減少張拉過程中的預(yù)應(yīng)力摩擦損失并提高了預(yù)應(yīng)力筋的耐疲勞能力。波紋管的安裝。設(shè)置管道定位鋼筋：波紋管在安裝前，應(yīng)按設(shè)計(jì)管道坐標(biāo)進(jìn)行放樣，設(shè)置定位鋼筋，間距直線段約為0.75m，曲線段宜≯0.5m。鋪設(shè)波紋管：將波紋管鋪設(shè)在定位鋼筋上，按設(shè)計(jì)要求將其位置擺放正確并用細(xì)鐵絲將波紋管固定在定位鋼筋上，防止?jié)仓炷習(xí)r波紋管位置偏移或上浮。波紋管安裝就位過程中，應(yīng)防止點(diǎn)焊火花燒傷管壁。

壓漿孔與排氣孔安裝。壓漿孔、排氣孔均設(shè)置在錨墊板上，同一孔道匝漿孔設(shè)置在下方一端，排氣孔(即抽成真空端)設(shè)置在上方一端。

2.2 設(shè)備機(jī)具的檢查和保養(yǎng)

設(shè)備閥門要勤檢查和保養(yǎng)，及時(shí)更換有問題的管道和閥門，工作過程中不能出現(xiàn)故障，嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，確保工序順利進(jìn)行。

2.3 封錨

張拉完畢后，用砂輪機(jī)切除外露的鋼絞線(注意鋼絞線的外露量≤25mm)進(jìn)行封錨。封錨方式采用保護(hù)罩封錨，保護(hù)罩作為工具罩使用，壓漿后3h 拆除。將錨墊板表面清理，保證平整，在壓漿保護(hù)罩底面和橡膠密封表面均勻涂一層玻璃膠，裝上橡膠密封圈。將保護(hù)罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊。清理錨墊板上的壓漿孔，保證壓漿通道順暢。

2.4 孔道檢查

壓漿孔、排氣孔必須暢通無阻，如發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)殘留有水分或臟物，吹入無油分的壓縮空氣清洗管道，接著用含有生石灰或氫氧化鈣澄清水溶液沖洗管道，直到將松散顆粒及清水排除為止，最后以無油分的壓縮空氣吹干管道，嚴(yán)禁在孔道有積水的情況下進(jìn)行真空壓漿。

2.5 壓漿工藝裝置的布置

在水泥漿出人口處接上密封閥門，將真空泵連接在非壓漿端上，壓漿泵連接在壓漿端上，以串聯(lián)的方式將負(fù)壓容器、三向閥門錨具端頭連接起來，其中錨具端和閥門之間用一段透明的高強(qiáng)塑料管連接。壓漿裝置布置見圖l。

2.6 試抽真空

各部件連接后，將所有閥門關(guān)閉并啟動真空泵5～7min 將孔道抽成真空，觀察真空壓力表讀數(shù)，當(dāng)真空壓力表的讀數(shù)達(dá)到-0.09 MPa 時(shí)，停止抽氣約2min，若壓力表保持不變，則可認(rèn)為孔道達(dá)到真空狀態(tài)。若未能達(dá)到此數(shù)據(jù)，則表示波紋管未能完全密封，要在壓漿前進(jìn)行檢查更正。

圖l

2.7 拌漿

2.7.1 拌漿前先加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，使攪拌機(jī)內(nèi)壁充分濕潤，將積水清理干凈。

2.7.2 將稱量好的水倒人攪拌機(jī)，邊攪拌邊倒入水泥，水泥加完后再攪拌3～5min，直至均勻，將溶于水的外加劑和其他液態(tài)外加劑倒人攪拌機(jī)，再攪拌5～15min 出料。

2.7.3 拌好的漿體應(yīng)盡量卸盡，卸出前不得再投入原材料，同時(shí)對未及時(shí)使用而降低了流動性的水泥漿，嚴(yán)禁采用加水的方法來增加其流動性，更不能采取邊進(jìn)料邊出料的方法。

2.8 壓漿

漿體稠度檢測符合要求后，先將水泥漿注入壓漿泵中，壓漿泵的高壓膠管出口打出漿體，待這些漿體的濃度與壓漿泵中的濃度一樣時(shí)，將壓漿管接到壓漿孔上，用絲扣扣牢，開始壓漿。壓漿前關(guān)閉所有排氣閥門(連接至真空泵的除外)，啟動真空泵進(jìn)行抽真空。保持真空泵運(yùn)行的同時(shí)，打開閥1，啟動壓漿泵，開始壓漿。

壓漿過程中，真空泵保持連續(xù)工作，當(dāng)觀察到空氣濾清器有漿體經(jīng)過時(shí)關(guān)掉真空泵和閥3，打開閥2，觀察排氣管的出漿情況，當(dāng)漿體稠度和灌入前稠度一致，關(guān)掉排氣閥2，仍繼續(xù)壓漿使管道內(nèi)有0.5～0.6MPa 的壓力，持壓1～2min，再關(guān)閉閥l。

壓漿管拆下來，拆卸活結(jié)，清冼空氣濾清器，然后轉(zhuǎn)入下一孔道開始壓漿。

每束管道壓漿完成后要用木塞封閉并免受振動直至水泥漿凝固?？椎缐簼{要繼續(xù)，一次完成，在移動壓漿泵及真空泵等設(shè)備時(shí)，應(yīng)繼續(xù)啟動壓漿泵，使?jié){體在輸漿管與攪拌機(jī)之間循環(huán)流動，防止?jié){體由于停留時(shí)間太久而產(chǎn)生沉淀，造成堵管。

2.9 清洗配件

孔道壓漿完畢后應(yīng)盡快清洗壓漿泵、攪拌機(jī)、空氣濾清器、各種管道、接頭閥門以及沾有灰漿的工具。

3 注意事項(xiàng)

3.1 針對曲線孔道的特點(diǎn)，在波紋管每個波峰的最高點(diǎn)靠同一端設(shè)置觀察閥，高出混凝土20cm。

3.2 整個連通管道的氣密性須認(rèn)真檢查，合格后方能進(jìn)入下一道工序。

3.3 漿體攪拌時(shí)，水、水泥和外加劑的用量都必須嚴(yán)格控制在1%的允許誤差范圍之內(nèi)。

3.4 攪拌后的水泥漿必須做流動性、泌水性試驗(yàn)，壓漿時(shí)每一工作班應(yīng)至少做3 組7.07cm x 7.07cm x7.07 cm 的立方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d，檢查抗壓強(qiáng)度作為水泥漿質(zhì)量的評定依據(jù)，制作試件的水泥漿應(yīng)由出漿口提取。

3.5 水泥漿進(jìn)入儲漿罐前，應(yīng)先通過1-2 mm 的篩網(wǎng)過濾。

3.6 壓漿工作宜在灰漿流動性沒有下降前的30min 內(nèi)進(jìn)行，同一孔道壓漿應(yīng)一次完成，不得中途停壓，因故中途停壓不能連續(xù)一次壓滿時(shí)，應(yīng)立即用壓力水沖洗干凈，研究處理后再壓漿，互相串通的孔道應(yīng)同時(shí)壓漿。

3.7 壓漿過程不能太快，速度太快水泥漿在孔道內(nèi)會形成“湍流”，孔道內(nèi)原有的空氣不但不能被水泥漿擠壓出去，反而會因“湍流”在水泥漿內(nèi)形成氣泡，等到水泥結(jié)硬以后，就形成了空洞。

3.8 真空泵放置應(yīng)低于整條管道，啟動時(shí)先將連接真空泵的水閥打開，然后關(guān)泵，停泵時(shí)先關(guān)水閥，后停泵。

4 結(jié)語

真空輔助壓漿技術(shù)，是確保預(yù)應(yīng)力后張法高質(zhì)量灌漿的一種強(qiáng)有力手段，解決了壓漿的質(zhì)量問題，克服了傳統(tǒng)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(shí)性，確保了預(yù)應(yīng)力筋的防腐，大大提高了結(jié)構(gòu)的耐久性，延長了橋梁的使用壽命。