橋梁連續(xù)箱梁預(yù)應(yīng)力管道的灌漿技術(shù)探討

　　在后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕問題及與結(jié)構(gòu)混凝土的共同工作問題是通過壓力灌漿充滿預(yù)應(yīng)力筋預(yù)埋孔道和預(yù)應(yīng)力筋之間的空隙予以解決的，當(dāng)后張預(yù)應(yīng)力筋處于非水平的傾斜狀態(tài)、多跨度彎曲狀態(tài)和垂直狀態(tài)時(shí)，水泥漿的泌水蒸發(fā)后形成無水泥漿存在的空間，使該處的預(yù)應(yīng)力筋失去保護(hù)。而預(yù)應(yīng)力筋在高應(yīng)力（現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力通常在1000MPa以上）狀態(tài)下對(duì)腐蝕損壞相當(dāng)敏感（即應(yīng)力腐蝕），造成預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕部位斷面缺損，影響預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全和耐久性。因此，灌漿質(zhì)量的好壞直接影響到預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕性能、預(yù)應(yīng)力構(gòu)筑物的安全性能和耐久性能。傳統(tǒng)的灌漿手段是壓力灌漿，漿體本身和施工工藝帶有一定的局限性，主要表現(xiàn)為：灌入的漿體中常會(huì)含有氣泡，當(dāng)混合料硬化后，存積氣泡處會(huì)變?yōu)榭紫叮蓾B透雨水的聚積地，這些水可能含有有害成分，易造成構(gòu)件的腐蝕；另外，水泥漿容易離析、析水，干硬后收縮，析水會(huì)產(chǎn)生孔隙，致使強(qiáng)度不夠，粘結(jié)不好，為工程留下了隱患。目前，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中有平直束、彎束、U形束的布筋方法，為了防止預(yù)應(yīng)力筋被腐蝕，提高結(jié)構(gòu)的安全度和耐久性，確保工程質(zhì)量，目前國外尤其是歐洲已開始普遍采用真空灌漿工藝，并取得了良好的效果。真空灌漿工藝克服了傳統(tǒng)壓漿工藝的不足，提高了孔道壓漿的飽滿度和密實(shí)性。正是基于上述考慮，大橋主橋箱梁縱向預(yù)應(yīng)力管道灌漿決定采用真空灌漿工藝。

　　1真空灌漿工藝的原理和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

　　1.1工藝原理

　　真空灌漿工藝的基本原理是：在壓漿前在孔道的一端用真空泵對(duì)孔道進(jìn)行抽真空使之產(chǎn)生-0.1MPa左右的真空度（真空度達(dá)到80%以上），然后用灌漿泵將優(yōu)化后的特種水泥漿從孔道的另一端灌入，直至布滿整條孔道，并加以之不小于0.7MPa的正壓力，以提高預(yù)應(yīng)力孔道灌漿的飽滿度和密實(shí)度。

　　1.2技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

　　與傳統(tǒng)的壓漿工藝相比，真空灌漿工藝由于使孔道前形成負(fù)壓狀態(tài)這一特點(diǎn)，使其具有以下特點(diǎn)：

　?。?）、利用真空泵進(jìn)行清除孔道中的空氣和水分，使孔道內(nèi)達(dá)致負(fù)壓狀態(tài)，然后再用壓漿機(jī)以正壓力將水泥注入預(yù)應(yīng)力孔道，由此排除了孔道中的氣泡，提高了孔道內(nèi)壓漿的飽滿度，使孔道質(zhì)量和灌漿質(zhì)量都上一個(gè)新臺(tái)階。

　　（2）、灌漿過程中孔道具有良好的密封性，使?jié){體保持壓力和充滿整條孔道得到保證。

　　（3）、漿體中的微漿及稀漿在真空負(fù)壓環(huán)境下率先留入負(fù)壓容器，是稠漿留出后孔道漿體中的稠度能保持一致，使?jié){體密實(shí)度和強(qiáng)度得到保證。

　?。?）、工藝及漿體的優(yōu)化，消除了裂隙的產(chǎn)生，使灌漿的飽滿性和強(qiáng)度得到保證。

　?。?）、真空灌漿過程是一個(gè)連續(xù)且迅速的過程，灌入的水泥漿在負(fù)壓環(huán)境下流動(dòng)，由于沒有受到來自孔道中的空氣的壓力，漿體能輕易地充滿孔道的所有空隙，縮短了灌漿的時(shí)間。

　　2技術(shù)要求

　　2.1壓漿工藝要求

　　（1）、孔道及兩端必須全封閉。

　?。?）、壓漿前，應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行清潔處理?？椎狼逑春?，應(yīng)使用不含油的壓縮空氣將孔道內(nèi)的所有積水抽出。

　?。?）、攪拌水泥漿之前，加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，將積水倒凈，使攪拌機(jī)內(nèi)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(jìn)料的方法。

　?。?）、水泥漿的拌和首先將水加入拌和機(jī)，然后在加入水泥，充分拌和后，再加入減水劑和膨脹劑，膨脹不超過5%，任何一次配制以滿足一小時(shí)的使用即可。

　?。?）、抽真空時(shí)，真空度（負(fù)壓）控制在-0.06～0.1之間。

　　2.2水泥漿的技術(shù)要求

　　水泥漿的性能有流動(dòng)性、凝結(jié)時(shí)間、泌水率、體積收縮率、濃度及化學(xué)成分等方面的要求。真空灌漿工藝使孔道和灌漿機(jī)之間存在著負(fù)壓力差，水泥漿通過孔道的阻力較小，使低水灰比、低流動(dòng)性的水泥漿可以較快、順暢地通過孔道并充滿孔道的所有孔隙，最大可能地減少泥漿收縮變形和孔隙，提高孔道灌漿的飽滿度和密實(shí)性。本工程對(duì)水泥漿的技術(shù)要求以下：

　　①.水灰比：為滿足可灌性要求，一般選用水泥漿，水灰比應(yīng)在0.3～0.4之間。

　?、?漿體流動(dòng)度14～18S。

　?、?漿體泌水性a.小于水泥漿初始體積2%。b.四次連續(xù)測(cè)試的結(jié)果的差值＜1%。c.拌和后24h水泥漿的泌水應(yīng)能有吸收。

　?、?漿體初凝時(shí)間：6小時(shí)。

　?、?漿體強(qiáng)度：7天齡期強(qiáng)度≥40MPa，28天齡期強(qiáng)度≥50MPa。

　?、?漿體對(duì)鋼鉸線無腐蝕作用。

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　　2.3壓漿設(shè)備要求

　　（1）、壓漿設(shè)備

　?、倥帕繛?立方米/min的SZ-2水環(huán)式真空灌漿泵1臺(tái)；

　　②真空壓力表1個(gè)，QSL-20型空氣過濾器1個(gè)，15kg左右秤1臺(tái)；

　?、酃酀{泵1臺(tái)，配套高壓橡膠管1根；

　?、芑覞{攪拌機(jī)1臺(tái)；

　　（2）、水泥漿拌和機(jī)應(yīng)能制備具有膠稠狀的水泥漿。

　?。?）、水泥漿泵及其吸收循環(huán)應(yīng)是完全密封的，以避免氣泡進(jìn)入水泥漿內(nèi)，它應(yīng)能在壓漿完成的管道上保持壓力，且裝有一個(gè)噴嘴，該噴嘴關(guān)閉時(shí)，導(dǎo)管中無壓力損失。

　　（4）、壓力表在第一次使用前加以校準(zhǔn)，所有設(shè)備在灌漿操作中至少每3個(gè)小時(shí)用清潔水切底清洗一次，每天使用結(jié)束時(shí)應(yīng)清洗干凈。

　　3施工工藝

　?。?）、張拉施工完成之后，采用切割機(jī)切除外露的鋼鉸線（注意鋼鉸線的外露量≤30mm）進(jìn)行封錨，并用清水沖洗孔道，高壓風(fēng)吹干凈。

　　封錨方式有兩種：

　　a. 采用保護(hù)罩封錨：保護(hù)罩作為工具罩使用，在灌漿3后小時(shí)內(nèi)拆除，將錨墊板表面清理，保證平整，在灌漿保護(hù)罩底面和橡膠密封圈表面均勻涂上玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護(hù)罩和錨墊板上的安裝孔對(duì)上，用螺栓擰緊，注意將排氣口朝正上方。

　　b. 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(shí)之內(nèi)灌漿。本工程采用第二種封錨方式，第二種更方便、快捷。

　?。?）、清理錨墊板上的灌漿孔，確定抽真空端及灌漿端，安裝引出管球閥和接頭并與真空機(jī)相連，并檢查其功能。

　?。?）、攪拌水泥漿

　　a．首先將稱量好的水（扣除用于溶化減水劑的那部分水）、水泥、膨脹水泥、粉煤灰倒入攪拌機(jī)，攪拌2min。

　　b．將溶于水的減水劑倒入攪拌機(jī)中，攪拌3min出料。

　　C．水泥漿出料后應(yīng)盡量馬上進(jìn)行泵送，否則要不停地?cái)嚢琛?

　　d．必須嚴(yán)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。e．對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿，嚴(yán)禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動(dòng)性。

　?。?）、待儲(chǔ)漿罐的水泥漿的漿量達(dá)到不少于所要灌漿的一條孔道所需的灌漿量的1.3倍之后，關(guān)閉除與真空泵連接外的所有閥門，啟動(dòng)真空泵，通過壓力表使真空度達(dá)到-0.06~-0.1MPa并保持穩(wěn)定。

　　（5）、啟動(dòng)真空泵，當(dāng)灌漿泵輸出的漿體達(dá)到要求稠性時(shí)，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上，開始灌漿，灌漿過程中，真空泵持續(xù)工作。

　　（6）、觀察排氣管的出漿情況，當(dāng)漿體稠度和灌入之前稠度一樣時(shí)，關(guān)掉排氣閥，仍繼續(xù)灌漿2～3min，使管道內(nèi)有一定的壓力，最后關(guān)掉灌漿閥。

　?。?）、拆下抽真空管的兩個(gè)活接，卸下真空泵；拆下空氣濾清器和灌漿膠管，清洗灌漿泵、攪拌機(jī)、閥門、空氣濾清器以及粘有灰漿的工具。真空灌漿的各項(xiàng)裝置的布置如右圖（圖1）所示。
　　4施工注意事項(xiàng)

　?。?）管道一定要密封好，波紋管的接頭要密封，壓漿要在工具錨板的封錨水泥砂漿達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行，最好在密封后24h開始灌漿。

　?。?）灌漿管應(yīng)選用牢固結(jié)實(shí)的高強(qiáng)橡膠管，抗壓能力≥1MPa，在灌漿時(shí)不能破裂，連接要牢固，不得脫管。

　?。?）施工前要認(rèn)真根據(jù)不同品種、不同廠家生產(chǎn)的水泥，選擇與水泥相容性好的添加劑，針對(duì)水泥漿的流動(dòng)度、泌水率、凝結(jié)時(shí)間、收縮率（或膨脹率）、強(qiáng)度及化學(xué)成分等性能展開水泥漿的配比設(shè)計(jì)，以選擇最佳的灌漿配合比。

　?。?）嚴(yán)格控制材料配合比，否則多加的水會(huì)全部泌出，易造成管道頂端有空隙。對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿，嚴(yán)禁采用加水的辦法來增加其流動(dòng)性。

　?。?）灰漿進(jìn)入灌漿泵之前應(yīng)通過70目的篩子。

　?。?）灌漿工作宜在灰漿流動(dòng)性沒有下降的30～45min時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，孔道一次灌注要連續(xù)。

　?。?）中途換管道時(shí)間內(nèi)，繼續(xù)啟動(dòng)灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動(dòng)，避免出現(xiàn)輸漿管堵塞現(xiàn)象。

　　5結(jié)語

　　實(shí)踐證明，施工現(xiàn)場(chǎng)高水平的質(zhì)量管理和操作人員專業(yè)操作水平、高度的責(zé)任心，加上合理的漿體配合比，采用真空灌漿技術(shù)將能保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個(gè)密實(shí)、不透水的保護(hù)層，并能消除孔隙，極大地提高了后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的質(zhì)量，杜絕了預(yù)應(yīng)力筋氧化銹蝕的可能性，為后張預(yù)應(yīng)力體系提供了強(qiáng)有力的保護(hù)措施，更好地提高了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，具有十分遠(yuǎn)大的發(fā)展前景。