淺談預應力管道真空輔助壓漿施工方法

劉勇峰

后張法預應力管道的傳統壓漿工藝存在著一定的結構缺陷，如漿體不密實，孔道不飽滿，有氣泡甚至局部形成空洞，漿體強度難以保證;同時因為局部不密實和孔洞使水分和氧氣有可能滲入預應力筋，預應力筋在水分和氧氣的作用下產生銹蝕，對橋梁的安全和耐久性有很大影響。山西忻州至河北阜平高速公路建設管理處要求各路基合同段，對后張法預應力結構中的管道壓漿采用真空壓漿法這種新工藝，本文通過工程的具體實踐和經驗總結介紹這種新工藝。

1 真空輔助壓漿工藝的歷史和工作原理

1.1 真空壓漿工藝的歷史

我國20世紀初在某些大型橋梁上使用真空壓漿工藝。國內有的資料上也叫真空吸漿，其工藝特點是重在“吸”，但真空壓漿除了有“吸”的工藝，還通過壓漿設備進行“壓”，使得工藝得到進一步完善，取得更好效果。

1.2 真空壓漿工藝原理

真空輔助壓漿技術是后張預應力壓漿施工的一項新技術，基本原理為:在壓漿之前，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 MPa～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，并加以不小于0.7 MPa的正壓力。由于孔道內只有極少的空氣，很難形成氣泡;同時，由于孔道與壓漿機之間的正負壓力差，大大提高了孔道壓漿的飽滿度和密實度。減小了水灰比，添加了專用的添加劑，提高了水泥漿的流動度，減小了水泥漿的收縮，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的強度。因此真空壓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。

2 漿體的技術要求

2.1 漿體配合比確定

漿體設計是壓漿工藝的關鍵之處，合適的水泥漿應是:

1)和易性好(泌水性小、流動性好);2)硬化后孔隙率低，滲透性小;3)具有一定的膨脹性，確?？椎捞畛涿軐?4)較高的抗壓強度;5)有效的粘結強度;6)耐久性。

為了防止水泥漿在灌注過程中產生析水以及硬化后開裂，并保證水泥漿在管道中的流動性，摻加少量的添加劑如減水劑。為使水泥漿在凝固后密實，則摻入添加劑如膨脹劑，此舉有三點作用，如下:

1)改善水泥漿的性質，降低水灰比，減少孔隙、泌水，消除離析現象。2)降低硬化水泥漿的孔隙率，堵塞滲水通道。3)減少和補償水泥漿在凝結硬化過程中的收縮和變形，防止裂縫的產生。

2.2 配合比的試拌及各項指標

1)水灰比:選用水泥漿0.3～0.4，當摻入適量的外加劑后水灰比可減小到0.35;2)流動度:用流錐儀測定流動度，拌和好后的流動度小于30 s;在管道出口處流動度大于15 s;3)泌水性:水泥漿的最大泌水率應小于3%，拌和后3 h后宜控制在2%以內，四次連續測試結果的平均值小于1%;拌和后24 h水泥漿的泌水應能重新全部被吸收;4)初凝時間:3 h～4 h;5)體積變化率:0%～2%;6)稠度:在1.725 L漏斗中，水泥漿的稠度15 s～45 s，最大不能超過50 s;7)強度:符合設計要求;8)漿液溫度:5℃≤T漿液≤25℃，否則漿體容易發生離析。

2.3 對具體材料的要求

1)水泥:建議采用不小于P.O42.5級普通硅酸鹽水泥。2)水:水中硫酸鹽含量不能大于0.1%，氯鹽含量不能大于0.5%，水中不能含有糖分或懸浮有機質。3)外加劑:膨脹劑和減水劑的選擇應根據試驗合理選擇，但膨脹劑摻量不應大于10%(質量比)。

2.4 真空壓漿水泥漿配合比

水泥∶膨脹劑∶減水劑∶水 =1∶0.1∶0.01∶0.42。

3 真空輔助壓漿施工工藝

3.1 準備工作

1)張拉施工完成后，要切除外露的鋼絞線，注意鋼絞線的外露量不大于30mm，然后用水泥砂漿封錨頭，水泥砂漿應能將整個錨具及全部鋼絞線外露部分包裹住，再安裝密封罩，安裝密封罩時可在罩底面與橡膠密封圈表面均勻涂抹一層玻璃膠。最后連接真空泵和壓漿泵及其他配套設備，并連接牢固、密封不漏氣;

2)在壓漿施工前將錨墊板表面清理，保證平整，裝上石棉密封圈，將密封罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊;

3)清理錨墊板上的壓漿孔，保證壓漿通道通暢;

4)確認漿體配合比，按配方秤量漿體材料;

5)檢查材料、設備、附件的型號或規格、數量等是否符合要求;

6)按真空輔助壓漿安裝布置圖進行各單元體的密封連接，確保密封罩、管路各接頭的密封性;

7)檢查供水、供電是否齊全、方便。

3.2 試抽真空

啟動真空泵10 min試抽真空，檢查水泥砂漿封錨頭或密封罩是否完全密封，真空度應達到－0.08 MPa左右。將壓漿閥關閉，抽真空閥打開，啟動真空泵抽真空，從導管中排除空氣，觀察真空壓力表的讀數，應能達到負壓力0.08 MPa左右。當孔道內的真空度保持穩定時(真空度越高越好)，停泵1 min，若壓力降低小于－0.02 MPa即可認為孔道能基本達到并維持真空。如未能滿足此數據則表示孔道未能完全密封，需在壓漿前進行檢查及更正工作。

3.3 拌漿

1)拌漿前先加水至攪拌機拌漿筒空轉數分鐘，使拌漿筒內壁充分濕潤;2)將稱量好的水倒入攪拌機的拌漿筒之后邊攪拌邊倒入水泥，再攪拌3 min～5 min直至均勻;3)將外加劑倒入攪拌筒，再攪拌5 min～15 min，測試稠度后放入儲漿筒;4)倒入儲漿筒的漿體不管是否馬上泵送，都要不停地攪拌。

3.4 壓漿

1)啟動真空泵，當真空度達到并維持在 －0.06 MPa～－0.08 MPa時，啟動壓漿泵;

2)壓漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與儲漿筒中的濃度一樣時，關掉壓漿泵，關閉高壓橡膠管閥門，將高壓橡膠管的壓漿管接到孔道的壓漿管上，打開這兩個壓漿管的閥門開始壓漿;

3)觀察出漿口的出漿情況，當漿體稠度和灌入之前稠度一樣時，關閉閥門，將孔道加壓到0.5 MPa左右，繼續壓漿2 min～3 min進行穩壓，使管道內有一定的壓力，完成排氣泌水，使管道內漿體密實飽滿，完成壓漿，最后關掉壓漿閥;

4)壓漿時每個工作班應留取不小于3組的7.07cm×7.07cm×7.07cm立方體試件，標準養護28 d，并檢查其抗壓強度作為壓漿質量評定的依據之一。

3.5 清洗

真空泵上可裝一部“正倒”開關，“正”為抽真空開關，“倒”做壓漿完畢清洗管道所用;同時應對壓漿泵、攪拌機、閥門、過濾裝置、各種管道以及粘有灰漿的工具進行清洗。

4 真空輔助壓漿注意事項

1)在保證張拉端封錨嚴密的情況下，也可不使用密封罩;保護罩若作為工具罩使用，漿體初凝后方可拆除。

2)壓漿前若發現管道內殘留有水分或臟物，須考慮使用空壓機先行將殘留在管道內的水分或臟物排除，保證孔道暢通和壓漿工作的順利進行。

3)整個連通管路的氣密性必須認真檢查，保證真空度的獲得，合格后方能進行下道工序。

4)漿體攪拌時，水、水泥和外加劑的用量必須嚴格控制;對未及時使用而流動性降低的水泥漿，嚴禁采用增加水的辦法來增加流動性。

5)攪拌好的漿體每次應全部卸盡，在漿體全部卸盡之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法進行拌和。向攪拌機內送入任何一種外加劑，均須在漿體攪拌一定時間后送入。

6)安裝在壓漿端及出漿端的閥門和接頭，應在灌漿后1 h內拆除并清洗干凈。

7)考慮漿體的穩定及對壓漿的影響，可將壓漿時間安排在溫度較低時進行;壓漿過程中或壓漿后48 h內溫度不得低于5℃，否則應采取保護措施，日間溫度高于35℃時，應選擇在夜間壓漿。

8)梁體或橋面存在縱坡時，要從管道低處向高處壓漿。

9)采用金屬波紋管成孔和普通壓力壓漿存在安全隱患，普通壓力壓漿存在壓漿不飽滿、不密實的問題。而采用塑料波紋管成孔和真空輔助壓漿則壓漿密實、飽滿。

5 結語

真空壓漿是一套完整的施工工藝，它不僅僅是對真空泵的使用或水泥漿配合比的改進。從孔道的鋪設，錨具的安裝和封錨，觀察孔的位置，孔道密封，直到預抽真空，壓漿節奏的控制及壓漿完成后的保壓，后續的質量檢查等環節，都必須嚴格按照標準操作。

后張預應力孔道壓漿中采用真空輔助灌漿法施工，更加保證了預應力混凝土結構施工的質量。隨著科學技術的發展，真空輔助壓漿法將具有更廣闊的應用空間。

［1］ 張世平.橋梁預應力孔道真空輔助壓漿施工技術［J］.建筑科學，2007(11):75-76.

［2］ JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規范［S］.

［3］ 李文東.后張法預應力管道真空灌漿技術控制要點［J］.山西建筑，2010，36(4):171-172.