實例探析真空灌漿工藝的優(yōu)點與施工質(zhì)量控制要點

賀孝林

摘要：目前，在市政橋梁工程的施工中，孔道壓漿技術(shù)具有非常重要的作用，其具體的施工工藝己由傳統(tǒng)壓漿工藝發(fā)展為真空灌漿工藝。真空灌漿工藝的性能在很多方面都優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，具有較好的發(fā)展與應(yīng)用前景。本文首先對真空灌漿工藝與普通壓漿工藝的區(qū)別進行了簡單的介紹，然后詳細總結(jié)了真空灌漿工藝的具體流程，最后通過具體工程實例對真空灌漿工藝進行了深入分析。

關(guān)鍵詞：市政橋梁；普通壓漿；真空灌漿

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：B 文章編號：1674-3954（2013）21-0009-02

引言

目前，隨著工程建設(shè)技術(shù)的提高，在市政橋梁工程的施工中，普遍采用后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，其中孔道壓漿是一項較為重要的關(guān)鍵技術(shù)，其施工質(zhì)量會給預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的耐用度、安全性造成直接的影響。真空灌漿法作為孔道壓漿的一種新的施工工藝，其混凝土構(gòu)件主要采用新型的塑料波紋管，這種材料在強度及耐腐蝕性方面具有較好的性能。隨著真空灌漿施工工藝的不斷完善，其在國外的公路及市政橋梁預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，目前，隨著我國市政橋梁工程技術(shù)的提高，真空灌漿施工工藝也逐漸在國內(nèi)得到了應(yīng)用。

1 真空灌漿工藝與普通壓漿工藝的區(qū)別

1.1 普通壓漿工藝

使用普通壓漿工藝進行施工時，必須將壓漿壓力控制在0.5～1.0MPa的范圍內(nèi)，通過活塞式壓漿泵將漿體直接壓入橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力孔道。在該施工中容易出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕問題，一般是由孔道壓漿不密實引起的，特別當預(yù)應(yīng)力筋在高應(yīng)力狀態(tài)下時更容易引起腐蝕。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在完成張拉后，通常會使用壓力灌漿的方法，使構(gòu)件與預(yù)應(yīng)力筋之間產(chǎn)生有效的粘結(jié)，從而使二者能夠形成共同作用。由于普通壓漿工藝在灌漿過程中其孔道與漿體材料之間通常含有大量氣泡，當漿體收縮凝固后，將會產(chǎn)生許多孔隙，從而導(dǎo)致孔道灌漿不密實。當孔隙存在時，水或其它有害物質(zhì)將會有機會聚集其中，對預(yù)應(yīng)力鋼材產(chǎn)生不同程度的腐蝕；而且在嚴寒地區(qū)，進入孔隙中的水還可能會因結(jié)冰而脹裂構(gòu)件；此外水泥漿將會很容易析水、離析，致使粘結(jié)不好、強度不夠，給工程項目造成嚴重質(zhì)量隱患。

1.2 真空灌漿工藝

1.2.1 真空灌漿工藝的基本原理

（1）采用真空灌漿法進行灌漿以前，首先應(yīng)用真空泵將孔道中的空氣抽吸干凈，當孔道中的真空度達-0.08～-0.1MPa后，用灌漿泵在預(yù)應(yīng)力孔道的另一端將水泥漿體壓入孔道，此時會產(chǎn)生一定的壓力，壓漿泵和孔道內(nèi)的壓力之間便會存在一定的正負差值，這將會在很大程度上增加孔道內(nèi)漿體的密實度。因為孔道內(nèi)基本沒有空氣或只有很少的空氣，當漿體流動在負壓環(huán)境下時，混其中的氣泡將會破裂，導(dǎo)致在漿體中很難形成氣泡。

（2）在配制水泥漿時，真空灌漿法添加了一些專用外加劑，并降低了水灰比，這樣便會大大減少漿體的析水、離析及干硬收縮現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高了漿體的強度。

（3）真空灌漿法采用配套的SBG塑料波紋管及連接套，增強了預(yù)應(yīng)力管道的密封性，進而有效的防止預(yù)應(yīng)力筋被腐蝕。

1.2.2 真空灌漿工藝的施工質(zhì)量控制要點

（1）應(yīng)嚴格保證孔道及其兩端密封，孔道中無任何雜物，確保孔道暢通：

（2）在進行抽真空時，應(yīng)嚴格控制真空度在-0.08～-0.1MPa范圍內(nèi)；

（3）在進行混合料配比時，應(yīng)將水灰比嚴格控制在0.26～0.28之間，并在水泥漿體中添加適量減水劑或膨脹劑；

（4）在進行漿體攪拌時，應(yīng)確保漿體的沁水性小于水泥漿初始體積的2%，一般應(yīng)進行多次測試，若連續(xù)四次測試結(jié)果的平均值均小于2%，那么漿體拌和后24h內(nèi)水泥漿的沁水一般能夠吸收；

（5）在進行灌漿時，應(yīng)嚴格控制漿體流動度在30～50s之間，確保漿體初凝時間不少于6h：

（6）在施工過程中應(yīng)嚴格控制漿體強度滿足設(shè)計及規(guī)范要求；

（7）在施工中，應(yīng)盡量滿足以上技術(shù)要求，確保孔道在灌漿前保持清潔、干燥，在灌漿時處于真空狀態(tài)，保證漿體不會腐蝕鋼絞線；

（8）將真空泵及灌漿機關(guān)閉，卸下抽真空連接管，關(guān)閉出漿端球閥，用鐵錘敲散出漿端封錨水泥，將鋼絞線間隙露出；

（9）用灌漿機進行補壓、穩(wěn)壓。在此過程中，鋼絞線縫隙處會有水泥漿被逼出，水泥漿逐漸由濃變稀再變清，流量至只能滴出清水，這時灌漿機的壓力表將會穩(wěn)定在1.0MPa：

（10）補壓穩(wěn)壓完成后應(yīng)關(guān)閉球閥。經(jīng)過0.5～1h后，應(yīng)將球閥拆除并加以清洗。完成以上工序后便可進行下一孔道壓漿操作了。

2 真空灌漿工藝流程

在進行真空灌漿施工時，具體的施工工藝流程如圖1所示。

2.1 施工準備

（1）首先應(yīng)對施工中需要用到的材料進行確認，保證其種類、質(zhì)量及數(shù)量符合設(shè)計要求。

（2）對施工配套設(shè)備進行檢查，確保所有設(shè)備的型號正確、運行正常。

（3）應(yīng)根據(jù)要求用無收縮砂漿或錨頭罩將漿孔道兩端的錨頭密封好，無收縮砂漿的覆蓋層厚度應(yīng)大于15mm，封錨后24～26h后才可以進行灌漿；錨頭罩的排氣口應(yīng)朝正上方，且在灌漿后3h內(nèi)拆除。必須嚴格確保漿孔道的泌水孔及排氣孔密封良好。

（4）檢查水電供應(yīng)，保證施工能夠順利進行。

（5）根據(jù)配方對漿體材料進行秤量配比。

（6）對孔道進行認真檢查，保證管道內(nèi)無殘水分及臟物殘留，可考慮用壓縮風(fēng)機對管道中的殘留水分及臟物進行處理，確保孔道暢通及工程的順利進行。

（7）將抽真空端及灌漿端各部件緊密連接，盡量保證無空氣進入。

2.2 試抽真空

（1）首先關(guān)閉排氣閥及灌漿閥，使整個孔道全封閉，然后打開抽真空閥；

（2）啟動真空泵，開始試抽真空，同時對錨頭處、排氣孔、泌水孔及管路等處密封情況進行詳細檢查；

（3）當真空值達到-0.07～-0.09MPa時，停泵hnin，如果壓力能保持不變，那么說明孔道內(nèi)己基本達到真空狀態(tài)。

2.3 攪拌水泥漿

（1）在進行水泥漿攪拌之前，應(yīng)首先加水空轉(zhuǎn)幾分鐘，之后倒掉積水，使得攪拌機內(nèi)壁達到足夠濕潤的狀態(tài)。然后再投入待拌合的材料，應(yīng)采取邊進邊出的方法。灰漿攪拌好之后，應(yīng)盡量從攪拌機中全部卸盡。

（2）根據(jù)設(shè)計要求進行裝料，將水、水泥、減水劑及防凍劑按照設(shè)計配比倒入攪拌機中，攪拌2～5min即可。

2.4 抽真空、灌漿

（1）向灌漿泵中加入灰漿，并在其高壓橡膠出口處打出漿體，當待打出的漿體與灌漿泵中漿體濃度基本一致時，即可關(guān)掉灌漿泵，并將高壓橡膠管與孔道的灌漿管進行連接，通過綁扎保證連接的牢固性。

（2）灌漿泵關(guān)閉后，開始啟動真空泵，當真空度達到-0.07～-0.09MPa，且能維持在該范圍內(nèi)時，再啟動灌漿泵，而真空泵可一直持續(xù)工作。

（3）當有漿體進入真空泵的進氣透明膠管內(nèi)時，應(yīng)快速關(guān)掉進氣截止閥和真空泵，并打開排漿閥。

（4）當排漿閥的出漿漿體稠度與灌入之前相同時，可關(guān)閉排漿閥，并繼續(xù)灌漿直到灌漿的壓力達到0.4～0.7MPa時，再關(guān)閉灌漿閥，并結(jié)束壓漿。

（5）在對漿體進行加壓的過程中，可將排氣孔打開，用來觀察具體的漿體灌注情況。

2.5 清洗

首先拆下位于抽真空端活接頭處的雙閥三通，并利用真空泵的沖水管路對空泵到錨頭的管路進行沖洗；然后拆下位于灌漿端活接頭處的單閥三通，將連接到下一管道的荷載引到管上，便可進行下一孔道的施工。在清洗過程中，如果孔道內(nèi)水分太多，將會導(dǎo)致負壓容器內(nèi)大量的水分存儲。因此，在每束清洗后，應(yīng)及時將排水閥打開，進行排水，避免真空泵的啟動壓力過高，而破壞真空狀態(tài)。

3 應(yīng)用實例

寧波市北環(huán)路、環(huán)城南路快速路工程預(yù)制小箱梁某標段，小箱梁均為后張法預(yù)應(yīng)力梁板，共計1615片，混凝土總方量為60787m3。

預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)尺寸及數(shù)量如下表：

3.1 準備工作

（1）首先對混合材料進行配比，最終得到的漿體配比為：高效灌漿料：水：水泥=0.13：0.38：1，每拌和0.3m3后再開始灌漿，保證灌漿連續(xù)。

（2）使用水環(huán)式真空泵進行抽真空操作，保證預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)真空度在-0.8～-0.1MPa的范圍內(nèi)。

（3）使用全封閉式螺桿式灌漿泵進行灌漿操作，全封閉式螺桿式灌漿泵效率高、性能好、擾動小、泵壓穩(wěn)、泵量調(diào)節(jié)性能好且有效區(qū)較寬。

3.2 灌漿工藝

在進行灌漿之前，首先對材料、水電供應(yīng)、設(shè)備連接、施工平臺及封錨和孔道密封性進行仔細檢查，通過高壓水洗孔之后，應(yīng)注意用高壓風(fēng)吹干孔內(nèi)積水。

灌漿管及抽真空管安裝完成后，將進漿管球閥關(guān)閉，同時開啟真空泵。真空泵工作1min左右后壓力應(yīng)穩(wěn)定保持在-0.075～-0.08MPa之間，持續(xù)穩(wěn)壓1min后，即可將進漿管球閥開啟，同時進行壓漿。

在進行灌漿施工時，還應(yīng)及時地進行補壓及穩(wěn)壓。具體做法是：

（1）將真空泵及灌漿機關(guān)閉，卸下抽真空連接管，關(guān)閉出漿端球閥，用鐵錘敲散出漿端封錨水泥，將鋼絞線間隙露出。

（2）用灌漿機進行補壓穩(wěn)壓。在此過程中，鋼絞線縫隙處會有水泥漿被逼出，水泥漿逐漸由濃變稀再變清，流量至只能滴出清水，這時灌漿機的壓力表將會穩(wěn)定在1.0MPa。

（3）補壓穩(wěn)壓完成后應(yīng)關(guān)閉球閥。經(jīng)過0.5～1h后，應(yīng)將球閥拆除并加以清洗。完成以上工序后便可進行下一孔道壓漿操作了。

3.3 施工結(jié)果

在施工現(xiàn)場對水泥凈漿各項指標、送檢水泥凈漿試塊等進行試驗后，結(jié)果均達標；穩(wěn)壓時間也符合規(guī)范；對孔道的清洗及吹干工作較為仔細，同長度及同方向的灌漿時間均一致。經(jīng)現(xiàn)場對試澆梁體真空壓漿后實體解剖發(fā)現(xiàn)，真空壓漿效果挺好，預(yù)應(yīng)力管道密實，如圖2。

4 結(jié)束語

真空灌漿工藝在市政橋梁施工建設(shè)中的應(yīng)用越來越為廣泛，具體的施工工藝流程對實際工程具有非常重要的意義。此外，在實際施工過程中，還應(yīng)及時總結(jié)經(jīng)驗與教訓(xùn)，科學(xué)合理地對施工各個環(huán)節(jié)的突發(fā)情況加以控制及治理，保證施工的質(zhì)量與安全。

參考文獻

[1]劉清春，市政橋梁施工中真空灌漿工藝應(yīng)用[J]，城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（6）

[2]張春清，劉寶亞，真空灌漿法在橋梁施工中的應(yīng)用[J]，青海交通科技，2010（z1），

[3]高飛，橋梁施工中真空灌漿法[J]，交通世界，2012（5）

[4]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/TF-2011