橋梁預(yù)應(yīng)力真空壓漿施工技術(shù)的探討

摘要：真空壓漿是近年來(lái)興起的一種新技術(shù)，克服了傳統(tǒng)壓漿技術(shù)中不密實(shí)性的問(wèn)題，對(duì)壓漿的質(zhì)量有了一定的保證，可以從根源上解決橋梁壓漿的密實(shí)問(wèn)題，能大大提高孔道壓漿的飽滿度和密實(shí)度，有效阻止了預(yù)應(yīng)力筋的防腐，較大提高了整個(gè)結(jié)構(gòu)的耐久性，促進(jìn)橋梁使用壽命的延長(zhǎng)。目前在橋梁的預(yù)應(yīng)力施工中正在推廣使用。

關(guān)鍵詞：橋梁;預(yù)應(yīng)力;真空壓漿;施工工藝;技術(shù)

1"真空壓漿原理

在采用真空壓漿法進(jìn)行孔道壓漿施工之前，首先應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行密封，接著采用真空泵從孔道的一端將孔道內(nèi)的空氣抽出，通常應(yīng)將孔道到真空度控制在0.07MPa;保持該真空度，然后在孔道的另一端采用壓漿機(jī)將水泥漿液壓入到孔道內(nèi)，壓漿機(jī)的正壓力應(yīng)不小于"0.7MPa，壓漿的過(guò)程應(yīng)確保連續(xù)均衡，最好將孔道壓滿水泥漿液，同時(shí)應(yīng)確保其符合質(zhì)量要求。在進(jìn)行真空壓漿過(guò)程中，會(huì)在孔道內(nèi)形成負(fù)壓，這樣可能會(huì)減小漿體的水灰比和縮短壓漿試漿。同時(shí)對(duì)泌水和干縮的過(guò)程起到減緩的作用，從而對(duì)孔道內(nèi)的空氣產(chǎn)生西寶作用而影響其氣泡的形成，通過(guò)這種方式可以確保孔道后漿的飽滿度和密實(shí)度能夠符合要求。

與傳統(tǒng)的壓漿工藝相比，真空壓漿工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）真空壓漿工藝所使用的水泥漿水灰比較小，這樣可以有效的減小水泥漿的泌水，同時(shí)對(duì)干縮變形有一定的減輕作用。

（2）在真空負(fù)壓的作用下，水泥漿中的漿液會(huì)首先進(jìn)入負(fù)壓容器中，這樣使得孔道中漿體的稠度保持一致的操作有了可靠的保證，從而提高了水泥漿的密實(shí)度和強(qiáng)度。

（3）真空壓漿施工作業(yè)是一個(gè)快遞、連續(xù)的過(guò)程，這大大的提高施工效率，同時(shí)確保了孔道內(nèi)漿體的均勻性。

（4）在真空負(fù)壓的作用下，孔道內(nèi)的氣體會(huì)被有效的抽出，從而難以孔道內(nèi)形成氣泡，確保了漿體的密實(shí)度。

（5）當(dāng)孔道處于真空負(fù)壓的狀態(tài)下時(shí)，可以有效的減小漿體自身的壓力差，從而使整個(gè)孔道充滿漿體。

2"工程實(shí)例

本工程為立體交叉跨線橋，橋的全長(zhǎng)為80.08m，截面寬度為17.855m+33.00m+17.831m，橋梁結(jié)構(gòu)的形式為無(wú)橋臺(tái)V型斜腿剛架橋。在鋼架部分的施工中需要采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為"50MPa。預(yù)應(yīng)力的張拉采用的后張法，孔道的壓漿全部采用真空壓漿技術(shù)。

3"""施工設(shè)備及工藝流程

在真空壓漿法中主要用到的施工機(jī)械有水泥攪拌機(jī)、壓漿泵以及其附屬的壓力表等，同時(shí)還需要用到的設(shè)備包括真空泵、壓力表以及控制盤(pán);空氣濾清器，主要是起到防止稀漿進(jìn)行真空泵的作用;廢漿桶，主要是用于使用過(guò)的稀漿液的棄置;加筋泌水管，應(yīng)滿足強(qiáng)度要求，能夠承受較大的負(fù)壓力;氣密錨帽以及氣密閥。真空壓漿施工工藝流程如圖1所示。

圖2""真空壓漿施工工藝流程圖

（1）設(shè)備連接。在孔道的入口段和出口端應(yīng)分別接上單項(xiàng)和"3"項(xiàng)的密封閥門(mén)。真空泵的連接位置應(yīng)為孔道的非壓漿端，接著將空氣濾清器、3"項(xiàng)閥門(mén)以及錨具蓋帽進(jìn)行相連，采用串聯(lián)的方式，同時(shí)應(yīng)采用透明管對(duì)錨具蓋帽和閥門(mén)進(jìn)行連接（見(jiàn)圖2）。

圖2""設(shè)備連接示意圖

（2）試抽真空。將所有的排氣閥門(mén)均關(guān)閉，只留有連接真空泵的排氣閥門(mén)開(kāi)啟，接著連接電源起到真空泵，10min"之后如果真空負(fù)壓能夠達(dá)到"0.1MPa，這就可以表明孔道的密封性良好，滿足施工要求，否則就表明孔道的波紋管未能安全密封，無(wú)法滿足要求，應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行檢查，并采措施確保密封性。

（3）拌制水泥漿。根據(jù)設(shè)計(jì)好的配合比進(jìn)行水泥漿的拌制，應(yīng)確保水泥漿滿足水灰比、稠度以及泌水性的要求，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行抽獎(jiǎng)，并制作相應(yīng)的試件。水泥漿的配置參數(shù)見(jiàn)表"1。

表1""水泥漿的配置參數(shù)表

（4）抽真空。起到位于孔道一段的真空泵對(duì)孔道內(nèi)的空氣進(jìn)行抽取，直到真空負(fù)壓力表的讀數(shù)達(dá)到-0.06MPa～0.1MPa，同時(shí)穩(wěn)定保持這個(gè)壓力數(shù)值。

（5）壓漿。在保持真空泵的壓力數(shù)值時(shí)，啟動(dòng)壓漿泵，同時(shí)打開(kāi)壓漿管閥門(mén)，并以"0.7MPa"以上的壓力將水泥漿壓入到孔道內(nèi)。在壓漿施工過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)真空壓力降低的現(xiàn)象，這時(shí)可以通過(guò)透明喉嚨管中觀察水泥漿是否已填滿波紋管。當(dāng)抽真空端的空氣濾清器中有漿體進(jìn)入時(shí)，即可關(guān)閉空氣濾清器的閥門(mén)，同時(shí)打開(kāi)排氣閥，并將管道接入廢漿桶，放出水泥漿液。讓水泥漿放出一段直至水泥漿的順暢的流出，并且稠度能夠與壓入的水泥漿相當(dāng)時(shí)，即可關(guān)閉抽真空段的所有氣密閥門(mén)。打開(kāi)排氣和錨具蓋帽的閥門(mén)，直至漿液形狀均勻，之后將閥門(mén)關(guān)閉，并保持0.4～0.7MPa"的壓漿壓力，接著進(jìn)行"30s"的壓漿，最后即可關(guān)閉壓漿泵和壓漿端的閥門(mén)，這樣就完成了整個(gè)壓漿過(guò)程。

（6）拆卸真空設(shè)備并進(jìn)行清洗。對(duì)真空設(shè)備進(jìn)行拆卸，將漿體進(jìn)出閥門(mén)以外的所以外接管體以及附近拆卸下來(lái)，并進(jìn)行清洗，同時(shí)對(duì)空氣濾清器和閥門(mén)進(jìn)行清洗。當(dāng)壓漿內(nèi)的水泥漿初凝之后，即可將漿體的進(jìn)出閥門(mén)拆卸下來(lái)并進(jìn)行清洗。

4"真空壓漿的相關(guān)技術(shù)

4.1"預(yù)應(yīng)力孔道密封

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋孔道的制作時(shí)，不管采用何種留孔材料進(jìn)行成孔，均應(yīng)確保孔道不出現(xiàn)裂縫和其他缺陷，同時(shí)必須確保孔道密封墊能夠滿足要求。在真空壓漿管道的制作中，通常采用的是金屬波紋管，它具有自重輕、剛度好、彎曲方便的特點(diǎn)，同時(shí)密封度能夠滿足施工要求。

目前，在我國(guó)廣泛使用的孔道成孔材料為瑞士VSL公司生產(chǎn)的PT-PLUSR"塑料管。用于后張法預(yù)應(yīng)力張拉的塑料波紋管的制作材料主要為高密度聚乙烯，其密度為0.95g/cm3波紋管道的表層含碳黑量在2%以上。這種材料制作而成的塑料波紋管具有的特點(diǎn)為：較高的耐腐蝕性、防水性、耐氣候性以及抗氧化性;具有較高的強(qiáng)度和剛度，在孔道內(nèi)進(jìn)行成孔時(shí)質(zhì)量較好;相應(yīng)的配套部件齊全，包括管道連接件、管道和錨具連接件、錨具保護(hù)罩等;波紋管的自重輕，方便進(jìn)行運(yùn)輸和吊裝;管道的可彎性能好，允許的最小曲率半徑為"1.8m;能夠與混凝土之間進(jìn)行較好的粘結(jié);管道自身的摩擦系數(shù)低;密封性能好。該塑料波紋管的長(zhǎng)度為"4.6m，經(jīng)過(guò)螺紋進(jìn)行連接之后，長(zhǎng)度為"4.5m。

4.2"預(yù)應(yīng)力封錨

在進(jìn)行真空壓漿施工中，首先應(yīng)確保孔道具有較高的密封性，因此在進(jìn)行錨具的封錨時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的檢查，確保其能夠滿足水泥漿正壓力和真空負(fù)壓的考驗(yàn)。在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉完成之后，應(yīng)將外露的過(guò)長(zhǎng)的鋼絞線切除，同時(shí)應(yīng)確保外露的長(zhǎng)度控制在25cm"以下，接著即可進(jìn)行封錨施工，應(yīng)采用不收縮的水泥砂漿將錨板以及夾片、外露鋼絞線等全部包裹起來(lái)，應(yīng)確保包裹層的厚度控制在"15mm"以上。通過(guò)水泥砂漿的封錨可以使錨具具備一定的強(qiáng)度。當(dāng)封錨施工完成之后"24"～48h"內(nèi)即可進(jìn)行壓漿施工。

4.3"水泥漿設(shè)計(jì)

在真空壓漿法中，對(duì)水泥漿混合料的設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行改進(jìn)，從而可以大幅度降低水灰比，這樣在壓漿施工中，可以有效的確保壓漿的密實(shí)度。在真空壓漿施工技術(shù)中，水泥漿的拌制是其中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，因此，在進(jìn)行水泥漿的拌制時(shí)應(yīng)確保其具有良好的和易性和適宜的膨脹性，同時(shí)泌水率應(yīng)滿足要求，在水泥漿硬化后應(yīng)確保孔隙率和抗壓強(qiáng)度能夠滿足要求。其具體的控制指標(biāo)為：

①設(shè)計(jì)規(guī)范如有要求時(shí)，水泥漿的強(qiáng)度應(yīng)滿足要求，如果規(guī)范沒(méi)有要求時(shí)，強(qiáng)度要求為在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其"7"天齡期的強(qiáng)度應(yīng)不小于"25MPa，同時(shí)"29天齡期的強(qiáng)度應(yīng)不小于"40MPa。②當(dāng)在水泥漿中添加添加劑之后，應(yīng)確保水泥漿的水灰比控制在"0.29～0.33"之間。③當(dāng)水泥漿拌和完成"5h"之后，其泌水率應(yīng)滿足不大于"2%的要求，同時(shí)其泌水在"24h"內(nèi)能夠被漿體"完全吸收。④當(dāng)在水泥漿中添加適量的膨脹劑后，應(yīng)確保其自由膨脹率滿足小于"5%"的要求。⑤水泥漿的流動(dòng)度應(yīng)控制在"13"～18s"之間，當(dāng)水泥漿拌制完成"30min"之后，流動(dòng)度應(yīng)控制在"20"～"25s"之間。⑥水泥漿的離析度應(yīng)控制在"5%"以下。⑦當(dāng)在水泥漿中添加適量的緩凝劑后，應(yīng)確保水泥漿的初凝時(shí)間控制在"3h"以內(nèi)，同時(shí)終凝時(shí)間應(yīng)控制在"17h"以內(nèi)。

4.4"溫度控制

當(dāng)在進(jìn)行壓漿施工時(shí)，應(yīng)確保水泥漿的穩(wěn)定控制在"10"～30℃之間，這樣才能確保水泥漿不會(huì)發(fā)生離析的問(wèn)題，否則應(yīng)采取措施對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整和控制，通常可以采用的辦法為提高拌和水溫或加冰塊降低拌和水溫。

通過(guò)真空壓漿的施工技術(shù)可以大幅度的降低水泥漿的水灰比，同時(shí)根據(jù)摻入的外加劑的不同，以及混合料配合比的不同，其耐溫度的性能也是有所差異的。本工程所采用的水泥漿在溫度"超過(guò)"25℃時(shí)即會(huì)發(fā)生離析的問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于傳統(tǒng)形式的壓漿施工，較易造成預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕問(wèn)題。本文結(jié)合工程實(shí)例，總結(jié)出真空壓漿施工工藝，并針對(duì)壓漿密實(shí)度等施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出施工技術(shù)措施，可為同行提供參考借鑒。