早強、高強支座灌漿砂漿施工工藝研究

習勇超

摘 要：本文通過總結京滬高鐵、津秦客專、吉圖琿客專箱梁架設過程灌漿工藝中早強、高強支座砂漿的使用方法，介紹了簡支箱梁支座砂漿灌注施工的過程控制、工藝流程、施工工藝等。

關鍵詞：早強；高強；支座灌漿；施工工藝

一、概述

900噸預應力混凝土簡支箱梁支座灌漿是將箱梁落至事先布置在墩臺墊石內側的臨時支撐千斤頂上，通過調整四個千斤頂油缸的伸縮量，使各支座反力與四個支座反力的平均值相差不超過±5%，支座底平面與墊石頂面的間隙為20～30mm后，采用重力方式向墊石錨栓孔內注入無收縮早強高強支座灌漿料，使箱梁通過支座與墊石連成一體。

產品特征：具有良好的流動性，自流找平，不需振搗、抹壓、無收縮、具有微膨脹性能的一種高品質聚合物改性水泥基復合材料，施工速度快、方便快捷，具有良好的抗裂性。根據在不同的施工溫度下2個小時抗壓強度即可達到20Mpa，具有非常高的小時強度，抗折強度高。完工后表面光滑平整，克服了傳統砂漿所產生的不平整、開裂、剝落起粉等缺陷。有早強、高強、抗裂、高充盈等特點。能夠適應冬季低溫和夏季高溫條件的施工。

適用范圍：主要用于鐵路軌道、支座填充、固定。也適用于各種工程搶修、加固工程、預制簡支箱梁或現澆連續梁支座灌漿工程等。

二、支座灌漿工藝

早強、高強支座灌注砂漿，在高速鐵路架梁工程施工使用中，經過工程施工人員多次試驗、論證。摸索、總結出一套完整的施工工藝及流程圖。由于目前還沒有方便、準確檢測砂漿層是否存在質量問題的方法，且對內部存在質量問題的砂漿層修復非常困難。因此，必須選擇由鐵道部建筑材料試驗室推薦的，且信譽好、質量過硬的產品。

（一）主要性能指標表：

（二）主要施工工具。在施工過程中需要許多輔助工具，主要機具如下：立軸砂漿攪拌機2臺，最大攪拌量100升～120升為宜。灌漿導流軟管，以鋼絲波紋管為宜。根據支座的型號及施工數量，可制作2套鋼制模板，其中1套32m箱梁用模板，1套

24m、 20m箱梁共用鋼制模板。磅秤、水桶、儲料桶、水舀或小桶。噴霧器一只，用于支座下部混凝土上加濕噴水。燃氣噴燈4臺、兩千瓦熱水器兩個，用于冬季低溫時（0℃以下），加熱伴和水使用。

（三）灌漿施工工藝流程

（1）準備工作。1）水灰比選定。每批砂漿進場時，產品合格證上均有一個水灰比，由于所處地域不同、施工時氣溫、溫度、濕度差異，該水灰比往往不能很好的滿足當時施工要求。此時，需要對該水灰比進行修正。為方便選擇合適的水灰比，將最近7天內施工時所采用的水灰比及當時施工時的氣溫、溫度等參數如實記錄，根據施工時的氣象參數選擇相近的水灰比，并現場進行流動度測試。2） 砂漿及水稱量。 支座灌漿料對水的質量要求較高，需達到飲用水的標準，砂漿、水稱量需精確至0.1kg。3） 支座墊石鑿毛。鑿毛支座就位部位的支座墊石表面時，清除預留錨拴孔中的雜物，除去浮灰，油跡，雜物等不利于粘結的物質。用噴霧器將支承墊石表面浸濕，預埋螺栓預留孔內不得有積水。4） 模板安裝。模板安裝時，須在模板底部加一層橡膠條用來密封，調整模板與支座的相對位置，使模板與支座的距離為50mm。（2）砂漿攪拌。用伴和水濕潤攪拌機及導流管，多余積水應排出。用磅秤、水桶稱量砂漿和拌合水，砂漿稱量完畢后先將砂漿倒入攪拌機內干攪2～3分鐘，然后邊攪邊加水。當加水至80%時，停止加水并繼續攪拌3～5分鐘，最后加入剩余20%的水，全部加入完畢后，攪拌4分鐘。將攪拌均勻的砂漿靜置4分鐘方能灌漿。砂漿攪拌時，要注意砂漿攪拌的時間，從開始加水攪拌至灌注完畢不能超過30min。（3）支座灌漿。攪拌機應放置梁端支座上方位置，安裝砂漿導流管，將導管一端與攪拌機連接，另一端的塑料軟管塞入支座底板下中部。灌漿前用少量清水對灌漿管進行清洗濕潤，沖去管內壁的雜物。墩臺墊梁石與支座底板之間縫隙很小，灌注時應使漿料緩緩流入，不能過快。攪拌機的放漿速度，以下部軟管內漿料及時流出為宜。砂漿通過導流管澆注入支座空隙中，軟管不得折疊、扭曲。直至從鋼模與支座底板周邊間隙觀察到灌漿材料全部灌滿為止，且砂漿不得高于支座底板5mm。（4）砂漿層養護。灌漿料灌注完畢后需要及時的進行養護。養護前，需要對砂漿料的凝固情況進行觀察。養護時間夏天一般在灌注完畢后的5～10分鐘，冬天一般在灌注后的10～20分鐘，且冬天使用熱水進行養護，并用棉被進行保溫。（5）拆模。試驗砂漿強度達到20MPa后，拆除鋼模板，擰緊下支座板預埋錨拴，并拆除各支座的上下支座連接角鋼及螺栓，拆除臨時支承千斤頂，安裝支座鋼圍板。拆模時，需小心謹慎，防止磕碰砂漿層表面。拆模后，對砂漿層表面進行清理。

三、施工中容易發生的質量問題、原因及采取的措施

（一）易發生的問題、原因及采取的措施。（1）冬季施工砂漿強度增長緩慢。經過技術人員的多次觀察、試驗發現：主要原因是施工環境溫度低、水及漿料未加熱及灌漿后的低溫養護不當引起的。經過查閱大量的資料與實驗發現。施工時氣溫在-5℃—10℃時，此溫度范圍為存在負溫但主要為正溫的溫度條件，在此溫度范圍內，會影響砂漿強度的發展速度，但不會出現冰凍現象；主要采取加熱伴和水及加強保溫養護措施即可達到要求。進入冬季施工應提前做好各種防凍措施。關注天氣預告，每天記錄氣溫變化。施工時氣溫在-10℃—5℃時，此溫度范圍為存在負溫而且主要為負溫的溫度條件，在此溫度范圍內，氣溫不僅會影響砂漿強度的發展速度，而且還可能造成槳體發生冰凍現象；應采取加熱伴和水、物料、等預加熱措施和保溫加熱養護措施。施工時氣溫在-20℃—-5℃時，此溫度范圍完全負溫的溫度條件，在此溫度范圍內，會嚴重影響支座砂漿2小時強度及后期強度的增長，并且造成槳體凍融，導致達不到設計規定的強度。此種情況應采伴和水、物料加熱措施，支座預加熱措施和保溫加熱養護措施。無論采取何種加熱措施物料及伴和水均不得過分加熱、一般水溫不應超過60°在40°～60°為宜。冬季新澆筑的砼的養護應采取搭設專用保溫棚、或采取1到2千瓦的電暖氣保暖養護。每個支座放置兩臺兩側對程放置，保證環境溫度大于15°。一旦發現砼出現凍融現象立即將整個支座灌注砼鑿除重新灌漿。在各種條件下施工，砼試件應在同溫度條件下養護成型，澆注2小時后或者適當延長時間，測試試件的抗壓強度是否滿足20MPa。必須在強度達到20MPa后，方可拆除臨時千斤頂。否則需要繼續進行加熱養護。

（二） 夏季施工砂漿在支座中的流動速度緩慢，并有堵管現象。此種現象的出現一般是：環境氣溫高、墊石表面沒有提前用水濕潤，導流管及砂漿攪拌機本身也吸收一部分槳體水分。攪拌機內儲存的砂漿在高溫環境中槳體中水分損失較快，損失一部分水分，在灌漿過程中，槳體中的部分水分被墊石吸收造成砂漿的流動度變小，初凝時間加快。部分砂漿在導流管中快速凝結造成堵管。因此在夏季高溫環境中施工，需要采取降溫措施。或適當加大水料比。一般氣溫高于35°時，需要采取降溫措施。在攪拌時，搭置遮陽傘，避免攪拌機及其它攪拌設備、CM-W-11砂漿材料等溫度過高；必要時，現場準備冰柜，制備冰水作為拌合水。也可以將攪拌機和材料放在箱梁內部，進行攪拌和澆注。在高溫時施工，可先灌注4個錨拴孔，灌注高度與混凝土墊石基本持平或略低即可，然后再灌注支座剩余部分，直至達到施工要求。當環境氣溫在30°左右時為防止水分流失過快，可適當加大水料比，但CM-W-11砂漿材料對水料比十分敏感，CM-W-11砂漿配合比為：拌合水：CM-W-11砂漿=13：100，即水料比0.13。水料比過大砂漿流動度大凝固時間長，且影響后期砼強度的增長。水料比過小砂漿凝固快，易堵塞導流管且支座與墊石之間縫隙很小（設計規定支座底部與墊梁石之間的厚度不小于20㎜不大于30㎜）不易達到密實，拆模后砼表面不充盈等。根據多次現場總結及試驗，周圍溫度在15-25°水料比定為0.125為宜。高于25°時可適當加大水料比至0.13，灌注前應把墊梁石表面濕潤。

（三） 砂漿2小時前強度達不到20Mpa，但延長一段時間后強度達到，拆模后砼表面出現水泡。原因施工時水料比大，特別是雨季墩臺墊梁石已吸水達到飽和，或者預留孔內的雨水未清理干凈。如果此時還按照0.13的配合比施工，砂漿的流動度加大，漿料過希，使砂漿達到20Mpa的抗壓強度時間延長。所以雨后施工應適當減小水料比，用海綿將預留空內的水分吸附干凈。

（四）拆模后砼表面氣泡多。原因是：砼灌注前的靜置時間不足，砂漿灌注預留孔后氣泡不易溢出。砂漿攪拌后必須靜置幾分鐘，否則砂漿中氣泡多，灌注完畢后支座下部的氣泡不易溢出。灌注前的砂漿靜置時間一般不少于4分鐘，使氣泡在攪拌機里充分溢出，觀察氣泡不往上翻即可，根據現場實踐一般靜置3-4分鐘砂漿中起氣泡本排完。也可用附著式震動器輔助氣泡溢出。

綜上所述，砂漿層主要用來支撐箱梁，砂漿層灌注質量的好壞直接關系到箱梁的穩定性及列車運行安全，因此支座灌漿應作為900噸箱梁架設的關健工序。由于采用無收縮早強高強灌漿料，屬于采用新材料、新工藝，目前，還沒有很成就的灌注工藝及檢測方法，需要不斷完善支座灌漿施工工藝及養護措施，特別是低溫、高溫養護措施。

參考文獻：

[1] 《輔助導梁式架橋機架設工藝》作者：劉中天 由中國鐵路出版社出版 出版日期：2006.6.1

[2] 《秦沈客運專線箱梁和軌道工程施工新技術》作者： 吳信然、楊啟兵 由中國鐵路出版社出版 出版日期：2003.11.25

[3] 《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》作者：中國中鐵總公司 由中國鐵路出版社出版 出版日期：2005.9.17

[4] 《客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南》作者：中國中鐵總公司 由中國鐵路出版社出版 出版日期：2005.9.22