預應力箱梁壓漿技術的選擇與應用

李光輝

【摘要】針對后張預應力混凝土構件，對預應力束成孔材料及灌漿方式的選擇進行了探討， 并結合工程實例介紹了壓漿施工工藝。

【關鍵詞】預應力管道；壓漿；波紋管

在橋梁建設中，后張預應力壓漿不密實的問題早已被交通部列為公路橋梁建設中的十大頑疾之一。本文主要針對預應力束成孔材料及灌漿方式選擇進行實例探討。

1、實例工程概況

金灣大道高架橋是珠海機場高速公路的控制性工程，橋長2462m， 雙幅橋面，單幅寬度12.75m，上部結構為現澆箱梁與裝配式預應力混凝土箱梁組合形成，全橋共二十三聯，聯長75～145m。 其中，第一到五聯、第十聯、第十五聯到第十八聯為現澆箱梁；其他聯為裝配式預應力混凝土箱梁。最長聯為第十聯，為40+65+40m等寬度變截面現澆箱梁，采用單箱單室截面，頂寬12.75m，底寬6.35m，懸臂長度3.2m，橫向設置預應力，根部梁高3.8m，跨中梁高2.0m，按二次拋物線方程變化；采用滿堂支架+門式框架法施工（預留兩個車道，不中斷交通）。為方便施工，箱梁設計時，現澆箱梁均未在箱內設齒板，各腹板預應力束均于梁端處進行張拉。

2、壓漿工藝和波紋管的選擇

2.1 真空輔助壓漿工藝和塑料波紋管的應用

真空輔助壓漿工藝新技術和留孔塑料波紋管技術與1986年首次推出。我國1999年在南京長江二橋施工中首次引進真空輔助壓漿技術。

真空輔助壓漿與普通壓漿法相比，灌漿過程連續迅速，減少了曲線孔道中漿體自身引起的壓力差，提高了壓漿的密實性，在鋼束半徑較小及鋼束過長，常規壓漿法不好施工的結構中應用取得了良好的效果。但是，真空壓漿工藝復雜，需要特定的設備，對施工人員的技術要求較高，對長度小、孔道直徑小的預應力孔道壓漿時反而比普通壓力壓漿耗時耗力，不經濟。

塑料管道與金屬波紋管相比具有明顯的優點：摩擦阻力小；耐疲勞性及密封性好；耐腐蝕，不生銹，利于鋼絞線的保護；強度高、剛度大，不易被振動棒振破。其缺點是價格昂貴，是金屬波紋管的2倍；與混凝土的粘結力比金屬螺旋管差，受溫度變形影響大。

2.2 改進的壓漿材料及壓漿工藝

鑒于真空壓漿工藝存在的缺點，采用普通波紋管、常規壓漿方法還將持續很長的一段時期，但改善壓漿材料和壓漿工藝卻有必要。相關試驗結果表明：摻加粉煤灰或硅粉會減少泌水和提高抗腐蝕能力；對普通金屬波紋管采用鍍鋅處理可以有效減緩金屬波紋管的銹蝕速度。

3、實例工程的孔道壓漿

根據本工程的結構重要性，考慮真空壓漿工藝目前還存在的缺點，此工程中現澆箱梁縱向孔道采用塑料波紋管和真空輔助壓漿工藝，現澆箱梁橫向孔道和裝配式預應力混凝土箱梁采用鍍鋅金屬波紋管和常規壓漿工藝。

3.1 壓漿準備工作

1）.材料準備：水泥采用42.5 普通硅酸鹽水泥；外加劑采用低含水量、流動性好及微膨脹性的外加劑，自由膨脹率不超過10%。不得含有對預應力筋或水泥有害的化學物質。外加劑的用量通過試驗確定（本文工程為5%），進場后應進行復驗；按設計要求，水泥砂漿標號不小于M50，水灰比為0.40～0.45。水泥漿的泌水率不超過3%，拌合3h泌水率控制在2%；水泥漿稠度控制在14～18s之間。

2）.孔道準備：壓漿前，清理錨墊板上的壓漿孔。使用壓縮空氣將孔道內的所有積水吹出。切除夾片外外露的多余鋼絞線，然后用原子灰（或純水泥漿）進行封閉，要保證錨板、夾片、外露鋼絞線全部包裹，覆蓋層厚度大于15mm。

3）.設備準備：主要是活塞式壓漿泵（含校準合格的壓力表）、噴射清洗機、灰漿攪拌機、儲漿罐及空氣壓縮機，真空壓漿還應增加真空泵。使用前檢查灌漿端、安裝引出管、球閥和接頭，確保其使用功能。輸漿管選用高強橡膠管，抗壓能力≥1.0MPa。

3.2 孔道壓漿

1）.真空壓漿

（1）在水泥漿出口及入口處，接密封閥門；將真空泵連接在真空管上，壓漿泵連接在壓漿端上；以串聯方式將三向閥門和吸氣孔連接起來；

（2）啟動真空泵抽真空，使真空度達到-0.06～- 0.1MPa，并保持穩定；

（3）啟動壓漿泵。當壓漿泵輸出的漿體達到要求的稠度時，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管，開始壓漿。壓漿過程中，真空泵保持連續工作；

（4）待抽真空端的管道中有漿體經過時，打開排氣閥。當水泥漿從排氣閥順暢流出，且稠度與灌入的漿體相當時，關閉抽真空端所有的閥；

（5）壓漿泵繼續工作，壓力達到0.5MPa左右，持壓2～3min；

（6）關閉壓漿泵及壓漿端閥門，完成壓漿。

2）.普通壓漿

（1）攪拌水泥漿使其水灰比、流動度、泌水性達到規范要求指標；

（2）啟動壓漿泵，當壓漿泵輸出的漿體達到要求的稠度時，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上，開始壓漿；

（3）壓漿順序為先下層管道后上層管道。壓漿應緩慢、均勻進行，不得中斷；

（4）壓漿的最大壓力0.5～0.7MPa。壓漿應達到孔道另一端飽滿出漿，且排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關閉出漿口后，應保持不小于0.5MPa的一個穩壓期（不少于2min）；采用二次壓漿法，第一次壓漿完成后，從梁體下層孔道開始再重新進行一次壓漿；兩次壓漿的間隔時間宜為30～45min。

3.3 壓漿后工作

1）檢驗：將留取的70.7×70.7×70.7mm的水泥漿試塊，標養28d檢驗其抗壓強度；

2）清洗：拆卸外接的管路，將所有沾有水泥漿的壓漿設備以及導管、閥門等清洗干凈；

3）封錨：將錨具周圍沖洗干凈并對梁端混凝土鑿毛，在封錨區設置鋼筋網片，支模后澆筑與構件混凝土強度等級相同封錨混凝土；

4）補救措施：現行的補救方法是對灌漿不密實的孔道進行補漿處理。

4、結語

采用真空壓漿技術，能保證孔道壓漿的密實性，是保證壓漿質量的一個有力的措施。但真空壓漿工藝目前仍存在缺點，并不能全范圍推廣使用。因此，在長孔道中配合塑料波紋管使用真空壓漿工藝而在小跨徑梁體中使用普通壓漿工藝和鍍鋅金屬波紋管是當前合理的選擇。事實上，目前對壓漿質量影響更嚴重的因素是現場漿液的拌制質量和現場監管。

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