淺談預應力管道真空壓漿技術施工要點

李博

摘要：混凝土橋梁的損傷表現多樣，預應力損失能夠導致混凝土橋梁整體剛度和承載力下降，對預應力混凝土橋梁的預應力管道注漿質量控制是確保橋梁的施工質量達到設計要求和合理受力狀態的一個重要環節，本文結合預應力管道真空壓漿技術施工實例進行分析，根據工程特點提出了在后張法預應力混凝土結構施工時采用真空壓漿技術的硬件要求和施工要點，為同類工程提供參考。

關鍵詞：預應力；真空壓漿；后張法

前言

后張法預應力混凝土結構在我國的公路橋梁建設中有著廣泛的應用。預應力鋼筋在被拉伸后其微觀結構會發生微小的變化，晶體間距離被拉大。在傳統后張法施工中，30m以上長度的孔道壓漿后極易出現氣泡和孔隙，當結構防水層因為外界作用失效后，導致水分子及氧分子極易進入其中發生化學反應，銹蝕速度對比拉伸前有顯著增加。一旦預應力筋腐蝕，其實際直徑會變小，導致有效預應力大幅下降，最終影響結構的承載能力和耐久性。就會受到嚴重威脅。后張預應力結構中，預應力筋主要依靠成孔材料和包裹在預應力筋外面的漿體這兩層屏障進行防護。

預應力管道真空壓漿技術是指是在壓漿之前，將孔道一端封閉，在孔道的另一端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，然后在孔道的另一端再用壓漿機以正壓力將水泥漿壓入預應力孔道。由于預應力管道真空壓漿技術可以通過有效提高灌漿密實度和飽滿度提高工程質量與使用安全，所以現在逐漸成為大跨度預應力混凝土橋梁施工中不可或缺的一環。現以江蘇省無錫市某大橋為例，淺談預應力管道真空壓漿技術施工要點。

1 工程概況

本工程為新華路市政高架主橋，采用（96+138+96）m三跨變截面預應力混凝土連續箱梁，墩身斜置，與水流方向基本平行。橋梁為整幅橋，標準橋寬25m，在北側梁端35m范圍內單側展寬至28m。橋梁總長318m，橋梁總面積7975m²。

上部結構采用單箱雙室直腹板箱梁，箱梁砼強度等級為C55，中支點梁高8.2m，高跨比1/17.56；跨中梁高3.5m，高跨比1/41.14。邊跨與中跨梁高對稱，梁高按二次拋物線變化。箱梁共分19個懸臂澆筑節段，0#節段長度為12.5m，其余節段長度2.5m～4.0m，全橋共設置二個邊跨合龍段和一個中跨合龍段，合龍段長2.5m，邊跨支架現澆段長13.65m。

箱梁采用三向預應力體系，即縱向、橫向、豎向均設置預應力鋼束。箱梁縱向按全預應力構件設計，橫向按預應力A類構件設計。縱向預應力設置在箱梁腹板、頂底板中，橫向預應力設置在橋面板、橫梁中，豎向預應力設置在腹板中。縱向、橫向預應力采用中Φ15.2高強度低松弛鋼絞線，標準強度為1860MPa，錨固體系為群錨體系。豎向預應力采用（ΦS15.2高強度低松弛鋼絞線，可復拉低回縮錨具，全橋均設豎向預應力。三向預應力均采用真空壓漿預應力管道真空壓漿技術。

2 預應力孔道真空壓漿技術硬件要求

2.1 水泥漿質量要求

灌漿漿體的強度應符合有關施工技術規范要求，7天強度不低于30MPa，28天強度應不低于40MPa。水泥漿的漿體允許水灰比為0.30～0.35。一般宜控制在0.33以下。漿體泌水率最大不得超過3%，拌和3小時后，其泌水率小于2%，泌水應在24h內重新被漿吸收。漿體流動度宜控制在14～18s，拌制30分鐘后宜控制在50s內。初凝時間應不小于3h，攪拌及壓漿時漿體溫度應小于35℃。

2.2 設備要求

水泥漿拌和機應能制備具有膠稠狀的水泥漿，轉速不小于1400轉/分鐘。攪拌機要有足夠的容量，至少能保證一根束道灌漿用量（一般至少為管道體積的1.5倍），禁止邊加原料，邊攪拌，邊壓漿。如容量不夠應另設儲存桶，儲存桶也應設置攪拌設備，能保證邊攪拌邊壓漿。

壓漿泵應可連續操作，對于縱向預應力管道，能以0.7MPa的恒壓作業；對于豎向預應力鋼材管道的壓漿最大壓力，能以0.4MPa的恒壓作業。壓漿泵應是活塞式的或排液式的，泵及其吸入循環應是完全密封的，以避免氣泡進入水泥漿內。它應能在壓漿完成的管道上保持壓力，且裝有一個噴嘴，該噴嘴關閉時，導管中無壓力損失。壓力表在第一次使用前及此后監理工程師認為需要時應加以校準。

真空泵應能提供不小于90%真空度的抽真空能力。在真空泵前應配備空氣濾清器，防止抽出的漿體直接進入真空泵而造成的真空泵的損壞。所有設備在灌漿操作中至少每3h用清潔水徹底清洗一次，每天使用結束時也應清洗一次。根據實際需要，可用中性洗滌劑、皂液或清水對管道進行沖洗以清除管道內的有害材料，并用不含油的壓縮空氣將管道內的所有積水吹出。

2.3 管道要求

預應力管道成形材料必須滿足真空壓漿的要求。塑料波紋管必須提供生產廠的產品合格證，到現場應認真檢查產品質量。塑料波紋管的連接一般應采用熱熔焊連接，如采用直接連接應采用專用的連接管，確保連接部位的質量。管道的定位和布置嚴格按現行《公路橋涵施工技術規范》執行。管道在模板內安裝完畢后，應將其端部蓋好，防止水或其他雜物進入。

2.4 外加劑要求

孔道灌漿漿體應采用摻入一定數量添加劑后的特殊漿體，原材料和漿體宜采用硅酸鹽水泥，水泥的強度不低于42.5，水泥不得含有任何團塊。水應不含對預應力筋或水泥有害的成分，可采用清潔的飲用水，如采用非飲用水，事先應經過檢驗，并達到混凝土拌和用水的要求。外加劑宜采用具有低含水量、流動性好、最小滲出及膨脹性等特性的外加劑，它們應不得含有對預應力筋或水泥有害的化學物質，外加劑的用量應通過試驗確定。

3 預應力孔道真空壓漿技施工要點

預應力筋張拉后，孔道應盡早壓漿，一般應在48小時內灌漿完畢。壓漿前應清理錨墊板上的灌漿孔，將浮漿和雜物去除。檢查預應力管道、泌水管、排氣孔、壓漿孔等，保證灌漿通道暢通。確定抽真空端及灌漿端并安裝壓漿罩，將壓漿罩安裝在準確的位置。安裝同時對壓漿罩密閉性進行檢查，特別要注意壓漿罩的排氣孔需向上放置，待漿體終凝后再將壓漿罩拆除并清洗。

將真空泵設置在抽真空端密封罩上，將密封罩排漿孔、三向閥門和真空負壓裝置以串聯方式連接起來。設備安裝完畢后將排氣閥與灌漿閥一起關閉；啟動真空泵抽出空氣，觀測真空負壓表讀數。當管道內真空度到達-0.08MPa時，停泵1min再記錄負壓表讀數。如果讀數不發生變化則可判定孔道內壓力能滿足預定要求。

灌漿作業之前應使用拌漿機試配漿體。漿體各項指標經試驗室檢驗滿足要求后，才可以進行制備生產。攪拌水泥漿之前，應在拌漿機、儲料罐內加入足量的水后空轉3分鐘，使攪拌機內壁充分潤濕后再倒掉積水。同批次攪拌的水泥漿需基本卸盡。未拌合的漿體材料不得在上一批次攪拌好的水泥漿卸盡之前投入。

灌漿時攪拌漿體使其水灰比、流動度、泌水性等指標達到技術要求的指標。啟動真空泵抽真空，使真空度達到-0.08～-0.1MPa并保持穩定。啟動灌漿泵，當灌漿泵輸出的漿體達到要求的稠度時，將泵上的輸出管接到錨墊板上的引出管上，開始灌漿。灌漿過程中，真空泵保持繼續工作，維持相應的真空度。待抽真空端的透明網紋管中有漿體經過時，關閉空氣濾清器前端的閥門，稍后打開排氣閥。當水泥漿從排氣閥順暢流出，其稠度與灌入口的漿體相當時，關閉抽真空端所有的閥。灌漿泵繼續工作，并保持不小于0.7MPa的壓力，持壓不少于2分鐘。壓滿漿的管道應進行保護，使在一天內不受振動，管道內水泥漿在注入后48h內，結構混凝土溫度不得低于5"C，否則應采取保溫措施。在壓漿后兩天，應檢查注入端及出氣孔的水泥漿密實情況，需要時進行處理。

每一工作班應留取不少于3組試樣（每組為3個70.7mm×70.7mm×70.7mm立方體試件），標準養生28d，檢查其抗壓強度作為水泥漿質量的評定依據。當氣溫或構件溫度低于5℃或高于32℃時，不得進行壓漿。如應特殊情況，事先需報針對性方案，并經監理同意后方可實施，管道壓漿必須有監理工程師在場。施工時應具有完備的壓漿記錄，包括每個管道的壓漿日期、水灰比及摻加料、壓漿壓力、試塊強度、障礙事故細節及需要補做的工作。這些記錄的抄件應在壓漿后3d內送交監理工程師。

張拉施工完成后，切除外露多余的鋼絞線，清水沖洗，高壓風吹干，然后進行封錨。封錨可采用兩種方式：

（1）一種是采用專用的保護罩封錨。安裝前將錨墊板表面清理，保證平整，在保護罩底面和橡膠密封圈表面均勻涂上一層玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護罩與錨墊板上的安裝孔對正，用螺栓擰緊，注意將排氣口朝正上方。在灌漿后10小時左右拆除。（2）另一種方法是用無收縮水泥砂漿封錨。砂漿必須將錨板及夾片、外露鋼絞線全部包裹，覆蓋層厚度大于15ram。

4 結語

預應力管道真空壓漿技術是預應力鋼筋后張法施工一項重要工藝。通過真空壓漿技術，可以使孔道內漿體飽滿度顯著提高，保證壓漿分布均勻，消除氣泡避免產生空隙，有效防止預應力鋼筋生銹腐蝕，避免預應力損失，導致混凝土橋梁整體剛度和承載力下降。隨著我國交通建設飛速發展，這項施工速度快，施工效果好技術有著廣闊發展空間和極大的應用價值。