高速公路后張法預制箱梁孔道壓漿施工技術

王 佳 段薛鵬

（中交路橋北方工程有限公司，北京 012564）

在我國橋梁工程中，預應力施工技術使用頻率極高。但因為預應力施工是典型的隱蔽工程，而一個項目的質量管理中最難的部分就是隱蔽工程，尤其是對預應力孔道壓漿飽滿狀況的控制，一旦壓漿飽滿度不合格，將對整個結構質量產生嚴重影響，極易導致結構出現使用壽命縮短、故障頻發等問題。

1 工程概況

本文以清遠市內南北走向的清西大橋為例。該路橋連接廣清高速與清連高速，橋梁長達3.8 km。全線包含了3座小橋、1座中橋、3座大橋、3座互通式立交橋、10座匝道橋及18座通道。據統計，在清新、逕口2座互通主線橋分別使用了150片、188片預制箱梁，其中等寬段25 m分別使用了42片、20片，變寬段25 m分別使用了95片、168片。除此之外，各類小橋也同樣使用到了預制箱梁。

2 孔道壓漿所采用的設備及材料

2.1 壓漿設備

據了解，該市清西大橋和接線土建工程在壓漿時均使用LJ-YJA系列大循環智能壓漿設施，該設施由計算機控制，包含預制漿液和灌壓漿2個部分。在使用該設備預制漿液時，漿料稱量等工作都通過計算機運作，能夠保證誤差控制在0.5%以下。漿料攪拌過程中其速度可達到1 400 r/min，可以配制出質量優良的漿體。同時該設備中的臨時儲漿桶也可以使漿液在待使用過程中保持40 r/min的攪拌頻率，以此有利于漿液狀態的維持。

除此之外，在灌壓漿系統配備的不再是傳統的壓漿泵，而是選擇活塞式壓漿泵，不僅能夠縮小壓力變化幅度，而且可以達到持續壓漿的效果，使用這種壓漿泵可以最大程度地提升管道內漿液的飽滿度。

2.2 孔道壓漿材料

2000年前，路橋項目的壓漿料大多由水泥與水組成，因而水灰比非常高，漿液質量也忽高忽低。因此，相關施工人員為了降低水灰比，往往會盡量降低水分使用量。但若是在水泥漿內添加了外加劑，水泥根本無法完全與外加劑融合，這就使得在壓漿時頻繁出現質量不過關、流動性差及泌水性差的問題。漿液流動性差極易堵塞管道，帶入大量氣泡，使整個管道內部漿液飽滿度達不到規定標準，甚至可能會在漿液完全凝固后形成粉狀物質。由此可見，由水泥與水制成的漿液存在大量缺陷，嚴重影響了整體壓漿質量，更對整個項目工程最終質量產生威脅。

對此，在本項目建設過程中，研究者將壓漿材料進行改造，選擇的是質量更優的水泥基材質及其他一些高性能的外加劑，并根據兩者特性合理分配其比重。同時，由于這些物質內沒有鋁粉、氯鹽之類的化學物質，因而只需將水灰比控制在0.28以內，就能保證漿液的穩定性能與流動性能。使用這種漿液可以使得孔道內漿液飽滿度達到設計標準，漿液緊固后孔道強度也高于傳統漿液灌注的孔道。表1為各個指標的檢測數據。

表1 壓漿料的各項技術指標

3 孔道壓漿及質量控制

3.1 孔道及其它準備工作

因為孔道中往往會包含水泥塊、水泥漿之類的物質，所以在壓漿前必須借助高壓水泵將其內部清理干凈，并借助壓縮空氣來去除孔道內的所有水分與雜物[1]。當預應力束張拉時，應將錨具外部的預應力鋼絞線控制在5 cm附近。同時，要想使壓漿壓力達到規定標準，必須封堵全部泌水通道。所以，應借助高強灌漿料之類的材質將各個錨具錨頭完全堵住，確保錨具和錨墊板、錨具和夾片連接部位等是完全緊閉的，禁止出現任何漏氣、漏水現象，直至承壓強度達到規定標準才可真正開始壓漿。

3.2 大循環壓漿

大循環壓漿下可以直接給2個～3個管道一起壓漿。而大循環壓漿的含義就是在壓漿的同時，促使漿液持續在管道中循環流通，便于將其內部氣體全部排出，以此使漿液飽滿度達到標準。大循環壓漿如圖1所示。

1） 預制漿液：把一次攪拌漿液所需的水分全部倒入攪拌鍋內，稱出規定重量的壓漿料，并將攪拌鍋連通電源，如圖2所示。在攪拌鍋開始工作后勻速將預先準備的壓漿料倒入攪拌鍋內，直至完全倒入后開始攪拌，攪拌時間為3 min。

2） 連接灌漿管：把進漿管、回漿管分別連接到孔道兩側，并確保整個管道完全密閉。在測試灌漿管是否密閉時必須將孔道進漿口與回漿口全部打開。

3） 開始壓漿：壓漿流程如圖3所示。

預制好的漿液從進漿管被輸送到預應力管道內，此過程中應將壓力控制在0.49 MPa～0.71 MPa之間。若是壓漿管道超過3根，就會使得漿液流動長度提升，此時就需要更大的壓力，即壓力應控制在0.8 MPa～1 MPa之間。持續壓漿直至管道內漿液填充飽滿，開始從回漿管道進入儲漿桶，還需繼續循環，直至出漿口流出的漿液變得稠密，即可先關閉回漿閥門，而進漿口還需繼續工作超過5 min，此時壓力也要控制在0.5 MPa以上。穩壓結束后應停留10 min再拔除進漿口與回漿口的管道、閥門。假設壓漿現場處于低溫狀態，還需要采取措施提升溫度，將孔道內溫度控制在5℃以上。

3.3 質量控制

1）在鋼絞線穿束時必須保證孔道中雜物已被完全清除。孔道清除工作應把高壓水壓進到管道內側，保持超過5 min的沖洗，結束后在一側塞入1個直徑＜管道內徑的海綿球，借助空氣壓縮機使海綿球在管內移動，持續10 min以上，使海綿球吸走絕大多數管道內的水分。上述工作完成后即可開始壓漿，漿液泌水通道可以帶走剩余積水。

2）如果直接封閉整個錨頭，那么就會使得漿液泌水通道無法繼續流通，也就導致漿液原本的水灰比重發生變化，出現偏離[2]。因而在封堵時，可以選用一些高強灌漿料，只封堵住錨具、鋼絞線附近及夾片上端，注意不能堵住鋼絞線上端，因為鋼絞線上端縫隙就是水分、空氣流通的出口。

3）禁止給超過2根的管道同時壓漿。若是同時壓漿的管道過多會使得孔道長度延長，原本設置的壓力無法滿足當前需求，也就導致填充的漿液達不到所要求的飽滿度，因此必須依次給每個管道壓漿。但假設可以將漿液的水灰比控制在0.28以下，即可選擇無壓灌漿法；若是無法控制水灰比，那么只能選擇壓力壓漿法，同時應遵循以下幾點要求：①若是回漿口流出的漿液變濃稠時，需要逐步關閉閥門，促使管內壓力提升超過0.5 MPa后進行穩壓；②穩壓期過程中，進漿口、出漿口的錨頭鋼絞線頂端會產生氣泡、溢出濃漿到漿液逐步變稀變少、溢出清水直至溢出的清水量趨于0；接著，若是發現錨頭鋼絞線頂端溢出的清水量大幅降低，這時可以停止穩壓和漿液供給，同時，因為鋼絞線頂端作為泌水通道，可以使得管內部分壓力由此處釋放出來；③在停止漿液供給后，不能馬上將進漿口、出漿口管道拔出，避免出現壓力大幅下降導致漿液噴出的現象。只有等到漿液初步變為固體狀態后才可緩慢關閉閥門，同時判定漿液壓力值是否異常，確保無異常才可拔出管道。若是設備具備自動泄壓性能，就必須等到泄壓工作全部結束才能開始設置。除此之外，管道拆卸完成后需及時清洗進、出漿管道，避免管道內殘留漿液堵塞管道。

正常情況下，放置在儲漿池中的漿液必須在30 min內使用，且為了保證其質量，必須保證儲漿池內漿液處于低速攪拌狀態[3]。一旦儲漿池內漿液放置時間超過30 min或是其流動性能變差，此時這些漿液不得再次使用。不管孔道處于什么位置或是其自身形態如何，壓漿工序都必須遵循從低到高的順序，完成下層管道壓漿后才能對上層管道進行壓漿。

同時，必須確保壓漿的連續性、均勻性。若是孔道頂端具備排氣孔，那么在壓漿時應觀察漿液狀態，合理控制排氣孔，幫助孔道中的空氣全部排出。同時，由于部分構件預應力束部位配備了連接器，那么就需要依次完成這些部位的張拉。此時，壓漿工作也必須按照這些部位依次進行。整個壓漿工作完成8 h，還需開展質量檢測，檢查漿液飽滿度、緊實度，若是不達標需再次壓漿。不過，作為專業的施工團隊，必須在壓漿工作中追求一次完成，盡可能避免出現返工。除此之外，只有壓漿工作全部完成2 d后，才可以移運孔道。由于冬季溫度較低，此時若要壓漿還需關注溫度，溫度不達標需在開始壓漿前0.5 h內，使用低于60℃的水蒸氣加熱管道。

4 結語

綜上所述，使用后張法來預制箱梁難度極高，需要經過多重工序，且任何一道工序發生失誤都極有可能影響整個箱梁的最終質量。但是，根據對該工程的分析研究發現，若是能夠科學控制所有工序質量，就可以保障最終整個箱梁實現其預想的功能，為整個橋梁工程帶來安全保障。此次研究可以給日后類似工程提供經驗借鑒。