市政橋梁工程預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)探討

廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510000

近年來(lái)，隨著城市化建設(shè)的推進(jìn)，市政道路橋梁建設(shè)發(fā)展得越來(lái)越快。在橋梁施工過程中，相關(guān)管道施工技術(shù)得到了較好的應(yīng)用效果，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行。當(dāng)前相關(guān)技術(shù)在不斷提高和改善[1]，也使橋梁施工質(zhì)量得到了較大的提升。

此前，我國(guó)建造的橋梁以剛橋和混凝土橋梁為主，但隨著使用年限的不斷增加，橋梁耐久性降低，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用也越來(lái)越大，使橋梁的造價(jià)不斷增加。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土橋梁逐漸被取代。預(yù)應(yīng)力管道注漿技術(shù)作為橋梁施工中的重要技術(shù)，在如今的基建工作中扮演著重要的角色，發(fā)展前景十分廣闊。因此，文章對(duì)該項(xiàng)施工技術(shù)進(jìn)行了分析研究，旨在為預(yù)應(yīng)力管道灌漿技術(shù)的應(yīng)用提供理論參考[2]。

1 施工特點(diǎn)

在市政橋梁的建設(shè)過程中，箱梁施工時(shí)需進(jìn)行兩次澆筑，首先應(yīng)對(duì)箱梁底部和腹板進(jìn)行混凝土澆筑，然后再進(jìn)行頂板的澆筑。對(duì)于施加了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，在施工時(shí)應(yīng)先對(duì)壓力表、千斤頂進(jìn)行配套標(biāo)定以及校核，當(dāng)量規(guī)的直徑是180mm時(shí)，則精度應(yīng)＞1.5。預(yù)應(yīng)力灌漿過程中的泥漿泵應(yīng)在封閉的環(huán)境中使用。施加預(yù)應(yīng)力的管道需使用金屬波紋管，管道規(guī)格厚度應(yīng)≥0.3mm。管道內(nèi)設(shè)有灌漿孔、通風(fēng)孔和排水孔，通風(fēng)孔應(yīng)設(shè)置在最高點(diǎn)，排水孔應(yīng)設(shè)置在最低點(diǎn)[3-4]。排氣管等應(yīng)用直徑為20mm的塑料，排氣孔采用20mm的高壓管，須引入30cm的混凝土面層。管道內(nèi)的水泥漿強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，最低不低于50MPa。

2 預(yù)應(yīng)力管道灌漿技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

預(yù)應(yīng)力管道灌漿技術(shù)有很多傳統(tǒng)灌漿技術(shù)無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn)，如真空灌漿施工過程可以促進(jìn)孔內(nèi)負(fù)壓的形成。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）真空泵的主要作用是將孔內(nèi)的空氣和水分排出。施工人員在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，需通過正壓力將泥漿灌入管道，此時(shí)應(yīng)保證通道處于負(fù)壓狀態(tài)。該方法可以將通道內(nèi)的氣泡消除，使孔道內(nèi)充滿漿液，并提高整體結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力，保證灌漿質(zhì)量。

（2）灌漿時(shí)，良好密度的孔能保證泥漿的壓力和整個(gè)孔的充實(shí)度。

（3）在真空壓力作用下，泥漿中的漿料迅速流入真空容器中，能保證泥漿的稠度、密度和強(qiáng)度。

（4）真空灌漿過程是一個(gè)連續(xù)性強(qiáng)、灌漿速度快的過程。通常將泥漿泵送到管道中，在負(fù)壓環(huán)境下自由流動(dòng)，不受管道內(nèi)壓力的影響，因此泥漿很容易填充管內(nèi)的所有間隙，從而將縮短灌漿時(shí)間。預(yù)應(yīng)力管道灌漿如圖1所示[5-6]。

圖1 預(yù)應(yīng)力管道灌漿

3 施工技術(shù)分析

3.1 工程概況

某軌道橋長(zhǎng)度為7418m，跨徑最大為70m，該軌道橋?qū)儆谶B續(xù)剛構(gòu)橋梁。路線布設(shè)平行于國(guó)道G105，結(jié)構(gòu)內(nèi)有高架車站2座、高架區(qū)間3個(gè)。高架區(qū)間為連續(xù)剛構(gòu)橋梁形式，包括48聯(lián)166跨節(jié)段預(yù)制拼裝段、1聯(lián)3跨160m跨京珠高速掛籃現(xiàn)澆段、7聯(lián)23跨850m滿堂支架現(xiàn)澆段。

3.2 施工技術(shù)

該結(jié)構(gòu)施工時(shí)的主要流程包括以下幾步：首先，應(yīng)對(duì)錨頭進(jìn)行封閉，同時(shí)對(duì)原材料進(jìn)行相關(guān)性能檢驗(yàn)；其次，進(jìn)行漿體的拌制，拌制好的漿體需進(jìn)行流動(dòng)度的檢測(cè)，壓漿之前應(yīng)對(duì)孔道進(jìn)行清洗并抽真空；最后，進(jìn)行壓漿，以及出漿口流動(dòng)度檢測(cè)和出漿口封堵等。預(yù)應(yīng)力張拉完畢后需進(jìn)行外露鋼絞線的切除，此處鋼絞線切除之前的外露長(zhǎng)度應(yīng)＞30mm。最后進(jìn)行孔道清理。

（1）原材料試配。在預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行壓漿之前，應(yīng)提前試配壓漿料，確保漿液稠度及流動(dòng)性符合規(guī)范要求。試配過程中應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行精確的取量，保證各類原材料的稱量精確至±1%（如水泥、外加劑等），同時(shí)保證該過程中的水膠比≤0.33。

（2）設(shè)備要求。在漿液拌和時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)＞l000r/min，機(jī)械葉片線速度應(yīng)≤15m/s，葉片的形狀應(yīng)和轉(zhuǎn)速相適應(yīng)，同時(shí)保證一定時(shí)間內(nèi)應(yīng)拌和均勻。壓漿機(jī)的壓漿泵應(yīng)采用連續(xù)式，壓力表最小刻度值應(yīng)＜0.1MPa，最大量應(yīng)控制在最大量程的25%～75%。真空輔助壓漿在施工過程中應(yīng)保證真空泵的負(fù)壓力能達(dá)到0.06～0.08MPa。在漿體拌和物的配備過程中，同樣應(yīng)保證水泥、壓漿劑等原材料的稱量質(zhì)量精確至±1%。對(duì)計(jì)量器具應(yīng)進(jìn)行合格檢測(cè)，保證有效期。

（3）攪拌工藝。攪拌漿液之前應(yīng)清洗施工設(shè)備，確保設(shè)備內(nèi)無(wú)殘?jiān)头e水等影響漿液質(zhì)量，同時(shí)檢查攪拌機(jī)的過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)空格應(yīng)采用邊長(zhǎng)＜3mm的正方形。

漿液攪拌施工順序：攪拌機(jī)內(nèi)加入配合比中水質(zhì)量的80%～90%；開始攪拌時(shí)應(yīng)緩慢勻速地倒入壓漿劑，勻速攪拌，當(dāng)所有原材料都倒入攪拌機(jī)后再繼續(xù)拌和2min；加入應(yīng)添加水質(zhì)量的10%～20%，攪拌2min；待以上工作全部完成后進(jìn)行漿液流動(dòng)度的測(cè)試，流動(dòng)度的正常范圍為（18±4）s；將拌制好的漿液勻速倒入儲(chǔ)料罐內(nèi)，倒入過程應(yīng)先經(jīng)過過濾網(wǎng)；為保證漿液的流動(dòng)性，應(yīng)在漿液進(jìn)入儲(chǔ)料罐后繼續(xù)攪拌，施工過程中在保證流動(dòng)性的同時(shí)不能加水。

（4）壓漿工藝。壓漿前要對(duì)橋梁的孔道進(jìn)行清理，保證孔道內(nèi)無(wú)雜物和積水。在漿液進(jìn)入管道前應(yīng)開啟壓漿泵，使一部分漿液由壓漿嘴流出，該做法主要目的是保證壓漿管道中的水、空氣、稀漿等流出，以免影響漿液質(zhì)量。當(dāng)管道內(nèi)的漿液稠度和流動(dòng)性達(dá)到施工要求時(shí)方可進(jìn)行孔道壓漿，壓漿時(shí)的最大壓力不宜超過0.6MPa。壓漿結(jié)束標(biāo)志為孔道另一端流出相同流動(dòng)性的漿液，同時(shí)排氣孔排除飽和漿液。

壓漿應(yīng)從梁體的一端向另一端進(jìn)行，同一管道在壓漿過程中應(yīng)保證施工連續(xù)。漿體從攪拌到注入梁體的時(shí)間應(yīng)＜40min（壓漿時(shí)應(yīng)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，養(yǎng)護(hù)試件的尺寸為40mm×40mm×160mm）。進(jìn)行壓漿施工時(shí)應(yīng)記錄以下內(nèi)容：原材料配合比、壓漿材料和日期、漿液攪拌的時(shí)間、漿體溫度以及施工環(huán)境溫度、壓漿時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)壓漿負(fù)責(zé)人等。

管道壓漿應(yīng)在張拉完成后的48h內(nèi)進(jìn)行，當(dāng)試驗(yàn)中的試件不滿足28d強(qiáng)度要求時(shí)，整體構(gòu)件不允許進(jìn)行架設(shè)。壓漿工作進(jìn)行時(shí)的環(huán)境溫度應(yīng)為5～30℃，同時(shí)保證梁體和漿體也處于該溫度范圍。壓漿后3d內(nèi)，梁體及環(huán)境溫度應(yīng)高于5℃，當(dāng)溫度條件不達(dá)標(biāo)時(shí)應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)環(huán)境溫度高于35℃時(shí)，壓漿工作應(yīng)選擇在低溫條件或夜間進(jìn)行；當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)可增加引氣劑。壓漿過程中水泥漿采用的是普通硅酸鹽水泥，各參數(shù)如表1所示。

表1 水泥漿參數(shù)表

壓漿步驟完成后方可進(jìn)行封端工作，封堵出漿孔后應(yīng)保持壓力＞0.5MPa，該過程最少持續(xù)時(shí)間為2min。當(dāng)水泥漿的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時(shí)，可進(jìn)行吊裝。

4 結(jié)論

（1）預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工需要考慮的因素有很多，如環(huán)境溫度、漿液流動(dòng)性、灌漿的連續(xù)性、操作人員的要求等，與傳統(tǒng)施工工藝相比，施工過程中應(yīng)用該技術(shù)能保證漿液的稠度和強(qiáng)度，能節(jié)省施工時(shí)間，提高預(yù)應(yīng)力。

（2）預(yù)應(yīng)力管道灌漿的施工主要順序?yàn)橄冗M(jìn)行錨頭封閉、水泥漿試配，然后拌制漿液并進(jìn)行流動(dòng)性等的測(cè)試，對(duì)孔道進(jìn)行清洗和抽真空，最后進(jìn)行壓漿并封堵壓漿出漿口。