高速公路后張法預制箱梁孔道壓漿施工技術探究

蒙印漣

（廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001）

0 引言

隨著道路工程施工技術水平的不斷提升，預應力施工技術在路橋工程建設中得到較為廣泛的應用。預應力施工屬于隱蔽工程類，隱蔽工程的施工質量控制是施工工程建設過程中的重點環節之一，尤其是預應力孔道飽滿度將直接影響結構使用性能。后張法預應力的應用原理是在預應力施工工序完成后，利用壓力設備將漿液注入施工前預留的孔道之中，進而達成以下目的：第一，預防鋼絞線因外部因素發生銹蝕。第二，規避鋼絞線在動荷載作用下產生弦振現象而加快松弛速度。第三，當漿液形成一定的強度和密實度后，漿液對鋼絞線的高度握裹和固定，能夠減少運營后重復荷載對錨固端鋼絞線、夾片和錨具的疲勞破壞，有利于提升預應力結構在運營期的安全性和耐久性。因此，孔道壓漿技術研究具有重要的現實意義。

1 孔道壓漿材料研究

我國早期預應力孔道壓漿施工過程中所用的材料為水泥漿，技術人員在調配水泥漿的過程中通常將水灰比控制在0.40～0.45，隨后摻入適量的減水劑，依據實際施工需求，材料中的水灰比可以降低至0.35[1]。受前期技術不成熟的影響，水泥漿材料在實際應用過程中需要面對外加劑兼容性、水泥和減水劑適應性等問題，這就使得應用該材料開展孔道壓漿作業后，極易出現以下3個問題：①漿體穩定性、流動性相對較差，并且流動損失較快，體積穩定性難以滿足實際應用需求。②漿液泌水率相對較大，砂漿分層離析情況較為顯著，水泥漿中存在微沫，漿液凝結時間難以滿足施工要求，實際進行作業過程中出現堵管現象的概率較大且孔道空洞較多。③漿液凝固后氣泡、微孔隙相對較多，具體表現在密實度不足及漿體粉狀等情況，此類情況出現不僅會導致施工安全性受到影響，路橋工程結構耐久性、安全性也會被嚴重削弱。

在當前施工技術不斷進步的背景下，預制箱梁孔道壓漿作業材料也取得較大突破，當前施工所用材料為性能參數優良的改性壓漿料。該材料以質量優良的水泥基材料及高性能外加劑為主要原料，通過科學、合理的配置比率組合而成，材料不含有氯鹽、鋁粉等雜質，因此對鋼筋的腐蝕性為零。技術人員在經過充分試驗研究后得出，依照0.28以下的水灰比進行漿液調配，可以確保其具備較好的流動性及穩定性，同時在理論水灰比條件下，其體積較為穩定，微膨脹，并且凝結時間可以根據實際需求進行控制[2]。在壓漿作業完成后，其孔道工作性相對較好，充盈度可以滿足實際應用需求，并且漿液輕度增長速度較快、強度較高[3]。改性壓漿料具體技術參數見表1。

表1 改性壓漿料技術參數

2 壓漿及質量控制要點

2.1 孔道及施工準備要點

考慮到孔道施工過程中存在一定數量的水泥漿、水泥塊等雜物殘留，因此為確保壓漿作業的質量，技術人員需要利用高壓水泵對孔道進行沖洗，隨后利用壓縮空氣將孔道內的水及殘留物進行吹除。

在完成預應力束的張拉作業后，錨具的外部預留預應力鋼絲繩的長度約50 mm。此外，為了保證壓漿壓力達到施工需要，在實際操作時，所使用的泌水槽應始終保持封閉狀態，具體的工作中，施工方應使用高強灌漿料、高強聚合物漿料等對錨具進行封堵，并將錨具與錨墊板、夾片等接觸面和裸露的鋼絞線進行封堵，盡量減少漏氣和滲漏，并在一定的壓力下進行孔道壓漿[4]。

2.2 大循環壓漿作業要點

隨著智能化技術被廣泛應用于各領域之中，孔道壓漿作業設備智能化水平也不斷提升，大循環智能壓漿系統在工程施工領域得到廣泛應用。該系統主要由制漿系統、壓漿系統及微電腦控制系統3個部分構成。

大循環壓漿可以實現2～3道孔道壓漿作業的同步開展，該技術在實際應用過程中可以確保管道內漿液長時間流動，進而推動孔道內的空氣排出，最大限度地降低氣室出現概率。

大循環壓漿作業主要包含以下幾個流程：第一，漿液攪拌。實際作業過程中需要一次性將漿液攪拌所需的用水加入指定設備中，并對壓漿料質量進行測量，隨后打開電源開展攪拌作業。在此過程中，需要勻速地將壓漿料逐次投入攪拌鍋之中，待壓漿料全部加入后繼續攪拌180 s。第二，連接灌漿管。技術人員需要確保進漿管、孔道及回漿管緊密連接，并確保其不存在漏漿現象。此時，進漿口閥門應始終保持在全開狀態下。第三，壓漿操作。在完成上述流程后，即可通過進漿管將漿液壓入至孔道之中[5]。在此環節應注意將壓力表顯示數值控制在（0.6±0.11）MPa范圍內。在3根以上孔道同時進行壓漿作業時，考慮到漿液流動長度提升會導致壓力損失，因此應將壓力控制在（0.9±0.11）MPa范圍內。在管道漿液充盈后，漿液會流入回漿管道之中，并進入儲漿桶等待循環。隨著壓漿作業進程逐漸推進，出漿口部分漿液稠度也會隨之提升，此時，技術人員應注意關閉回漿閥門，并確保進漿口部分持續進行給漿，以大于0.5 MPa壓力的標準持續進行5 min以上的穩壓作業。在穩壓作業完成10 min后，拔除連接進漿口、回漿口的鋼管及閥門。如果在溫度較低的環境下開展壓漿作業，技術人員應注意采用覆蓋、加溫等多種手段確保孔道及孔道內部溫度在5 ℃以上。

2.3 壓漿質量檢測要點

在壓漿質量檢測過程中，技術人員需要針對實際作業的3個環節進行檢查：第一個環節是檢驗漿料配合比，具體檢驗指標參照表1中的參數。第二個環節為壓漿期，技術人員要對漿料的工作性能進行控制，如水灰比、稠度、流動度、泌水量等。為評估壓漿效果，必須在壓漿時選擇4 cm×4 cm×16 cm的漿料，在（20±2）℃下進行28 d的養護，并進行抗壓、抗彎試驗。第三個環節是在壓漿期結束后，采用相應的方法來檢查預應力管線的壓漿性。利用自行研制的預應力孔道壓力狀態定量檢測儀及注水技術，對水泥固化后的管內空穴和致密程度進行定量檢測。孔道壓漿孔計量裝置包括量筒、水閥、軟管和出口刻度。在進行檢查之前，技術人員首先要在井道上鑿出壓漿口以備檢查。在注水之前，先將儀表配給的水閥關掉，然后將水倒入儀器上方的量筒中，記錄數值，再將出水口的玻璃管插入錨墊板的壓漿孔，開啟水閥，在孔道灌滿水后，關閉儀表中間的閥門，觀測水量消耗情況，同時可以通過以下公式得出相應結果。

其中，L表示孔洞長度，M表示消耗水量，D及d分別表示孔內直徑及鋼絞線公稱直徑，n表示孔道內鋼絞線根數。

3 高速公路后張法預制箱梁孔道壓漿施工

3.1 造孔作業流程要點

現階段，預制箱梁孔道施工作業過程中主要采用橡膠抽拔管成孔的方式，流程要點主要涵蓋以下3個方面。

第一，在鋼筋綁扎作業過程中，施工人員可依據梁體通常方向開展定位網片綁扎作業，并在此基礎上實現固定抽拔棒目的。此方式可確保兩端同時進行抽拔作業，應注意將棒長控制在20 m左右，孔道中部位置棒體應采取對接處理，具體工作中利用鍍鋅鐵皮對其接頭部分進行包裹綁扎，在混凝土灌注作業完成且初凝后，利用卷揚機將棒從孔道內部拔出[6]。

第二，在混凝土澆筑后，應防止橡膠管的拉拔造成孔的變形，在手摸無凹痕時，才可以把膠管抽出。拔管時應遵循先上后下的原則，一次最多不能超過2個膠管。拔掉橡皮管后，應對管子進行徹底清洗，把粘在管子上的殘余物質清除掉，檢查管子是否有損壞，如果損壞嚴重，就需要更換新管[7]。

第三，在膠管抽拔作業過程中，施工單位應注意以下3個方面：①在利用卷揚機對膠管進行抽拔作業過程中，應注意利用軟物包住捆綁處，并利用粗繩對其進行連接處理，最大限度地避免膠管出現損壞。②考慮到膠管具備彈性特征，為避免出現回彈傷人的情況，進行抽拔作業時應注意將人員撤至安全范圍內。③拔出的膠管應注意嚴格依照相關要求進行存放，同時應對孔道進行全面檢查，確保無堵塞或塌孔的情況。

3.2 漿液灌注作業流程要點

在預制箱梁孔道壓漿作業過程中，漿液灌注流程主要有以下5個要點。

第一，將已完成制備的壓漿液注入儲漿罐，并將其引入灌漿泵之中，隨后開啟壓漿泵進行孔道壓漿作業。在漿體被壓出后，技術人員應注意對可待漿液及泵中漿液濃度進行對比檢測，當二者達成一致后將灌漿泵關閉，隨后利用橡膠管連接孔道灌漿管，綁扎牢固。

第二，關閉灌漿閥門后，將真空泵打開，在檢測到真空值達到并維持在0.8～1.0 MPa，然后重新開啟灌漿閥門，并開始向孔道內進行灌漿作業。真空泵在整個孔道壓漿作業過程中應注意保持開啟狀態，直至塑料管中出現漿液后方可關閉。隨后水泥漿會沿排氣閥自動排出，在漿液黏度與灌入漿體基本保持一致后，即可關閉抽真空端閥門。

第三，在進行壓漿作業時，應確保灌漿泵的壓力始終控制在0.7 MPa，在持續加壓時間達到2 min后完成排氣和泌水作業，確保孔道內漿液處于密實飽滿的狀態，此時漿液灌注流程完畢，關閉閥門即可[8]。為切實保障孔道壓漿作業有序開展，施工單位應注意灌漿管強度及耐用性達到相應標準，抗壓性能控制在1.5 MPa以上，避免帶壓灌注漿液時出現管體破裂情況。同時，施工單位應注意將接頭部分綁扎牢固，避免壓漿過程中出現脫管。

第四，孔道壓漿施工中，要嚴格控制水泥漿液的配合比，這是確保壓漿質量的關鍵。漿液的誤差應控制在限值以內。必須在水泥漿液保持良好流動性的前提下完成孔道壓漿，為避免漿液的流動性下降，要持續不斷地高速攪拌。孔道壓漿完畢后，應將外接管路全部拆除，并用清水對真空泵的濾清器、管路閥門進行清洗，避免堵塞。

第五，在保證水泥漿料水灰比小于0.28的情況下，可以采用不加壓力注漿的方式進行注漿。如果不能保證水灰量較小，則仍需采用壓力壓漿法，但應注意以下幾點：①在壓漿的回漿口有濃漿的情況下，應緩慢關閉回漿控制閥，使管道壓力逐漸增加到0.5 MPa，進入穩定階段。②在穩定階段，錨桿在進出漿口的鋼絞線末端會發生以下4種變化，鋼絞線的空隙出現氣泡、大量黏稠的漿液變得稀薄且數量減少、清水慢慢減少、清水不再流出。③在錨頭區鋼繩末端的清水排出量顯著減少時，標志著穩壓環節完成，應將入口閥門關閉。④在封閉進漿口閥門后，不要馬上拔掉進、出漿鋼管及閥門，防止漿料突然從泥漿中沖出，導致孔道內缺漿。⑤在漿液開始凝固并能夠承受一定的壓力后，再卸下進、出漿口的連接鋼管。⑥拆下連接管時，要緩慢地開啟進漿入口的減壓閥門，并用肉眼觀測泥漿壓力的變化。如果閥門有自動泄壓功能，則在卸載完畢后，將其拆除。⑦卸下進口和出口的連接鋼管時，要注意清理管內的膠漿，以便再利用。

4 結語

在新時代背景下，路橋工程施工技術水平快速提升，預制箱梁孔道壓漿施工已經得到較為廣泛的認可與應用。考慮到其工序流程較為復雜，一旦某一環節出現偏差，極易導致整體工程出現質量問題，因此施工技術人員在工作中應注意積極加強對相關問題的研究力度，并加強對施工各流程的把控力度，為提升預制箱梁施工質量提供有力保障。