后張法預制箱梁孔道壓漿施工技術研究

摘要：預應力孔道壓漿是后張法橋梁工程預應力混凝土箱梁施工中一個關鍵環節，壓漿的好壞直接影響到橋梁的使用性能和安全穩定性。結合工程實例，對橋梁工程孔道壓漿設備及材料進行介紹，并對原材料進行測試試驗，再從造孔、孔道清理、壓漿前期工作、大循環壓漿和空洞及密實程度情況檢測5個方面探究了孔道壓漿施工工藝流程，最后對孔道壓漿常見問題及防治措施進行總結。

關鍵詞：后張法；預制箱梁；孔道壓漿；

0 引言

后張法預制箱梁由于具有施工方便、生產效率高、施工質量好等特點，而被廣泛應用于橋梁工程中。在后張法預制箱梁施工中，孔道壓漿是一道重要工序，如果漿體不飽滿、不密實或存在空洞，會直接影響到構件的耐久性和安全性。

從施工實踐來看，預應力孔道壓漿質量與孔道的密實度、砂漿強度等有關。由于不同施工單位使用的壓漿劑存在差異，使得孔道壓漿質量參差不齊，導致孔道壓漿效果不佳。為提高橋梁工程的施工質量水平，需要加強對后張法預制箱梁孔道壓漿技術的研究和應用。

1 工程概況

某橋梁工程上部結構采用混凝土箱梁，下部結構采用群樁基礎，共計箱梁100片，其中預制箱梁共80片。采用后張法預應力混凝土箱梁，箱梁采用先簡支后連續結構形式。箱梁預應力束均為無粘結預應力束，根據設計要求，在梁體混凝土強度達到設計強度的90%時即可進行孔道壓漿。

2 準備孔道壓漿設備及材料

2.1 準備好壓漿設備

預應力混凝土箱梁孔道壓漿，一般采用壓漿泵進行。在壓漿前應檢查壓漿設備，如壓漿泵的高壓閥、壓力表、波紋管等部件，確保其完好后對壓漿泵進行調試。檢查管道是否暢通，管道的接頭及各個閥門是否密封嚴密，管道是否有可靠的支撐與固定措施。檢查壓漿管和壓漿泵連接處是否牢固可靠，其余部件連接是否緊密，確保所有的壓漿管均已接好且不漏氣。

2.2 準備好壓漿材料

孔道壓漿所使用的主要材料為水泥漿，水泥漿主要由水泥、水、外加劑等組成，其水灰比根據實際情況確定。水泥不得使用快硬、早強、早強型水泥或膨脹型硅酸鹽水泥，宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。根據施工經驗及有關規范，本工程采用符合國家標準《普通混凝土用水泥》（GBT 50080—2016）的C50普通硅酸鹽水泥，并摻入適量的減水劑JF-1和緩凝劑HN。

水泥漿的配合比由試驗室試驗確定，按照0.28的水灰比進行漿液調配，同時保證泥漿中的含砂量不大于15%，以確保制成的水泥漿體積較為穩定、微膨脹。水泥漿的稠度和坍落度應通過試驗確定，水泥漿的稠度宜為3～5mm，水泥漿坍落度控制在12～15cm。

除此之外，其還應符合下列要求：第一，水泥漿應具有足夠的強度和良好的工作性。第二，水泥漿應具有一定的流動性、粘聚性和保水性，不會在運輸和施工中產生離析和泌水。第三，水泥漿不得含有自行析出氣體的物質。第四，水泥漿不得含有影響耐久性的有害物質。經過技術試驗檢測，得到壓漿料技術指標如表1所示。

3 孔道壓漿施工工藝流程

3.1 造孔

預制箱梁的孔道采用橡膠抽拔管成孔的方法施工，橡膠抽拔管是預應力管道的一種延伸裝置，它的直徑為50mm，長度為250mm。制作抽拔管時要保證兩端與端模固定牢固，按設計要求將抽拔管制作成空心管狀，其長度不得小于預應力管道長度，抽拔管與端模之間的空隙要用水泥砂漿填滿。

造孔位置的準確是確保造孔質量的關鍵，為了確保造孔位置準確，需要確保模板和鋼筋骨架之間的距離、模板設計尺寸符合設計圖紙要求。造孔過程中，應該隨時檢查混凝土和預應力筋墊板、錨具處是否存在漏漿現象。在安裝抽拔管時，先用電鉆在混凝土梁體上鉆孔，然后將橡膠抽拔管插入孔中，并保證其垂直度。

橡膠抽拔管兩端采用專用的連接環連接孔道，接頭的長度應超過孔道長度的20%。用專用的灌漿管固定且進行密封，防止出現漏漿現象。在抽拔時要控制好抽拔力，防止出現過大的壓應力。如果出現過大的壓應力，可以在抽拔時適當增大抽拔力。

3.2 孔道清理

采用真空吸漿的方式進行孔道清理。在管道兩端用水沖洗，然后在管道內注入清水，當水完全進入管道后，關閉出漿口的閥門，使水在管道中循環流動。當管道內的壓力達到0.1MPa時，關閉真空泵和出漿口閥門，然后打開真空泵進行抽吸清理。清理完成后，要用鋼絲刷將管道內表面的水泥漿、油脂等雜物清除干凈。

3.3 壓漿前期工作

在壓漿工作開始前，需對液壓系統、攪拌機、油管等設備進行全面檢查維修。為了保證壓漿壓力，應封閉所有泌水通道，將所有錨具錨頭用高強灌漿料，高強聚合物砂漿或者環氧砂漿等高強材料進行封堵，并把錨具與錨墊板、錨具與夾片交界處以及外露鋼絞線全部封閉，待具有承壓強度后進行壓漿作業。

3.4 大循環壓漿

大循環壓漿是指在孔道中加入水泥漿，采用高壓氣泵對壓漿管進行吹氣處理，將水泥漿壓入孔道中的一種壓漿方法。在吹氣過程中，應注意控制壓縮空氣與水泥漿之間的距離，防止水泥漿中含有雜質。由于壓漿管在孔道中的長度有限，在壓漿過程中要重復循環壓漿，防止孔道中出現氣泡。由于壓漿管較短，無需將所有管道都進行分段壓漿處理，只需對整個孔道進行一次壓漿即可完成所有工作。

為保證壓漿質量，壓漿過程中應注意幾點事項：一是發現管道堵塞時要及時進行處理，若管道堵塞不嚴重，可通過灌漿泵將漿體從孔道中排出。若管道堵塞嚴重，需將管道割斷進行清理。二是嚴格控制壓力及時間，孔道內壓漿壓力應一直保持在0.1～0.3MPa，時間為5～10min，并時刻注意壓力表的指示情況。三是壓漿時要有專人負責記錄，對施工過程中的重要數據信息及時進行記錄。四是避免在氣溫低于5℃或高于35℃的情況下進行壓漿作業，以免水泥漿收縮引起的張拉和壓漿困難。五是當水灰比、壓漿時間、出漿量和壓力等參數與設計值相符時，壓漿結束。

3.5 空洞及密實程度檢測

采用自主研發的預應力孔道壓漿情況定量檢測儀，運用灌水法，對漿液凝固后的管道空洞及密實程度進行定量檢測。孔道壓漿空洞定量檢測儀由帶有刻度的量筒、水閥、軟管和出水口組成。

檢測前，先鑿開孔道壓漿口備查。在儀器裝水前，關閉儀器下方的水閥，將儀器上方的量筒內裝入水，記錄原始刻度。再將出水口的玻璃管插入錨墊板的壓漿孔內，打開水閥使孔道灌滿水后，關閉儀器中部的閥門，觀測消耗的水量，以確定孔道壓漿的空洞及密實程度情況。用此方法對初期施工的80片箱梁進行逐片檢測，發現74片箱梁存在不同程度的空洞，有的孔洞單側長度達3.5m，雙側長度達7.0m。

4 孔道壓漿常見問題及防治措施

4.1 水泥漿泌水率過大

孔道壓漿水泥漿泌水率過大是指在進行孔道灌漿時，水泥漿體中的水分通過滲透或滲出的方式流失的現象。如果在實際工程中使用泌水率較大的水泥漿，水泥漿硬結后會在孔道內形成空腔，水容易透過混凝土保護層的缺陷處滲入內部，從而引起混凝土開裂以及鋼筋銹蝕。

4.1.1 主要原因

孔道壓漿水泥漿泌水率過大主要原因包括：

一是孔道開挖不當。孔道開挖不規范或不符合設計要求，會導致孔道周圍的土壤松散或孔壁存在裂隙，從而增大水泥漿體泌水的幾率。

二是水泥漿配比不合理。水泥漿中配比不合理會造成水泥漿體黏度較低，容易發生泌水現象。

三是孔道壓力不均勻。孔道壓力不均勻會導致水泥漿在不同部位的壓力差異，從而使一些部位的水泥漿泌水較多。

四是溫度和濕度變化。溫度和濕度的變化會造成水泥漿體內水分蒸發或吸濕，從而引起泌水現象。

4.1.2 防治措施

對水泥漿泌水率過大問題，可采取如下的防治措施：

第一，合理施工孔道，孔道開挖時，保證孔道周圍土壤的密實和孔壁的完整性，避免發生泌水現象膠凝材料用量或添加摻合料，來改善水泥漿體的流動性和黏附性。

第二，在進行孔道壓漿時，要保證壓力的均勻分布，避免產生壓力差異。

第三，根據施工環境的溫度和濕度變化，對水泥漿體進行合理的保護和控制，防止過快的蒸發或吸濕。

4.2 壓漿過程不連續

4.2.1 主要原因

孔道壓漿過程不連續是指進行孔道灌漿時，壓漿操作中存在中斷或間斷現象，影響壓漿效果和施工質量。孔道壓漿過程不連續的主要原因有以下幾點：

第一，設備故障，如壓漿設備故障、管道堵塞或泵送能力不足等，導致壓漿過程中斷或無法進行。

第二，施工人員操作不當，導致壓漿過程中斷或出現間斷現象。

第三，材料供應問題，如水泥漿體配制不及時或水泥漿體儲存容器不足，導致壓漿過程中斷或無法連續進行。

4.2.2 防治措施

對孔道壓漿過程不連續問題，可以采取如下的防治措施：

第一，定期對壓漿設備進行檢修維護，確保設備正常運轉，同時選擇合適的壓漿設備，提高泵送能力，避免設備性能不足引起壓漿中斷問題。

第二，對施工人員進行專業培訓，提高其操作技能和規范意識，確保操作人員熟悉設備使用方法和操作要領，避免因人為操作不當導致壓漿中斷。

第三，及時儲備足夠的水泥和其他配料，確保在施工過程中能夠連續配制和供應水泥漿體。

第四，合理安排施工進度和壓漿計劃，預留足夠的時間用于壓漿工作，確保壓漿作業的連續進行。

4.3 漏漿

孔道壓漿漏漿問題是指在進行孔道灌漿時出現漏漿現象，導致漿液無法完全填充目標孔道或滲漏到周圍環境中，影響壓漿效果和施工質量。

4.3.1 主要原因

孔道壓漿漏漿問題的主要原因有以下幾點：

第一，孔道開挖不規范、孔壁破損、孔道間距過大等，導致漿液滲漏或無法充分填充孔道。

第二，壓漿設備的壓力不足以推動漿液進入孔道，從而引發漏漿問題。

第三，施工工藝不當，因注入速度過快或過慢、灌漿管道沒有密封好等導致漿液漏漿。

4.3.2 防治措施

針對孔道壓漿漏漿問題，可以采取如下的防治措施：

第一，控制孔道質量，確保孔道的開挖工藝規范，孔壁光滑且無裂縫破損，孔道間距合理。

第二，選擇適用的壓漿設備，確保設備具有足夠的壓力以推動漿液進入孔道。

第三，適當控制灌漿速度，確保漿液能夠充分填充孔道，但又不會引起過大的滲漏壓力。同時確保灌漿管道與孔道之間的連接緊密，防止漿液從管道接口處漏出。

第四，通過調整漿液配比和添加劑，增加漿液的黏稠度，提高其填充能力和粘附性。

第五，在進行孔道壓漿后，對施工部位進行驗收和監測，包括孔道灌漿質量、漿液滲透情況等。如果發現漏漿問題，及時采取補救措施，修補漏漿部位。

5 結束語

預應力孔道壓漿是后張法橋梁工程預應力混凝土箱梁施工中一個關鍵環節，壓漿的好壞直接影響到橋梁的使用性能和安全穩定性。為確保預應力孔道壓漿的質量，要注意每一個環節的質量控制。

本文結合工程實例，應用符合標準要求的水泥漿進行孔道壓漿作業，從造孔、孔道清理、壓漿前期工作、大循環壓漿和空洞及密實程度情況檢測5個方面探究了孔道壓漿施工工藝流程，可以為同類橋梁工程的建設施工提供借鑒。

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