橋梁連續(xù)箱梁預應力管道的灌漿技術探討

　　在后張有粘結預應力混凝土結構中，預應力筋的防腐蝕問題及與結構混凝土的共同工作問題是通過壓力灌漿充滿預應力筋預埋孔道和預應力筋之間的空隙予以解決的，當后張預應力筋處于非水平的傾斜狀態(tài)、多跨度彎曲狀態(tài)和垂直狀態(tài)時，水泥漿的泌水蒸發(fā)后形成無水泥漿存在的空間，使該處的預應力筋失去保護。而預應力筋在高應力（現(xiàn)代預應力結構中，預應力筋的應力通常在1000MPa以上）狀態(tài)下對腐蝕損壞相當敏感（即應力腐蝕），造成預應力筋的腐蝕部位斷面缺損，影響預應力混凝土結構的安全和耐久性。因此，灌漿質量的好壞直接影響到預應力筋的防腐蝕性能、預應力構筑物的安全性能和耐久性能。傳統(tǒng)的灌漿手段是壓力灌漿，漿體本身和施工工藝帶有一定的局限性，主要表現(xiàn)為：灌入的漿體中常會含有氣泡，當混合料硬化后，存積氣泡處會變?yōu)榭紫?，成滲透雨水的聚積地，這些水可能含有有害成分，易造成構件的腐蝕；另外，水泥漿容易離析、析水，干硬后收縮，析水會產生孔隙，致使強度不夠，粘結不好，為工程留下了隱患。目前，預應力混凝土結構中有平直束、彎束、U形束的布筋方法，為了防止預應力筋被腐蝕，提高結構的安全度和耐久性，確保工程質量，目前國外尤其是歐洲已開始普遍采用真空灌漿工藝，并取得了良好的效果。真空灌漿工藝克服了傳統(tǒng)壓漿工藝的不足，提高了孔道壓漿的飽滿度和密實性。正是基于上述考慮，大橋主橋箱梁縱向預應力管道灌漿決定采用真空灌漿工藝。

　　1真空灌漿工藝的原理和技術優(yōu)點

　　1.1工藝原理

　　真空灌漿工藝的基本原理是：在壓漿前在孔道的一端用真空泵對孔道進行抽真空使之產生-0.1MPa左右的真空度（真空度達到80%以上），然后用灌漿泵將優(yōu)化后的特種水泥漿從孔道的另一端灌入，直至布滿整條孔道，并加以之不小于0.7MPa的正壓力，以提高預應力孔道灌漿的飽滿度和密實度。

　　1.2技術優(yōu)點

　　與傳統(tǒng)的壓漿工藝相比，真空灌漿工藝由于使孔道前形成負壓狀態(tài)這一特點，使其具有以下特點：

　?。?）、利用真空泵進行清除孔道中的空氣和水分，使孔道內達致負壓狀態(tài)，然后再用壓漿機以正壓力將水泥注入預應力孔道，由此排除了孔道中的氣泡，提高了孔道內壓漿的飽滿度，使孔道質量和灌漿質量都上一個新臺階。

　　（2）、灌漿過程中孔道具有良好的密封性，使?jié){體保持壓力和充滿整條孔道得到保證。

　?。?）、漿體中的微漿及稀漿在真空負壓環(huán)境下率先留入負壓容器，是稠漿留出后孔道漿體中的稠度能保持一致，使?jié){體密實度和強度得到保證。

　?。?）、工藝及漿體的優(yōu)化，消除了裂隙的產生，使灌漿的飽滿性和強度得到保證。

　?。?）、真空灌漿過程是一個連續(xù)且迅速的過程，灌入的水泥漿在負壓環(huán)境下流動，由于沒有受到來自孔道中的空氣的壓力，漿體能輕易地充滿孔道的所有空隙，縮短了灌漿的時間。

　　2技術要求

　　2.1壓漿工藝要求

　?。?）、孔道及兩端必須全封閉。

　?。?）、壓漿前，應對孔道進行清潔處理?？椎狼逑春螅瑧褂貌缓偷膲嚎s空氣將孔道內的所有積水抽出。

　?。?）、攪拌水泥漿之前，加水空轉數(shù)分鐘，將積水倒凈，使攪拌機內壁充分濕潤。攪拌好的灰漿要做到基本卸盡。在全部灰漿卸出之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取邊出料邊進料的方法。

　?。?）、水泥漿的拌和首先將水加入拌和機，然后在加入水泥，充分拌和后，再加入減水劑和膨脹劑，膨脹不超過5%，任何一次配制以滿足一小時的使用即可。

　?。?）、抽真空時，真空度（負壓）控制在-0.06～0.1之間。

　　2.2水泥漿的技術要求

　　水泥漿的性能有流動性、凝結時間、泌水率、體積收縮率、濃度及化學成分等方面的要求。真空灌漿工藝使孔道和灌漿機之間存在著負壓力差，水泥漿通過孔道的阻力較小，使低水灰比、低流動性的水泥漿可以較快、順暢地通過孔道并充滿孔道的所有孔隙，最大可能地減少泥漿收縮變形和孔隙，提高孔道灌漿的飽滿度和密實性。本工程對水泥漿的技術要求以下：

　?、?水灰比：為滿足可灌性要求，一般選用水泥漿，水灰比應在0.3～0.4之間。

　?、?漿體流動度14～18S。

　?、?漿體泌水性a.小于水泥漿初始體積2%。b.四次連續(xù)測試的結果的差值＜1%。c.拌和后24h水泥漿的泌水應能有吸收。

　?、?漿體初凝時間：6小時。

　?、?漿體強度：7天齡期強度≥40MPa，28天齡期強度≥50MPa。

　　⑥.漿體對鋼鉸線無腐蝕作用。

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　　2.3壓漿設備要求

　?。?）、壓漿設備

　?、倥帕繛?立方米/min的SZ-2水環(huán)式真空灌漿泵1臺；

　?、谡婵諌毫Ρ?個，QSL-20型空氣過濾器1個，15kg左右秤1臺；

　?、酃酀{泵1臺，配套高壓橡膠管1根；

　?、芑覞{攪拌機1臺；

　?。?）、水泥漿拌和機應能制備具有膠稠狀的水泥漿。

　?。?）、水泥漿泵及其吸收循環(huán)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加以校準，所有設備在灌漿操作中至少每3個小時用清潔水切底清洗一次，每天使用結束時應清洗干凈。

　　3施工工藝

　?。?）、張拉施工完成之后，采用切割機切除外露的鋼鉸線（注意鋼鉸線的外露量≤30mm）進行封錨，并用清水沖洗孔道，高壓風吹干凈。

　　封錨方式有兩種：

　　a. 采用保護罩封錨：保護罩作為工具罩使用，在灌漿3后小時內拆除，將錨墊板表面清理，保證平整，在灌漿保護罩底面和橡膠密封圈表面均勻涂上玻璃膠，裝上橡膠密封圈，將保護罩和錨墊板上的安裝孔對上，用螺栓擰緊，注意將排氣口朝正上方。

　　b. 用無收縮水泥砂漿封錨：必須將錨板及夾片、外露鋼鉸線全部包裹，覆蓋層厚＞15mm，封錨后24-48小時之內灌漿。本工程采用第二種封錨方式，第二種更方便、快捷。

　?。?）、清理錨墊板上的灌漿孔，確定抽真空端及灌漿端，安裝引出管球閥和接頭并與真空機相連，并檢查其功能。

　?。?）、攪拌水泥漿

　　a．首先將稱量好的水（扣除用于溶化減水劑的那部分水）、水泥、膨脹水泥、粉煤灰倒入攪拌機，攪拌2min。

　　b．將溶于水的減水劑倒入攪拌機中，攪拌3min出料。

　　C．水泥漿出料后應盡量馬上進行泵送，否則要不停地攪拌。

　　d．必須嚴格控制用水量，否則多加的水全部泌出，易造成管道頂端有空隙。e．對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動性。

　?。?）、待儲漿罐的水泥漿的漿量達到不少于所要灌漿的一條孔道所需的灌漿量的1.3倍之后，關閉除與真空泵連接外的所有閥門，啟動真空泵，通過壓力表使真空度達到-0.06~-0.1MPa并保持穩(wěn)定。

　?。?）、啟動真空泵，當灌漿泵輸出的漿體達到要求稠性時，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上，開始灌漿，灌漿過程中，真空泵持續(xù)工作。

　?。?）、觀察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入之前稠度一樣時，關掉排氣閥，仍繼續(xù)灌漿2～3min，使管道內有一定的壓力，最后關掉灌漿閥。

　?。?）、拆下抽真空管的兩個活接，卸下真空泵；拆下空氣濾清器和灌漿膠管，清洗灌漿泵、攪拌機、閥門、空氣濾清器以及粘有灰漿的工具。真空灌漿的各項裝置的布置如右圖（圖1）所示。
　　4施工注意事項

　?。?）管道一定要密封好，波紋管的接頭要密封，壓漿要在工具錨板的封錨水泥砂漿達到一定強度后進行，最好在密封后24h開始灌漿。

　　（2）灌漿管應選用牢固結實的高強橡膠管，抗壓能力≥1MPa，在灌漿時不能破裂，連接要牢固，不得脫管。

　?。?）施工前要認真根據(jù)不同品種、不同廠家生產的水泥，選擇與水泥相容性好的添加劑，針對水泥漿的流動度、泌水率、凝結時間、收縮率（或膨脹率）、強度及化學成分等性能展開水泥漿的配比設計，以選擇最佳的灌漿配合比。

　?。?）嚴格控制材料配合比，否則多加的水會全部泌出，易造成管道頂端有空隙。對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用加水的辦法來增加其流動性。

　?。?）灰漿進入灌漿泵之前應通過70目的篩子。

　?。?）灌漿工作宜在灰漿流動性沒有下降的30～45min時間內進行，孔道一次灌注要連續(xù)。

　　（6）中途換管道時間內，繼續(xù)啟動灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動，避免出現(xiàn)輸漿管堵塞現(xiàn)象。

　　5結語

　　實踐證明，施工現(xiàn)場高水平的質量管理和操作人員專業(yè)操作水平、高度的責任心，加上合理的漿體配合比，采用真空灌漿技術將能保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個密實、不透水的保護層，并能消除孔隙，極大地提高了后張預應力孔道壓漿的質量，杜絕了預應力筋氧化銹蝕的可能性，為后張預應力體系提供了強有力的保護措施，更好地提高了預應力結構的安全性和耐久性，具有十分遠大的發(fā)展前景。