李文東

真空灌漿是后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一項(xiàng)新技術(shù),由于其較普通灌漿更具較高的密實(shí)性,因此,它是提高后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性的有效措施。下面以山西省某高速公路項(xiàng)目第十七合同段中的一座現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)槔?來(lái)淺析一下進(jìn)行真空灌漿施工時(shí)的技術(shù)要點(diǎn)。

1 工程實(shí)例概況

該橋?yàn)榛ネ▍^(qū)匝道跨線橋,橋面設(shè)計(jì)寬為15.5 m,主孔為30 m+45 m+30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,采用單箱雙室截面,梁高2.405 m。設(shè)計(jì)車輛荷載:公路—Ⅰ級(jí),地震烈度為6度。連續(xù)箱梁所用鋼絞線規(guī)格型號(hào)為高強(qiáng)度、低松弛的Φs15.2 mm鋼絞線。預(yù)應(yīng)力管道采用圓形塑料波紋管,壁厚不小于2.5 mm。設(shè)計(jì)上要求采用真空灌漿施工技術(shù)。

我們知道,傳統(tǒng)的管道灌漿是在0.5 MPa～1.0 MPa的壓力下,將水灰比0.4～0.45的稀水泥漿壓入孔道,這種做法容易發(fā)生水泥漿離析、泌水、干硬后收縮,產(chǎn)生孔隙,留下隱患。而真空灌漿的基本原理為:在孔道的一端采用真空泵對(duì)孔道抽真空,使之產(chǎn)生-0.1 MPa左右的真空度,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,并加以不大于0.7 MPa的正壓力,以提高預(yù)應(yīng)力管道灌漿的飽滿度和密實(shí)度。因此法減小了水灰比,選用專用的添加劑,提高了水泥漿的流動(dòng)度,減小了水泥漿的收縮,從而保證了漿體的可施工性、充盈孔道的密實(shí)性和提高硬化漿體的強(qiáng)度。

2 真空灌漿工藝流程

2.1 設(shè)備配置

水環(huán)式真空泵1臺(tái),配真空壓力表1個(gè)(量程 0.1 MPa～0.8 MPa),空氣過(guò)濾器(QSL-20型)1個(gè);灌漿泵 1臺(tái),配套高壓橡膠管;灰漿攪拌機(jī)1臺(tái);稱量用的計(jì)量?jī)x器設(shè)備,能供給灌漿操作的所有材料;水桶、貯漿桶;連通接口、閥門開(kāi)關(guān)等小型機(jī)具。

2.2 灌漿前準(zhǔn)備工作

確認(rèn)材料種類、品質(zhì)、數(shù)量是否已驗(yàn)收合格,并將外加劑按每袋水泥量(50 kg)計(jì)量作好準(zhǔn)備。

1)孔道:檢查孔道、排氣孔和出漿口是否暢通,若堵塞,則必須對(duì)管道進(jìn)行疏通(禁止用水疏通),灌漿管設(shè)置在預(yù)留孔道的下部,觀察孔(即排漿孔)應(yīng)設(shè)在管道的最高點(diǎn)。

2)檢查所有設(shè)備連接及電源、水管路、材料準(zhǔn)備到位情況,施工平臺(tái)等措施,檢查孔道及封錨的密封工作。

3)檢查灌漿泵的輸送管和吸漿管是否存在有干灰和其他雜物,球閥是否堵塞,否則需拆除清洗干凈。

4)檢查真空泵是否正常工作,壓力表是否正常。

5)檢查攪拌機(jī)是否工作正常,有無(wú)漏水情況,攪拌的漿體是否均勻,攪拌后的漿體能否達(dá)到要求。

2.3 漿體配合比的選用及漿體要求

為了防止水泥漿在灌注過(guò)程中產(chǎn)生離析以及硬化后開(kāi)裂,并保證水泥漿在管道中的流動(dòng)性,摻加專用真空灌漿添加劑。

1)配合比的指標(biāo)要求:水泥∶外加劑∶水∶混合物=1∶0.005∶0.35∶0.09,施工配合比的材料用量:水泥∶外加劑∶水∶混合物=1 197∶5.99∶419∶108,水灰比 0.3～0.35。

2)漿體的流動(dòng)度:30 s～50 s。

3)漿體的泌水性:小于水泥漿初始體積的2%,四次連續(xù)測(cè)試的結(jié)果平均值小于1%,拌和后24 h水泥漿泌水能吸收。

4)漿體初凝時(shí)間:≥3 h。

5)漿體體積收縮率:2%。

6)漿體強(qiáng)度:標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下,28 d齡期強(qiáng)度不小于50 MPa。

7)漿體對(duì)鋼絞線無(wú)腐蝕性。

2.4 水泥漿的制備

攪拌水泥漿之前,加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘,將積水倒凈,使攪拌機(jī)內(nèi)壁充分濕潤(rùn)。攪拌后的水泥漿要做到基本卸盡。在水泥漿卸出之前不得再投入原材料,更不能采取邊出料邊進(jìn)料的施工方法。根據(jù)漿體配合比,首先將部分水泥、膨脹水泥、外加劑及80%的水倒入攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌,攪拌要均勻。水一定要嚴(yán)格按配合比要求的用量加入,否則多加的水會(huì)全部泌出,易造成管道頂端有空隙。攪拌時(shí)間應(yīng)保證水泥漿混合均勻,注意觀察水泥漿稠度,出漿時(shí)必須對(duì)漿體做稠度試驗(yàn)。

2.5 施工順序

1)鋼絞線張拉完成后,切除外露的鋼絞線,清水沖洗,高壓風(fēng)吹干,然后采用保護(hù)罩或無(wú)收縮水泥砂漿封錨;

2)清理錨墊板上的灌漿孔,保證灌漿通道暢通;

3)確定抽真空端及灌漿端,安裝引出管、球閥和接頭,并進(jìn)行檢查;

4)攪拌水泥漿使其水灰比、流動(dòng)度、泌水性達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求;

5)啟動(dòng)真空泵抽真空,使真空度達(dá)到-0.08 MPa～-0.1 MPa,并保持穩(wěn)定;

6)啟動(dòng)灌漿泵,當(dāng)灌漿泵輸出的漿體達(dá)到要求稠度時(shí),將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上,開(kāi)始灌漿;

7)灌漿過(guò)程中,真空泵保持繼續(xù)工作;

8)待抽真空端的透明波紋管中有漿體經(jīng)過(guò)時(shí),關(guān)閉空氣濾清器前端的閥門,稍后打開(kāi)排氣閥,當(dāng)水泥漿從排氣閥順暢流出且稠度與灌入的漿體相當(dāng)時(shí),關(guān)閉抽真空端所有的閥門;

9)灌漿泵繼續(xù)工作,在不大于0.7 MPa下,持壓1 min～2 min;

10)關(guān)閉灌漿泵及灌漿端閥門,完成灌漿;

11)拆除外接管路、附件,清洗空氣濾清器及閥等;

12)完成當(dāng)日灌漿后,必須將所有沾有水泥漿的設(shè)備清洗干凈;

13)安裝在壓漿端及出漿端的球閥,應(yīng)在灌漿后5 h內(nèi)拆除并進(jìn)行清理。

2.6 施工注意事項(xiàng)

1)針對(duì)曲線管道的特點(diǎn),在波紋管每個(gè)波峰的最高點(diǎn)靠同一端設(shè)置觀察閥,高出混凝土頂面20 cm;

2)輸漿管應(yīng)選用高強(qiáng)橡膠管,抗壓能力不小于2 MPa;

3)水泥漿進(jìn)入灌漿泵之前應(yīng)通過(guò)1.2 mm的篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾;

4)攪拌后的水泥漿必須做流動(dòng)度和泌水性試驗(yàn),并做強(qiáng)度試塊;

5)灌漿工作宜在灰漿流動(dòng)性下降前進(jìn)行(約30 min～45 min內(nèi)),孔道一次灌漿要連續(xù);

6)中途換管時(shí),繼續(xù)啟動(dòng)灌漿泵,讓漿體循環(huán)流動(dòng);

7)灌漿孔數(shù)和位置必須做好記錄,以防漏灌;

8)儲(chǔ)漿罐的儲(chǔ)漿體積必須大于所要灌注的一條預(yù)應(yīng)力管道體積。

3 結(jié)語(yǔ)

真空灌漿工藝,主要包括四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):1)采用塑料波紋管形成密封的管道;2)漿體必須采用專用添加劑及配合比;3)配備專用的真空灌漿設(shè)備;4)進(jìn)行嚴(yán)格的施工控制。只要控制了以上主要工序,也就基本保證了真空灌漿的施工質(zhì)量。

[1] 張惠安,陳 濤.真空壓漿工藝在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(33):162-163.