教波盧洪彥

1 中國(guó)水利水電第一工程局有限公司第三分局

2 中國(guó)水利水電第一工程局有限公司第五分局 吉林 132200

橋梁預(yù)應(yīng)力錨索真空輔助灌漿施工技術(shù)

教波1盧洪彥2

1 中國(guó)水利水電第一工程局有限公司第三分局

2 中國(guó)水利水電第一工程局有限公司第五分局 吉林 132200

真空輔助灌漿技術(shù)是利用機(jī)械能使預(yù)孔道內(nèi)只有極少的空氣，很難形成氣泡，制造出孔道與灌漿泵之間的正負(fù)壓力差，大大提高了孔道灌漿的飽滿(mǎn)度和密實(shí)度。如灌漿原材料中再添加專(zhuān)用的添加劑，減小水灰比提高水泥漿的流動(dòng)度，愈減小水泥漿的收縮，從而更保證了漿體的充盈孔道的密實(shí)性并提高硬化漿體的強(qiáng)度。實(shí)踐表明，真空灌漿施工工藝是提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性的有效措施，具有質(zhì)量可靠性和適合施工推廣的特點(diǎn)。

預(yù)應(yīng)力錨索；真空輔助灌漿；施工技術(shù)

1 工程概況

福建集美大橋C4合同段主線起點(diǎn)樁號(hào)K3+195（10＃墩），終點(diǎn)樁號(hào)K6+65（63＃墩），總長(zhǎng)2870m，上部結(jié)構(gòu)的箱梁采用節(jié)段預(yù)制、安裝，共2345榀梁。橋面分三副：左右幅為汽車(chē)道，中間幅為BRT道。采用的是短線匹配預(yù)制、上行式橋機(jī)節(jié)短拼裝的施工工藝，根據(jù)該施工工藝要求、設(shè)計(jì)要求，為確保預(yù)應(yīng)力錨索張拉后的錨固灌漿施工質(zhì)量，錨索體內(nèi)縱向預(yù)應(yīng)力孔道灌漿采用真空輔助灌漿施工工藝，橫向預(yù)應(yīng)力采用普通灌漿施工工藝做充填和錨固。

2 真空輔助灌漿原理

在灌漿之前，首先采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道內(nèi)的真空度達(dá)到80%以上，使之產(chǎn)生-（0.06～0.1）MPa的真空度，然后用灌漿泵將優(yōu)化后的水泥漿從孔道的另一端灌入，并加以≥0.7MPa的正壓力。由于孔道內(nèi)只有極少的空氣，很難形成氣泡；同時(shí)，由于孔道與灌漿機(jī)之間存在正負(fù)壓力差，很大程度上保證并提高孔道灌漿的飽滿(mǎn)度和密實(shí)度。如果添加了專(zhuān)用的添加劑，更會(huì)減小水灰比提高水泥漿的流動(dòng)度，減小水泥漿的收縮，從而保證了漿體的可施工性、充盈孔道的密實(shí)性和提高硬化漿體強(qiáng)度。因此真空輔助灌漿工藝是提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性的有效措施。

3 真空輔助灌漿施工工藝流程

施工工藝流程如圖1。

圖1 預(yù)應(yīng)力錨索真空輔助灌漿施工工藝流程圖

4 真空輔助灌漿施工技術(shù)關(guān)鍵過(guò)程控制

4.1 槽口封錨

在錨索體內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉達(dá)到設(shè)計(jì)值后，用砂輪切割機(jī)切除外露鋼絞線，外露長(zhǎng)度不得小于30mm。對(duì)工作錨、夾片、外露鋼絞線進(jìn)行初步封錨，封錨材料為C20砂漿。封錨絕對(duì)要防止鋼絞線、夾片間的縫隙在槽口灌漿時(shí)進(jìn)入管道，堵塞灌漿；同時(shí)禁止錨頭的夾片、鋼絞線產(chǎn)生銹蝕。

槽口灌漿前確認(rèn)錨墊板通氣孔暢通，并將灌漿鋼管絲牙包上生膠帶擰進(jìn)錨墊板通氣孔內(nèi)，用活動(dòng)扳手?jǐn)Q緊，防止在封錨時(shí)脫落或進(jìn)漿。

在完成一個(gè)“T”構(gòu)施工或合攏束張拉施工后對(duì)錨固端進(jìn)行槽口封錨，封錨材料采用與箱梁等強(qiáng)度的灌漿材料。要求灌漿密實(shí)充滿(mǎn)槽口，防止漏氣真空度不足或者形成不了真空狀態(tài)的現(xiàn)象。對(duì)于底齒板、頂齒板、邊跨墩頂梁的封錨采用鋼模板對(duì)整個(gè)錨墊板進(jìn)行封錨，封錨厚度20cm。

4.2 清洗管道

在槽口封錨強(qiáng)度達(dá)到10MPa后對(duì)即將灌漿的管道用滿(mǎn)足砼拌和要求的潔凈水進(jìn)行沖洗。目的是將管道中的浮沉、雜物及鋼絞線上的灰塵等沖洗干凈，同時(shí)潤(rùn)滑管道壁。

檢查管道是否通暢，確保灌漿順暢；對(duì)不通的管道查明原因，在灌漿前處理完畢。

檢查管道在箱梁拼縫處是否漏水，對(duì)漏水的進(jìn)行開(kāi)V型槽口，用高強(qiáng)水泥或環(huán)氧砂漿料密封，并確保粘接強(qiáng)度。

檢查管道是否串孔，對(duì)出現(xiàn)串孔的管道做好記錄，在灌漿時(shí)多備漿體材料，確保一次完成串孔管道的灌漿。

清洗方法為將灌漿泵至進(jìn)漿端的管路連接好，開(kāi)啟灌漿泵向管道內(nèi)壓入沖洗水，在出漿端均勻的流出清水后停止。

為防止管道內(nèi)的存留的水對(duì)鋼絞線的銹蝕，采用空壓機(jī)（3m3/min以上流量供風(fēng)速即可）在管道的一端壓入壓縮空氣，將管道內(nèi)留存的沖洗水排出。

對(duì)清洗后管道在24小時(shí)內(nèi)完成管道的灌漿工作。

4.3 試抽真空

按照?qǐng)D2所示的連接方式，于出漿管端連接真空泵進(jìn)行試抽真空環(huán)節(jié)操作。對(duì)于錨索錨固真空輔助灌漿施工，試抽真空是在灌漿前檢查管道密封性的一環(huán)不可缺少的工序。將進(jìn)漿端閥門(mén)關(guān)閉，出漿端管路連接至真空泵，開(kāi)啟真空泵對(duì)管道抽真空直到真空度≤－0.07MPa時(shí)，關(guān)閉真空泵停止抽氣，停約1分鐘，壓力表讀數(shù)變化小于0.01MPa時(shí)即證明管道滿(mǎn)足真空灌漿要求。試抽真空目的是在正式抽真空灌漿前確保管道能達(dá)到規(guī)定的真空度,從作業(yè)前提上保證錨固漿液灌注施工的質(zhì)量。

圖2 錨索端口出漿端管路連接示意圖

4.4 制漿

4.4.1 真空輔助灌漿漿液性能

與傳統(tǒng)的普通灌漿漿液相比，真空灌漿漿液在配制時(shí)須遵循以下原則：

(1)改善漿液的性質(zhì)，降低水灰比，減少結(jié)石孔隙率，降低泌水率，消除漿液灌注過(guò)程中的離析現(xiàn)象。

(2)降低硬化漿液的孔隙率，堵塞外部滲入水通道。

(3)減少和補(bǔ)償在凝結(jié)硬化過(guò)程中的收縮變形，防止裂縫產(chǎn)生。

4.4.2 真空灌漿主要技術(shù)要求：

(1)流動(dòng)度要求

拌和后的流動(dòng)度13～18s;

在管道出口處的流動(dòng)度>15s。

(2)水灰比

0.3～0.4（重量比）;

最佳值根據(jù)綜合因素確定。

(3)泌水性

小于水泥漿初始體積的2%;

四次連續(xù)測(cè)試結(jié)果的平均值小于1%;

拌和后2h水泥漿泌水應(yīng)能全部被吸收。

(4)漿體強(qiáng)度

漿液結(jié)石抗壓強(qiáng)度≥55Mpa；

(5)根據(jù)以上配置原則、技術(shù)要求及試驗(yàn)工程師的認(rèn)可，水泥漿的配合比最終確定為：

水泥（P.O52.5）：CGAD外加劑：水＝1：0.09：0.349(重量比)

4.4.3 拌制漿體

漿液的拌制順序采取先加水，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)再加外加劑；水和外加劑攪拌均勻后，最后加水泥。加水泥時(shí)在前一袋攪拌融合后，再加下一袋，防止攪拌不均勻形成混凝土干包或者不均勻顆粒。

制漿機(jī)為高速攪漿機(jī)，每罐400L攪拌時(shí)間為3～5min。

4.5 真空輔助灌漿的施工

用于真空灌漿的設(shè)備包括標(biāo)準(zhǔn)灌漿設(shè)備（灌漿機(jī)、高壓喉管、隔離式壓力表、密封球閥、水泥漿測(cè)試用具等）和抽真空設(shè)備（真空泵、負(fù)壓容器、一個(gè)三通連接管、密封球閥、加固透明喉管等）兩大部分。灌漿端（進(jìn)漿端）采用傳統(tǒng)灌漿工作程序，抽真空端（出漿端）工作程序見(jiàn)圖2所示。

真空輔助灌漿工藝技術(shù)操作步驟：

(1)真空輔助灌漿準(zhǔn)備工作，連接進(jìn)漿端、出漿端管路。

(2)關(guān)閉除連接至真空泵的所有閥門(mén)及排氣孔，啟動(dòng)真空泵，抽取真空，使真空度≥-0.07MPa。

(3)在保持真空泵運(yùn)作的同時(shí)，開(kāi)始灌漿端灌漿機(jī)（活塞式灌漿泵），開(kāi)始灌漿。

(4)觀察透明喉管水泥漿是否注滿(mǎn)波紋管，繼續(xù)加壓直至水泥漿到達(dá)安裝負(fù)壓容器上方的三向閥門(mén)。

(5)操作三向閥門(mén)隔離真空泵及水泥漿，同時(shí)將水泥漿導(dǎo)向廢漿容器。繼續(xù)灌漿直至所溢出的漿液符合要求（出現(xiàn)濃漿，流出時(shí)流暢、穩(wěn)定流量并不出現(xiàn)不規(guī)則的擺動(dòng)）。

(6)關(guān)閉真空泵，關(guān)閉出漿閥門(mén)并繼續(xù)灌漿，并管道內(nèi)保持壓力0.5～0.7MPa，并穩(wěn)壓不少于2min。

(7)拆除進(jìn)漿和出漿閥門(mén)以后的設(shè)備，然后接到另一組孔道，按以上步驟重新開(kāi)始灌漿。

5 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)高速公路和鐵路客運(yùn)專(zhuān)線的大批量建設(shè)，為交通干擾、減少土地占用等原因，高架特大橋梁建設(shè)形式也隨之大量采用，預(yù)應(yīng)力錨索灌漿施工技術(shù)也在逐漸廣泛應(yīng)用并促進(jìn)橋梁建設(shè)施工技術(shù)的進(jìn)步，使橋梁的設(shè)計(jì)性能和施工技術(shù)取得進(jìn)步；真空輔助灌漿就是這樣一項(xiàng)比較成熟可靠的技術(shù)，也借此希望能給類(lèi)似預(yù)應(yīng)力錨固工程以借鑒。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.030

教波（碩士學(xué)歷，工程師）：中國(guó)水利水電第一工程局（三分局） 吉林省 永吉縣郵編 132200；

盧洪彥（本科學(xué)歷，工程師）：中國(guó)水利水電第一工程局（五分局）遼寧省 大連市郵編 116041。