薛 華,陳光林,湯 勤

(常州交通建設(shè)管理有限公司,江蘇 常州 213000)

預(yù)制構(gòu)件的孔道壓漿其作用可以表述為以下方面。(1)漿液包裹預(yù)應(yīng)力鋼絞線，通過漿液凝固后在孔道內(nèi)的高充盈度和高密實度，阻止水、水蒸氣以及空氣進入孔道或滯留在孔道，以防止形成鋼絞線銹蝕的外部因素；(2)預(yù)應(yīng)力孔道如果不進行壓漿填充，鋼絞線就會處于自由位移狀態(tài)，這時，一旦有動荷載作用，鋼絞線便會產(chǎn)生振動。而在壓漿飽滿的孔道內(nèi)，通過水泥漿液凝固后的高強度，對鋼絞線起到較強的握裹和固定，以防止鋼絞線在動荷載作用下發(fā)生弦振，從而防止鋼絞線驟斷，并能有效減緩鋼絞線的松弛速度。另外，壓漿的高密實度和高強度，還可以在一定程度上消除預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在反復(fù)荷載作用下對錨具、夾片以及被夾片緊緊夾持的鋼絞線與夾片連接處的疲勞破壞，提高結(jié)構(gòu)的可靠性度和耐久性。

也有部分文獻指出，孔道壓漿后，可以通過凝固后的高強水泥漿來傳遞鋼絞線的預(yù)應(yīng)力，這種觀點其實是不正確的?？椎纼?nèi)漿液凝固后，由于此時的凝固的壓漿材料內(nèi)部并不存在預(yù)應(yīng)力，因此其無法起到預(yù)應(yīng)力傳遞作用。

溧寧高速公路在初期預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿施工時發(fā)現(xiàn)存在壓漿不密實的現(xiàn)象，通過QC活動小組的工藝改進和技術(shù)提升活動后得到了根本性的解決。

1 孔道壓漿所采用的設(shè)備及材料

1.1 壓漿設(shè)備的選擇

溧寧高速公路采用的壓漿設(shè)備為LJ-YJA系列大循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)，該系統(tǒng)由制漿系統(tǒng)、壓漿系統(tǒng)和微電腦控制系統(tǒng)等三部分組成。

制漿系統(tǒng)的上料及稱量均由微機控制，自動稱量誤差在0.5%以內(nèi)。其高速攪拌功能可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速1 400 r/min的高速旋轉(zhuǎn)，便于其能夠拌制出低水灰比、高流動度的漿體。臨時儲漿桶具備40 r/min的低速攪拌功能，以利于漿液不泌水、沉淀或者凝固。

用活塞式壓漿泵泵送的漿體無氣泡，能夠有效避免在壓漿過程中漿液內(nèi)充盈氣體，產(chǎn)生氣塞，形成氣室，造成內(nèi)部空洞，留下質(zhì)量隱患。

1.2 孔道壓漿材料及水灰比的控制

溧寧高速采用的是水泥漿加入減水劑制成的漿液。水灰比為0.34。這種漿液在施工中出現(xiàn)了漿液性質(zhì)不穩(wěn)定、流動性不好、存在較大的泌水率，且在壓注過程中會產(chǎn)生管路堵塞。壓注后強度達到設(shè)計強度后經(jīng)彈性波法檢測發(fā)現(xiàn)存在孔道不密實，中空現(xiàn)象較多，且中空產(chǎn)生于孔道的中間部位。經(jīng)開鑿直接觀察發(fā)現(xiàn)漿體存在較多微孔隙和氣泡，給橋梁的安全耐久性留下隱患。

后來壓漿材料改為專用壓漿料，其組成成分為多種優(yōu)質(zhì)水泥基材料以及高性能外加劑，配置的漿液流動性好，穩(wěn)定無收縮、微膨脹，具有良好的孔道充盈度，凝結(jié)時間可調(diào)，凝固后強度高且增長迅速，不含對鋼筋有害物質(zhì)等特點[1]。專用壓漿料的各項檢測參數(shù)為：初凝時間為7 h，終凝時間為10 h，初始流動度為15 s，30 min流動度為19 s，24 h自由泌水率為0，0.36 MPa壓力泌水率為1.2%，24 h自由膨脹率為0.5%，3 d抗折強度為10.6 MPa，3 d抗壓強度為30.4 MPa，氯離子含量為0。

溧寧高速公路施工初期采用的壓漿材料中，水泥漿水灰比為0.34，壓漿效果不佳。采用了專用壓漿料后，水灰比調(diào)整為0.28，但是實際施工時發(fā)現(xiàn)實際施工水灰比要比設(shè)計的0.28大，最大達0.33，查找原因發(fā)現(xiàn)由于拌和機的自動稱量系統(tǒng)在下料過程中，由于沖擊力的作用，使稱重系統(tǒng)誤判斷為壓漿料稱量正確，實際上是壓漿料少了，這種誤差導(dǎo)致了水灰比增大。也正是因為漿液中水增多，使?jié){體凝固后，自由水蒸發(fā)形成閉口空隙，導(dǎo)致壓漿后密度降低。我們可以通過對不密實的管道內(nèi)加注清水，則發(fā)現(xiàn)注水后數(shù)小時水被漿體吸收。

2 工藝改進方法

2.1 壓漿前孔道清理方法的改進

《公路與橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中要求，在孔道壓漿之前，應(yīng)對孔道進行清理，清理的方法是采用高壓水進行清洗，在清洗完成后，再用空氣壓縮機吹除滯留在孔道內(nèi)的水以及其他雜物。

施工中，壓漿工作小組嚴格按此方法進行，但是壓漿后發(fā)現(xiàn)漿體產(chǎn)生氣泡多，強度偏低，分析原因是空壓機吹除空氣不徹底。因為壓漿前，預(yù)應(yīng)力已經(jīng)張拉，錨具將孔道兩端都已經(jīng)封閉了，其透水孔只有出入漿液的小孔，且出入漿液的孔直徑非常小，只有2 cm左右，想通過空氣壓縮的方法將孔道內(nèi)的水壓縮出去并且清除孔道內(nèi)的殘留物肯定的無法做到的。

因此，QC項目改進小組改進了此工藝，不是在壓漿前進行沖洗，而是在預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入到孔道之前就應(yīng)該事先用清水清理孔道。但是經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，即使在鋼絞線未穿束，仍然有大約20%左右的水不能排除。于是QC改進小組又采用了海綿球清除清水的方式進行清理，即將高密度海綿球塞入孔道，再用空壓機壓縮空氣，這樣就可以有效地排除孔道內(nèi)的水了，同時，還能清理雜物。

2.2 關(guān)于泌水通道的設(shè)置

江蘇省交建局出臺了《江蘇省高速公路橋梁預(yù)應(yīng)力孔道智能壓漿施工指導(dǎo)意見》，其中明確規(guī)定，在壓漿前，將孔道兩段錨具、夾片以及鋼鉸線切割頭應(yīng)用水泥漿進行封閉，只露出壓漿口。

但是按此方法進行，泌水通道被堵塞，再大的壓力也不能使?jié){液密實，按此種方法壓漿后，仍然存在空洞兩端空洞，內(nèi)部漿體不密實的情況。

經(jīng)QC改進小組分析，如果在壓漿過程中不保留泌水通道，則漿液內(nèi)的富余水無法排除，漿液密實度不足，甚至?xí)蚰毯篌w積減小而出現(xiàn)孔道空洞的現(xiàn)象。為了解決這個問題，QC小組將進漿口一側(cè)孔道全部密閉，而將出漿口一側(cè)的錨口鋼鉸線切割頭露出，讓它形成泌水通道，當(dāng)壓力傳遞到出漿口時，漿液中的富余水會延鋼絞線的縫隙滲出，以便于漿液密實。

2.3 二次補漿操作

二次補漿工藝[3]則是在施工后發(fā)現(xiàn)了問題的一種應(yīng)急措施。即發(fā)現(xiàn)壓漿沒有壓到位，以自由無壓力的狀態(tài)灌入漿液。由于漿液收縮，仍然會出現(xiàn)較小空隙。為了驗證漿液在自然無壓情況下收縮情況，QC小組做了一個試驗。用16節(jié)波紋管進行試驗，其長度都不相等。用塑料膠帶堵住且密封一側(cè)。然后分別向管內(nèi)注入水灰比為0.28和0.40的漿液，漿液液面與波紋管上口齊平。在波紋管內(nèi)漿液完全凝固后，用游標(biāo)卡尺測量此時漿體頂面距波紋管上口的距離。

表1所示我們不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)漿液水灰比在0.28的時候，漿體未出現(xiàn)體積收縮。而水灰比為0.40時，情況就完全不同了，漿液體積收縮率較大，最大達到了0.9%，由此得出結(jié)論，當(dāng)無壓灌漿時，水灰比較小的情況下，完全可以達到孔道的密實。而水灰比較大或有嚴重泌水時，會出現(xiàn)漿體體積收縮。

表1 不同水灰比的漿液凝固后體積收縮情況比較表

3 檢測方法

為保證孔道壓漿的施工質(zhì)量，要從三個方面進行檢測。

(1)確保設(shè)計配合比(即水灰比)滿足設(shè)計要求，這是前提條件。

(2)壓漿實施階段，必須進行漿液的工作性能檢測，使其達到設(shè)計要求。

(3)成品的抽檢。如果設(shè)計配合比滿足要求，施工過程控制良好，那么孔道基本是密實的，如果因漿液本身存在問題，那么，空洞的產(chǎn)生一定是在孔道的最高點(對于預(yù)制箱梁來說就是孔道的兩端)，因此，檢測可以用灌水法進行定量檢測。

根據(jù)灌入到孔道內(nèi)的水量，用采用公式L=4M/(πD2-0.04ns)[4]。其中，L為空洞的長度，M為灌入孔道內(nèi)的水量，D為波紋管的直徑，d為鋼絞線的公稱直徑，n為鋼絞線的根數(shù)。

4 結(jié) 語

溧寧高速公路通過QC活動對工藝控制要點的改進，從壓漿料的選擇、設(shè)備的檢校、工藝的控制等工序，特別是改進了孔道清理工序、重新對泌水通道進行設(shè)置以及穩(wěn)壓時間的研究，對孔道壓漿質(zhì)量控制的薄弱環(huán)節(jié)進行了加強。通過實踐探索，消除了溧寧高速公路預(yù)制箱梁孔道壓漿的多種病害，經(jīng)檢測，孔道壓漿質(zhì)量的合格率達到了100%，本方法可以推廣應(yīng)用。