1、1浅谈真空辅助压浆施工工艺的应用摘要：随着中国公路铁路的高速发展，真空辅助压浆技术在后张法预应力混凝土结构施工中被广泛应用。本文主要结合项目施工实际，简单介绍了后张法预应力混凝土小箱梁真空辅助压浆施工工艺及质量控制。关键词：真空辅助压浆；后张法预应力混凝土小箱梁；施工工艺 中图分类号： U448 文献标识码： A 引言： 后张法预应力混凝土结构中，预应力筋主要依靠成孔材料和包裹在预应力筋外面的浆体这两层屏障进行防护，浆体除了具有保护预应力筋的作用外，还会对后张法预应力混凝土梁的整体强度产生重要影响。在常规状态下，由于孔道内的空气、水分、混在拌好的浆体中的气泡对压浆质量造成了一定的影响，使压浆效
2、果很难达到一个理想的状态，致使压浆不饱满，不仅会使梁的整体强度有较大的降低，会导致裂缝提早出现，而且会导致预应力筋由于得不到包裹而失去保护作用，极易产生腐蚀，直接威胁到预应力混凝土结构和构件的安全性和耐久性。 因此对孔道进行压浆成为后张法预应力结构施工过程中一个非常重要的环节，采用真空辅助压浆工艺后使用高性能防腐灌浆剂、阻锈剂，改善了浆体的性能，提供了良好的压浆条件，在很大程度上解决了上述问题，提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。从而全面提高预应力筋2的防护功能，最终达到提高预应力构件安全性和耐久性的目的。 1.工程概况 作者所在项目桥长最大 1510m，共设计 30m 跨径预应力小箱梁 73
3、5 片，梁顶宽 240cm，底宽 100cm，梁高 160cm(箱梁断面图如右图)。预应力锚具、夹具应有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，波纹管为塑料螺旋管，张拉钢束为 N1、N2、N3、N4，两侧腹板各 4 束，张拉采用两端对称张拉，顺序为 N1、N3、N2、N4 号钢束。预应力钢束张拉完后尽早进行孔道压浆，压浆采用真空辅助压浆工艺，切实保证压浆质量。2.真空辅助压浆原理 2.1 真空压浆原理（推拉理论） 在封闭的孔道中，把浆液视为一流动的液柱，进浆端的正压力将液柱一方面源源不断的压注进入管道，给液柱施加一强大的推力；另一方面，出浆口端的真空泵给液柱施加拉力。 孔道内空气稀薄，液
4、柱在相对于空气中的表面张力及表面能减小，使浆液更容易填充预应力筋的间隙并带走残存在预应力筋间隙的水分，不易形成气泡（气泡较多也可影响过浆面积） ，密实填充成孔材料空间。 拉力形成液柱的导向，减少了液柱在孔道内的紊流情况，也就减小了孔道的阻力。 在真空作用下，液柱内的气泡和富余的水分向液柱端部移动，并在后期的补压稳压过程中排除，这种效应对于长孔道更明显。但需要说明的是，对于孔道中的较多留存水分，单靠真空泵的作用，处理效果不3明显，必须靠高压风吹干净。 2.2 真空压浆工艺原理 真空辅助压浆工艺是在传统压浆的基础上将原有的金属波纹管改进成塑料波纹管，将孔道系统密封，一端用抽真空机将孔道内 80%以
5、上的空气抽出，并保证孔道真空度在 80%左右，使之产生-0.060.08MPa 左右的真空度，同时压浆端压入水泥浆，当水泥浆从抽真空端流出且稠度与压浆端基本相同，再经过特定位置的排浆(排水及微沫浆)、保压来保证孔道内压浆的饱满度和密实度，减少气泡影响。 2.3 真空压浆优点 由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差，孔道中原有的空气和水被清除，同时混夹在水泥浆中的气泡和多余的自由水被排出，大大提高孔道内浆体的饱满和密实度。 浆体中的微沫及稀浆在真空负压下率先进入负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实性和强度得到保证。压浆过程中孔道具有良好的密封性，使浆体保压及充满整个孔道得
6、到保证。 工艺及浆体的优化，减少浆体的离析、析水和干硬收缩，同时提高浆体的强度，使压浆的饱满性及强度得到保证。 真空压浆过程是一个连续且迅速的过程，缩短了压浆时间。 孔道在真空状态下，减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充满整个孔道，尤其是一些异形关键部份。 43.真空辅助压浆施工工艺 3.1 施工前准备工作 张拉施工完成后，切除外露的钢绞线，清理锚垫板的灌浆孔，保证灌浆通道畅通。必要时用压缩空气将预应力管道内的水吹净，直至出风口无水雾喷出。 压浆前调试好压浆及试验计量设备，压浆原材料准备充足，冬季施工时还应做好梁体压浆后的保温工作。 确定抽真空端和灌浆端，安装引出管、球阀
7、和接头，并检查其功能。 水泥浆浆体的基本参数 浆体由水泥、水、外加剂、膨胀剂组成,其混合体应达到下列指标。 水灰比：0.39。 浆体泌水率：水泥浆在拌和 3h 后，其泌水率应小于 2%，且泌水应在 24 h 内被浆体完全吸收。 浆体温度：水泥浆搅拌及压浆时浆体温度应小于 35。 稠度:14-18s，在 45min 内,浆体的稠度变化不应大于 2s。 缓凝时间：其初凝时间应不小于 3h，终凝时间不应大于 17h。 膨胀率：小于 5%。 密度：不小于 2.0 g/cm3。 抗压强度等级：M40。 灰浆拌和：启动电机使搅拌机运转，先放入水、灌浆剂，再缓慢均匀地加入水泥，拌和时间 510 分钟。拌和浆
8、体流动度小于 60s，然后5通过过滤器置于贮浆桶内，并不断搅拌，以防止水泥浆泌水沉淀。水泥浆搅拌结束至压入管道时间间隔不得超过 40min。 3.2 施工工艺 张拉施工完成后，切除外露的钢绞线（注意钢绞线的外露量30mm） ，进行封锚。封锚式是用无收缩水泥砂浆封锚，锚板、夹片及外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度15mm，封锚后 2448 小时之内灌浆，如右图。 清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道通畅，开始准备灌浆。 真空灌浆设备连接见下图 真空灌浆施工设备连接图 排浆：浆体制好后，应开启压浆泵，让浆体从压浆管流出，从而排掉压浆管中的空气和水，当排出的浆体稠度和搅拌桶内的浆体稠度一致时，可以停止排浆
9、。 孔道抽真空：浆体经检测并判定合格后，关闭孔道压浆端阀门，打开孔道抽真空端阀门，开启真空泵，抽取孔道内的空气，直至真空表压力达到-0.08Mpa，停泵约 1min 时间，如果压力表读数不变表示孔道达到且能维持真空。 压浆：当孔道真空度达到要求并稳定时，应立即打开孔道压浆端阀门，同时开启压浆泵进行压浆。整个过程应保证压浆连续、均匀地进行，不得中断，并应使水泥浆保持连续单向流动。 抽真空端排废：当看到水泥浆从抽真空端的透明管流出时，应立即关闭通向抽真空机的阀门，同时打开通向排废管的阀门，此时可关停6抽真空机。从排废管排出的水泥浆必须无气泡和无微沫浆，且其稠度与搅拌桶内稠度相同时，方可关停压浆泵并
10、关闭孔道抽真空端总阀门。 保压：当孔道抽真空端总阀门关闭后，仍应使压浆泵以 0.5-0.7 MPa 的压力进行保压，保压时间不少于 2 min，保压结束后应立即关闭压浆泵及压浆管阀门，完成该束管道的压浆。 灌浆量控制 单根波纹管理论灌浆量计算 单根波纹管理论灌浆量：V=L(D/2)2（m3） 灌浆量控制 每根波纹管灌浆时除灌浆泵压力控制外，其实际灌浆量应不小于理论灌浆量。 清洗：拆卸外接管路，清洗真空机的空气滤清器及管路阀门，清洗灌浆泵、搅拌机及所有沾有水泥浆的设备和附件。 4.真空辅助压浆施工注意事项 4.1 质量控制要点 压浆用的原材料必须经检验合格。 检查封锚及孔道密封工作，孔道必须确保
11、密封性、无水性。 浆体配合比控制严格准确，压浆专用台车能自动上料、配合比自动计量且称量误差不超过 1%，分两次注水，第一次 80%，第二次 20%。浆液各项指标需满足规范要求。 启动真空泵抽真空，真空度达到-0.08MPa 以上并保持稳定；压浆泵工作压力保持 0.5-0.7MPa，压浆饱满后继续持压 12 分钟。 7现场施工质量管理控制：浆体搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过 40min，孔道压浆顺序先底部后上部，同一孔道应连续进行，一次完成。冬季压浆时及后 3d 内，梁体及环境温度不得低于 5，否则应采取保温措施。夏季压浆时考虑浆体的稳定及对压浆的影响，可将压浆时间安排在温度较低时进行。
12、4.2 施工注意事项 压浆前严禁用清水冲洗管道，避免因弯曲孔道处用高压风吹不出来的积水改变浆体配合比。 输浆管优先选用高强橡胶管，抗压能力1MPa，带压压浆时不易破裂，连接要牢固，不得脱管。 灰浆进入压浆泵之前应通过网眼不大于 3mm3mm 的筛网进行过滤。搅拌后的水泥浆必须做流动度、泌水性试验，按照规范要求制作水泥浆强度试块。 必须严格控制用水量，对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性。 搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法。 中途换管道时间内，继续启动压浆泵，让浆体循环流动。压浆孔数和位置必须作好
13、记录，以防漏压。 储浆罐的储浆体积至少大于 1 倍所要压注的一条预应力孔道体积。8灌浆过程中，压浆泵保持连续工作，如果中断压浆，应将孔道浆液冲洗干净。 压浆时注意观察有无串孔、漏浆，若串孔立即排查原因，及时处理。严格按照规范施工，做好压浆记录。 压浆完成后，浇筑梁体封锚混凝土之前，还应将锚穴周围混凝土进行凿毛，将承压板表面的黏浆和锚环外面的灰浆铲除干净，对锚圈与锚垫板之间的交接缝应用聚氨酯防水涂料进行防水处理，同时检查确认无漏压的管道后，才允许浇筑封锚混凝土。 拆卸外接管路、附件、清洗空气滤清器及阀门等，完成当日灌浆后，必须将所有沾有水泥浆的设备清洗干净，安装在压浆端及出浆端的球阀，应在灌浆后
14、 1 小时内拆除并进行清理。 4.3 安全环保注意事项 操作人员两头必须通视，统一指挥，及时关闭阀门和真空机。 操作人员施工时必须带好防护眼镜和手套，防止浆体射入眼睛。 压浆前应检查各管子接头是否安全牢固，拆卸时应保持无压力后方能卸管；压浆用的胶管一般不宜超过 30m。 作业时压浆管周围严禁站人。 按规定工艺进行压浆操作，压浆前两端操作人员应约定好联络信号，确保通信畅通。 压浆过程中不得踩踏或碾压进浆管道，以避免进浆管道爆裂伤人。工作完毕须切断电源，收拾电缆，对压浆机及压浆嘴、管进行冲9洗，以保证下次作业的正常进行。 灌浆结束后用水将梁体上的浆液冲刷干净，以免影响梁体外观。 压浆时剩余材料应收
15、集处理，不能随意丢弃，破坏周围环境；对混凝土残渣、灰浆皮等进行清理到指定的地方掩埋，严禁随意抛弃。 清洗机具的废水应按要求排放。 5.结束语 真空压浆是后张法预应力混凝土结构施工中的一项新技术，由于其施工工艺本身有较高水平的质量控制，加上合理配制混合料，采用真空压浆技术能够保证孔道压浆的均匀性，形成一个密实、不透水的保护层，并能有效消除孔隙。因此，采用真空压浆技术是确保高质量压浆的一个强有力的手段，是提高后张法预应力混凝土结构安全性和耐久性的有效措施，是压浆工艺向高新技术发展的方向，随着后张法预应力混凝土结构在桥梁中的广泛应用，真空辅助压浆工艺也将更加成熟，应用更为广泛。 参考文献： 1公路桥涵施工技术规范JTJ 041-2000 2公路桥涵施工技术规范JTG/T F50-2011 3铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件TB/T 3192-2008 4铁路桥涵施工规范TB10203-2002
