浅谈预应力管道真空压浆技术施工要点

浅谈预应力管道真空压浆技术施工要点

李博

（中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳110015）

摘要：混凝土桥梁的损伤表现多样，预应力损失能够导致混凝土桥梁整体刚度和承载力

下降，对预应力混凝土桥梁的预应力管道注浆质量控制是确保桥梁的施工质量达到设计要求

和合理受力状态的一个重要环节，本文结合预应力管道真空压浆技术施工实例进行分析，根

据工程特点提出了在后张法预应力混凝土结构施工时采用真空压浆技术的硬件要求和施工要

点，为同类工程提供参考。

关键词：预应力；真空压浆；后张法

前言

后张法预应力混凝土结构在我国的公路桥梁建设中有着广泛的应用。预应力钢筋在被拉伸后其微观结构会发生微小的变化，晶体间距离被拉大。在传统后张法施工中，30m以上长度的孔道压浆后极易出现气泡和孔隙，当结构防水层因为外界作用失效后，导致水分子及氧分子极易进入其中发生化学反应，锈蚀速度对比拉伸前有显著增加。一旦预应力筋腐蚀，其实际直径会变小，导致有效预应力大幅下降，最终影响结构的承载能力和耐久性。就会受到严重威胁。后张预应力结构中，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。

预应力管道真空压浆技术是指是在压浆之前，将孔道一端封闭，在孔道的另一端首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80%以上，然后在孔道的另一端再用压浆机以正压力将水泥浆压入预应力孔道。由于预应力管道真空压浆技术可以通过有效提高灌浆密实度和饱满度提高工程质量与使用安全，所以现在逐渐成为大跨度预应力混凝土桥梁施工中不可或缺的一环。现以江苏省无锡市某大桥为例，浅谈预应力管道真空压浆技术施工要点。

1工程概况

本工程为新华路市政高架主桥，采用（96+138+96）m三跨变截面预应力混凝土连续箱梁，墩身斜置，与水流方向基本平行。桥梁为整幅桥，标准桥宽25m，在北侧梁端35m范围内单侧展宽至28m。桥梁总长318m，桥梁总面积7975m2。

上部结构采用单箱双室直腹板箱梁，箱梁砼强度等级为C55，中支点梁高8.2m，高跨比1/17.56；跨中梁高3.5m，高跨比1/41.14。边跨与中跨梁高对称，梁高按二次抛物线变化。箱梁共分19个悬臂浇筑节段，0#节段长度为12.5m，其余节段长度2.5m～4.0m，全桥共设置二个边跨合龙段和一个中跨合龙段，合龙段长2.5m，边跨支架现浇段长13.65m。

箱梁采用三向预应力体系，即纵向、横向、竖向均设置预应力钢束。箱梁纵向按全预应力构件设计，横向按预应力A类构件设计。纵向预应力设置在箱梁腹板、顶底板中，横向预应力设置在桥面板、横梁中，竖向预应力设置在腹板中。纵向、横向预应力采用ΦS15.2高强度低松弛钢绞线，标准强度为1860MPa，锚固体系为群锚体系。竖向预应力采用ΦS15.2高强度低松弛钢绞线，可复拉低回缩锚具，全桥均设竖向预应力。三向预应力均采用真空压浆预应力管道真空压浆技术。

2预应力孔道真空压浆技术硬件要求

2.1水泥浆质量要求

灌浆浆体的强度应符合有关施工技术规范要求，7天强度不低于30MPa，28天强度应不低于40MPa。水泥浆的浆体允许水灰比为0.30～0.35。一般宜控制在0.33以下。浆体泌水率最大不得超过3%，拌和3小时后，其泌水率小于2%，泌水应在24h内重新被浆吸收。浆体流动度宜控制在14～18s，拌制30分钟后宜控制在50s内。初凝时间应不小于3h，搅拌及压浆时浆体温度应小于35℃。

2.2设备要求

水泥浆拌和机应能制备具有胶稠状的水泥浆，转速不小于1400转/分钟。搅拌机要有足够的容量，至少能保证一根束道灌浆用量（一般至少为管道体积的1.5倍），禁止边加原料，边搅拌，边压浆。如容量不够应另设储存桶，储存桶也应设置搅拌设备，能保证边搅拌边压浆。

压浆泵应可连续操作，对于纵向预应力管道，能以0.7MPa的恒压作业；对于竖向预应力钢材管道的压浆最大压力，能以0.4MPa的恒压作业。压浆泵应是活塞式的或排液式的，泵及其吸入循环应是完全密封的，以避免气泡进入水泥浆内。它应能在压浆完成的管道上保持压力，且装有一个喷嘴，该喷嘴关闭时，导管中无压力损失。压力表在第一次使用前及此后监理工程师认为需要时应加以校准。

真空泵应能提供不小于90%真空度的抽真空能力。在真空泵前应配备空气滤清器，防止抽出的浆体直接进入真空泵而造成的真空泵的损坏。所有设备在灌浆操作中至少每3h用清洁水彻底清洗一次，每天使用结束时也应清洗一次。根据实际需要，可用中性洗涤剂、皂液或清水对管道进行冲洗以清除管道内的有害材料，并用不含油的压缩空气将管道内的所有积水吹出。

2.3管道要求

预应力管道成形材料必须满足真空压浆的要求。塑料波纹管必须提供生产厂的产品合格证，到现场应认真检查产品质量。塑料波纹管的连接一般应采用热熔焊连接，如采用直接连接应采用专用的连接管，确保连接部位的质量。管道的定位和布置严格按现行《公路桥涵施工技术规范》执行。管道在模板内安装完毕后，应将其端部盖好，防止水或其他杂物进入。

2.4外加剂要求

孔道灌浆浆体应采用掺入一定数量添加剂后的特殊浆体，原材料和浆体宜采用硅酸盐水泥，水泥的强度不低于42.5，水泥不得含有任何团块。水应不含对预应力筋或水泥有害的成分，可采用清洁的饮用水，如采用非饮用水，事先应经过检验，并达到混凝土拌和用水的要求。外加剂宜采用具有低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂，它们应不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质，外加剂的用量应通过试验确定。

3预应力孔道真空压浆技施工要点

预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆，一般应在48小时内灌浆完毕。压浆前应清理锚垫板上的灌浆孔，将浮浆和杂物去除。检查预应力管道、泌水管、排气孔、压浆孔等，保证灌浆通道畅通。确定抽真空端及灌浆端并安装压浆罩，将压浆罩安装在准确的位置。安装同时对压浆罩密闭性进行检查，特别要注意压浆罩的排气孔需向上放置，待浆体终凝后再将压浆罩拆除并清洗。

将真空泵设置在抽真空端密封罩上，将密封罩排浆孔、三向阀门和真空负压装置以串联方式连接起来。设备安装完毕后将排气阀与灌浆阀一起关闭；启动真空泵抽出空气，观测真空负压表读数。当管道内真空度到达-0.08MPa时，停泵1min再记录负压表读数。如果读数不发生变化则可判定孔道内压力能满足预定要求。

灌浆作业之前应使用拌浆机试配浆体。浆体各项指标经试验室检验满足要求后，才可以进行制备生产。搅拌水泥浆之前，应在拌浆机、储料罐内加入足量的水后空转3分钟，使搅拌机内壁充分润湿后再倒掉积水。同批次搅拌的水泥浆需基本卸尽。未拌合的浆体材料不得在上一批次搅拌好的水泥浆卸尽之前投入。

灌浆时搅拌浆体使其水灰比、流动度、泌水性等指标达到技术要求的指标。启动真空泵抽真空，使真空度达到－0.08～-0.1MPa并保持稳定。启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输出管接到锚垫板上的引出管上，开始灌浆。灌浆过程中，真空泵保持继续工作，维持相应的真空度。待抽真空端的透明网纹管中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀。当水泥浆从排气阀顺畅流出，其稠度与灌入口的浆体相当时，关闭抽真空端所有的阀。灌浆泵继续工作，并保持不小于0.7MPa的压力，持压不少于2分钟。压满浆的管道应进行保护，使在一天内不受振动，管道内水泥浆在注入后48h内，结构混凝土温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。在压浆后两天，应检查注入端及出气孔的水泥浆密实情况，需要时进行处理。

每一工作班应留取不少于3组试样（每组为3个70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件），标准养生28d，检查其抗压强度作为水泥浆质量的评定依据。当气温或构件温度低于5℃或高于32℃时，不得进行压浆。如应特殊情况，事先需报针对性方案，并经监理同意后方可实施，管道压浆必须有监理工程师在场。施工时应具有完备的压浆记录，包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作。这些记录的抄件应在压浆后3d内送交监理工程师。

张拉施工完成后，切除外露多余的钢绞线，清水冲洗，高压风吹干，然后进行封锚。封锚可采用两种方式：

（1）一种是采用专用的保护罩封锚。安装前将锚垫板表面清理，保证平整，在保护罩底面和橡胶密封圈表面均匀涂上一层玻璃胶，装上橡胶密封圈，将保护罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧，注意将排气口朝正上方。在灌浆后10小时左右拆除。

（2）另一种方法是用无收缩水泥砂浆封锚。砂浆必须将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度大于15mm。

4结语

预应力管道真空压浆技术是预应力钢筋后张法施工的一项重要工艺。通过真空压浆技术，可以使孔道内浆体饱满度显著提高，保证压浆分布均匀，消除气泡避免产生空隙，有效防止预应力钢筋生锈腐蚀，避免预应力损失，导致混凝土桥梁整体刚度和承载力下降。随着我国交通建设的飞速发展，这项施工速度快，施工效果好的技术有着广阔的发展空间和极大的应用价值。

参考文献：

[1]郑韶光．真空压浆技术浅析[J]．交通世界?运输车辆，2015（05）

[2]蒋建辉．真空压浆技术在预应力混凝土桥梁施工中的应用[J]．交通世界?运输车辆，2015（24）