真空压浆法在预应力砼箱梁或T梁施工中的应用

黄 初

摘要:为了保证预应力砼箱梁或T梁的钢绞线在张拉后处在一个良好的受力状态,应及时将预应力管道进行封闭,以防止预应力钢绞力暴露在空气中产生腐蚀。因此,管道压浆的作用就显得非同小可了,考虑到现行箱梁及T梁施工中普遍采用真空压浆,故此对真空压浆施工应注意的一些要求进行共同探讨。

关键词:预应力箱梁;管道压浆;真空压浆;施工工艺

1 管道压浆的作用及普通压浆的缺点

随着越来越多大跨径桥梁构造物的出现,在箱梁、T梁等后张法预应力混凝土施工中,为了保证预应力钢绞线的使用寿命,对孔道必须填充密实,在公路工程中普遍采用压浆进行处理。因为压浆对结构物来说,它作为一种填料,能将预应力孔道填实;作为一种粘结料,能将预应力钢绞线与混凝土粘结在一起,使钢绞线、填料、波纹管和混凝土结构物形成一个整体,将预应力钢绞线上的力均匀地传入到结构物中;另外可以很好地防止预应力钢绞线锈蚀,因此作为预应力钢绞线锈蚀最后一道屏障,管道压浆质量的好坏越来越受到重视。

现有管道的压浆主要有普通压浆和真空压浆两种类型,通过分析两种方式的优缺点,真空压浆法越来越被广泛的应用,因为普通压浆法在压浆时,当压力保持在0.5～1.0MPa的压力下,这时由于压力有限、当浆体较稀时施工中容易发生析水、干硬性收缩等现象,致使孔道内预应力钢绞线和结构物粘结强度不够,在这种情况下,浆体和结构物之间有一定的空隙,空隙内存有的水分将使预应力钢绞线锈蚀。因此,为了从施工方案及施工工艺上保证浆体对孔道充分密实,保证浆体在管道中的密实度,确保工程质量,在后张法预应力结构物中,常常采用真空灌浆法进行施工。现在让我来了解一下真空压浆法施工的一些技术要求。

2 真空压浆的技术要求

2.1 真空压浆管道的要求

真空压浆孔道的材较一般采用镀锌波纹管,波纹管之间的接头采用相同材质的专用连接管,波纹管和锚垫板的连接采用专用连接头,以确保管道密闭,在连接时应注意摒弃采用胶带进行缠绕连接。当采用波纹管做为管道时,在施工前应对波纹管的环刚度、摩擦系数、变曲度等技术指标按照行业规范进行试验检测,以确保管道材质满足使用要求。此外,在条件允许的前提下,应尽量使用高强度塑料波纹管,塑料波纹管与普通压浆使用的金属波纹管相比具有以下优点:

A、更好的密封性和耐腐蚀性

B、更好的弯曲性,能满足小半径的弯曲及U形束、圆形束的布筋要求。

C、强度高,不怕踩压,施工中不易被振捣棒弄破,有效地避免管道漏浆的可能性。

D、摩擦阻力小,减少张拉过程中的预应力摩擦损失并提高了预应力筋的耐疲劳能力。

2.2 真空浆体材料的要求

真空灌浆应采用真空灌浆剂配制的特种浆体,水泥强度应采用不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥或普通水泥,且不得有结块现象;拌和用水采用日常饮用水;外加剂宜采用低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂,同时它不得含有对预应力钢绞线或水泥有害的化学物质。

对于真空压浆浆体要求一般为:泌水性应小于水泥浆体的2%;水灰比控制在0.3~0.35;水泥浆体体积变化控制在小于2%的范围内;初凝时间应大于6h;一般构造物28天的强度应达到40 MPa以上,同时在压浆期间抽出的真空应保持在-0.08~-0.1MPa内,水泥浆稠度宜控制在14～18s之间。

2.3 真空压浆设备的要求

真空灌浆除了传统的压浆施工设备外,真空灌浆还应具有专用设备。灌浆泵一般采用螺杆灌浆泵,螺杆式灌浆泵是一种新型高效灌浆设备,属全封闭式螺杆泵,有定子——转子构成的密封线,将吸入腔和压力腔隔开,使泵具有阀门的隔断作用,具有吸入性能好,泵压稳,扰动小,泵量调节性能好,压力无极可调,效率高且效区宽。该泵大大优于活塞式灌浆机,更有利于灌浆密实。其最大压力应达到2.5Mpa;储浆罐中的浆体体积必须大于所需灌浆的一道预应力孔道的体积;同时应配备达到6.0MPa压力表、真空泵、空气率清器等真空灌浆设备。

2.4 真空压浆工艺的要求

2.4.1 浆体应严格按照批准的配合比进行称量配料,搅拌机在拌制浆体前,应加水空转搅拌将贮浆罐内壁充分湿润,注意在拌料过程中须待全部浆体用完之前再投入第二批原材料,不能采取边出料边进料的方法,搅拌好的水泥浆须一次用完。

2.4.2 在压浆前,应将外露的钢绞线进行切除,并用无收缩水泥砂浆封锚,将锚板、夹片、外露钢绞线全部包裹,覆盖层大于15mm,封锚后应在短时间内进行压浆处理。另外,在压浆时,孔道和两端必须采用气密锚帽密封,且孔道内无石、砂及其他杂物,确保孔道畅通、清洁、干爽;同时清理锚垫板上的灌浆孔,保证灌浆孔与孔道畅通连接。

2.4.3 开始压浆时应先启动真空泵抽真空,使孔道真空达到-0.08～-0.1MPa且保持稳定,同时对拌制好的浆体通过1.2mm的筛网过滤后加入到灌浆泵中,当浆体稠度达到要求稠度时,灌浆泵上的输送管应接到锚垫板上的引出管上,输浆管应采用高强度橡胶管,并注意连接牢固。灌浆过程中保持真空泵连续工作。当浆体从排气阀顺畅流出且稠度与灌入的浆体相同时,关闭抽真空端的所有阀门。压浆时对孔道的排气孔和排水孔应按照规范使用,浆体应达到孔道的另一端饱满和出浆并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆,关闭出浆口后,应保持不小于0.5MPa的一个稳压期,该稳压期不应小于2min。完成灌浆后。应及时清洗空气滤清器及阀门等,并将所有粘有浆体的设备清洗干净。

2.4.4 根据结构物的特点,灌浆顺序应从孔道的下层孔道开始,对于曲线孔道和竖向孔道应从最低点灌浆孔灌入,并且由最高点的排气孔排出水和泌水。

2.4.5 压力和速度。在真空灌浆过程中,一般情况下压力控制在0.5～0.7MPa。当孔道较长时,压力可以达到1.0MPa,同时应经常检查孔道真空度的稳定性;灌浆时速度按施工经验一般控制在5～15m/min,对竖向孔道的灌浆宜采用低限,对较长或直径较大的管道或在炎热气候条件下,压浆宜采用较快的速度。

2.4.6 进行压浆作业时,每个工作班应留取不少于3组的70.7×70.7×70.7mm的立方试件,并进行标准养护,以便检查压浆质量。

2.4.7 其它注意事项。曲线管道的每个波峰的最高点靠同一端设置观察阀,高出混凝土200mm;灌浆工作宜在浆体流动性下降前进行,孔道应一次连续灌注;中途调换压浆管道时,应继续启动灌浆泵,真空泵应连续工作,让浆体循环流动。

2.5 施工注意事项

2.5.1 锚头一定要密封好,最好在密封后24h开始灌浆。

2.5.2 灌浆管应选用牢固结实的高强橡胶管,抗压能力≥1MPa,带压灌浆时不能破裂,连接要牢固,不得脱管。

2.5.3 严格掌握材料配合比,否则多加的水会全部泌出,易造成管道顶端有空隙。对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用加水的办法来增加其流动性。

2.5.4 水泥浆进入灌浆泵前,应先通过1.2mm的筛网进行过滤。

2.5.5 灌浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30～45min时间内进行,孔道一次灌注要连续。

2.5.6 中途换管道时间内,继续启动灌浆泵,让浆体循环流动。

2.5.7 搅拌的水泥浆严格进行流动度和沁水试验,制作试件检查强度

结束语

总之,越来越多的工程经验证明,在预应力砼结构物施工中,管道压浆质量的好坏对桥梁的设计使用寿命及耐久性起着关键性作用。对此,作为一名工程技术人员,本着对工程质量高度负责的态度,本人认为,在进行管道压浆这道看似不起眼的工序操作时,应当紧张有序,认真严格地做好压浆过程的各项准备工作,并从工艺上加强控制,从技术上加强管理,从思想上给予重视,只有做到了这些,真空压浆的施工质量才能得到一个有力的保障。

参考文献

[1]吕贤良.预应力砼结构真空压浆的几个误区.《铁道建筑》.2007年第7期.