桥梁预应力真空辅助压浆施工技术浅析

【摘　要】通过在辽宁高速公路对真空辅助压浆技术的学习和实践，浅析后张预应力混凝土结构真空辅助压浆的技术，使用其必要性及具体的施工方法，提出自己对预应力真空辅助压浆技术的浅解，供各位同仁探讨。

【关键词】桥梁；预应力；真空辅助压浆

桥梁预应力真空辅助压浆施工技术在辽宁高速公路建设中得到了广泛应用与推广。真空辅助压浆技术比传统压浆技术的工艺更加完善合理，特别是2011年针对真空辅助压浆技术规范做出了新的改进与提高。真空辅助压浆技术保证了浆体的可施工性,提高了孔道压浆的充盈度、密实度及硬化浆体的强度，因此真空辅助压浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度性、可靠性和耐久性的有效措施。

1.真空辅助压浆的必要性

后张预应力混凝土结构中，预应力筋和混凝土之间的共同工作以及预应力筋的防腐蚀是通过在预埋孔道中压满水泥浆来实现的。另外，在预应力状态下为防止预应力筋发生滑丝及长期放置发生预应力筋的腐蚀、松弛，预应力筋张拉完毕后，孔道压浆越早越好，应在张拉锚固后的48h内完成孔道的压浆工作。

2.真空压浆工艺特性及要求

⑴减少孔道中阻力，加速了浆液的流动，形成一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间，避免因降低其流动度，而增加压注时的压力且不易密实，同时提高了生产工效。

⑵强化了浆液的惯性流动与冲击及对孔道的充盈。在真空状态下，孔道内的空气、水份以及混在水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象，确保了孔道压注的密实性和浆体的强度，以及预防和克服对预应力筋的腐蚀，从而最大限度地提高了结构的耐久性和安全性。

⑶对孔道密封及预应力体系的锚固效率及安全性能提出了更高要求。压浆过程中因孔道具有良好的密封性，使浆液充满整个孔道的要求得到保证。

⑷对水泥浆液的配合比提出更高要求。

3.真空辅助压浆的理论形成

3.1真空辅助压浆的浆体在管道内充盈程度

⑴使孔道内空气的稀薄，液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。

⑵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。

⑶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，并在后期的传统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，抽吸真空前清空孔道中的较多留存水分，单靠真空泵的作用，处理效果不明显，必须靠高压风吹干净。

3.2传统成孔材料与真空辅助压浆技术的结合

早期常用的成孔材料为金属波纹管，而真空压浆较理想的成孔材料为PT－PLUS塑料波纹管（以较小的孔道摩阻力及电绝缘性能取胜），目前的预应力结构设计普遍采用塑料波纹管，这里对真空辅助压浆与金属波纹管的结合使用做一个讨论。

⑴孔道摩阻方面：PT－PLUS塑料波纹管虽然孔道摩阻较小，而且PT－PLUS塑料波纹管在压浆时的孔道摩阻也较小；但金属波纹管的孔道摩阻依然能满足现行规范要求。

⑵保证预应力筋的耐久性：无疑PT－PLUS塑料波纹管有着毋庸置疑的优势；我们知道，预应力筋在张拉后，基本上是紧贴孔道。已压注水泥浆的预应力筋的腐蚀，主要成因为电化学腐蚀。

4.浆体的配合比设计

浆体设计是压浆工艺的关键之处,合适的水泥浆液应具有以下特征：①具有高流动度；②不泌水、不离析、无沉降；③适宜的凝结时间；④在塑性阶段具有良好的补偿收缩能力，切硬化后产生微膨胀；⑤具有一定的强度。

5.真空辅助压浆在沈阳绕城高速公路分离立交现浇箱梁及T梁的施工

5.1真空辅助压浆主要设备有：

灰浆搅拌机、活塞式压浆泵（普通灰浆泵或螺杆泵，桥梁四标用的是螺杆泵）、真空泵、高压管、 ZKGJ真空压浆组件、各种接头阀门、浆桶等。

5.2浆体的技术要求

除了具有足够的抗压强度和粘结强度，还必须保证有良好的防腐性能和稠度，不离析、析水，硬化后孔隙率低、渗透性小，不收缩或低收缩。浆体指标如下：

⑴水胶比：0.27;

⑵流动度：拌和好后的初始流动度14.4s ,30min流动度17.6s,60min流动度24min；

⑶泌水性：24h自由泌水率为0；

⑷初终凝时间：初凝时间14.8h，终凝时间16.3h；

⑸强度：标准养护条件下7天龄期强度75.3MPa，28天强度不小于82.3MPa；标准养护条件下7天龄期强度11.7MPa，28天强度13.7MPa。

⑹自由膨胀率%：3h为1.0

⑺充盈度：合格。

5.3真空辅助压浆施工工艺

5.3.1准备工作

①在压浆施工前将锚垫板表面清理，保证平整，在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶，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。

②清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅。

5.3.2试抽真空

关闭阀门观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.06～ 0.1MPa。当孔道内的真空度保持稳定时（真空度越高越好），停泵 1min，若压力降低小于 0.02MPa 即可认为孔道能基本达到并维持真空。如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封，需在压浆前进行检查及更正工作。

5.3.3拌浆

①拌浆前先加水空转数分钟，使搅拌机内壁充分湿润，将积水倒干净。

②将称量好的水（扣除用于溶化固态外加剂的那部分水）倒入搅拌机，之后边搅拌边倒入水泥，在搅拌3～5min 直至均匀。

③将溶于水的外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机，再搅拌5～15min，然后倒入盛浆浆桶。

④倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送，并不停地搅拌。

5.3.4压浆

①在压浆泵的高压胶管出口打出的浆体浓度与压浆泵中的浓度一样时，关闭压浆泵，将高压胶管接到孔道上的压浆管上，连接牢固。

②关掉压浆接头阀门，启动真空泵，当真空度达到并维持在负压 0.06～0.09MPa 左右时，启动压浆泵，打开压浆阀，开始压浆，真空泵继续工作。

③观察排浆阀的出浆情况，出浆体与灌入之前一样时，关闭排浆阀，然后从排浆阀端开始向压浆口方向逐一将所有最高点的排气孔依次一一打开和关闭，继续灌浆，使压浆泵压力达到 0.5MPa 左右稳压3分钟，最后关掉压浆阀，停止压浆。

④接通水，打开冲洗阀门清洗，再拆下阀门处的透明高压管，进行清洗。

6.结语

后张预应力混凝土结构孔道压浆中采用真空辅助压浆法施工，更加保证了后张预应力砼结构施工的质量。真空辅助压浆法作为成熟的先进工艺、技术应在高速公路上得到更广阔的应用与推广。