后张法预应力箱梁中真空压浆的应用

【摘 要】 随着我国社会经济的不断发展，后张法预应力箱梁中真空压浆的应用越来越广泛。文章结合工程实例，分析了真空压浆技术的基本原理及其优势，阐述了真空压浆技术的要求，详细的介绍了真空压浆操作过程，掌握其各个细节的要求，以推广真空压浆技术在后张法预应力箱梁中的应用，在我国后张法预应力箱梁中真空压浆的应用道路上做出了有意的探索。

【关键词】 后张法预应力施工 真空压浆 工艺流程 技术要求

1 工程概况

延安安塞经志丹至吴起高速公路是陕西省“2637”高速公路规划网中7条东西横向线之一的延水关至吴起高速公路（延吴线）的重要组成部分。韩家砭特大桥位于安塞县高沟口镇韩家砭村以南，上部结构采用4×30m+12×（3×30）m预应力混凝土预制连续箱梁，桥梁分左、右幅布设，共有预制箱梁320片，采用C50混凝土，桥梁全长1207.08m；其所采用的钢绞线为低松弛高强度预应力钢绞线，单根钢绞线直径Φs15.2mm，钢束由4-5根钢绞线组成，预应力锚具采用OVM15型锚具及其配套设备，预应力管道采用钢波纹管，其内径为5.5cm。此外，为了避免预应力筋受外界因素影响腐蚀而老化，确保预应力筋经久耐用，设计上要求预应力管道采用真空压浆技术。

2 真空压浆技术原理及其优势

2.1 基本原理

传统的压浆法灌浆，是在0.5-1.0Mpa的压力下，将水胶比0.26-0.28的水泥浆压入管道，这种做法容易水泥浆离析、析水、干硬后收缩、产生孔隙，留下隐患。为此有必要对传统压浆工艺进行改进，将真空辅助压浆工艺等技术应用于预应力箱梁的施工中，使压浆工艺更加完善合理。其基本原理为：在压浆之前，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%，使之产生-0.06到-0.1之间的真空度，然后用压浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端压入，并加以≥0.7Mpa的正压力。由于孔道内只有极少的空气，很难形成气泡；同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道孔道压浆的饱满度和密实度。减小了水灰比，选用专用的压浆料，提高水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩，从而保证了水泥浆的可施工性、充盈孔道密实性和提高硬化后水泥浆的强度。因此真空压浆工艺提高后张法预应力混凝土构件安全性和耐久性的有效辅助措施。

2.2 与普通压浆法相比的优点

在真空辅助下，孔道中原有的空气和水被清除，同时，有利于混夹在水泥浆中的气泡和多余自由水被顺利排出，增强了浆体的密实度；灌浆过程中孔道具有良好的密封度，使浆体保证充满整个孔道；工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使灌浆饱满性及强度得到保证；真空灌浆是一个连续且迅速的过程，缩短了传统的灌浆时间；孔道在真空状态下，减小了由于高低弯曲而使浆体自身产生压力差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些异性的关键部位；减少了水泥浆的浪费，节约了材料。

3 真空压浆技术要求

3.1 原材料的选择

后张法预应力孔道宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆。所用的原材料应符合下列要求：

1）水泥在选用上，一定要采用性能稳定、强度等级不低于42.5#的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥。确保水泥型号的稳定，是对工程质量的最有利保证。

2）外加剂应与水泥具有良好的相容性。减水剂应采用高效减水剂，其减水率应不小于20%。

3）水不应含有对预应力筋或水泥有害的成分，一旦含有有害成分，会对水泥的固化产生影响，进而影响到水泥的整体强度，对整个工程造成重大的不利影响。

3.2 配合比的设计

1）水泥浆技术要求：和易性好，硬化后孔隙率低，渗透性小，具有一定的膨胀性，高的抗压强度，有效的粘结强度和良好的耐久性。

2）为了防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂，并保证水泥浆在管道中的流动性，应掺入少量添加剂。

3.3 浆液质量控制

1）流动度要求：搅拌后的初始流动度10s-17s。

2）水胶比：可施工性的要求，一般选用浆液的水胶比最好在0.26-0.28之间。

3）泌水率：24小时泌水率为0。

4）初凝时间：大于等于5小时。

5）自由膨胀率：0%-2%。

6）强度：7d龄期抗压强度大于40Mpa、抗折强度大于6Mpa。

3.4 压浆设备

真空压浆的主要设备有：水环式真空泵1台，配真空压力表1个（量程0.1-0.6Mpa）；螺旋式压浆泵1台；浆液搅拌机1台；空气过滤器2个；称量用台秤1台；高强橡胶管若干根；连接头、控制阀、扳手及其它辅助工具。

4 真空压浆施工工艺

4.1 准备工作

1）张拉施工完成后，要切除外露的钢绞线，注意钢绞线的外露量≤30mm，然后用水泥砂浆封锚头，再安装密封罩，最后连接真空泵和压浆泵及其它配套设备，并连接牢固、密封不漏气。

2）在压浆施工前将锚垫板表面清理，保证平整，装上石棉密封圈，将密封罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧。

3）清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅。

4）确认浆体配合比，按配方秤量浆体材料。

5）检查材料、设备、附件的型号或规格、数量等是否符合要求。

6）按真空辅助压浆装布臵图进行各单元体的密封连接，确保密封罩、管路各接头的密封性。

7）检查供水、供电是否齐全、方便。

4.2 真空压浆过程

1）试抽真空，启动真空泵10min试抽真空，检查水泥砂浆封锚头或密封罩是否完全密封，真空度应达到-0.08MPa左右。将压浆阀关闭，抽真空阀打开，启动真空泵抽真空，从导管中排除空气，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.08MPa左右。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。

2）拌浆，拌浆前先加水至搅拌机拌浆筒空转数分钟，使拌浆筒内壁充分湿润。将称量好的水倒入搅拌机的拌浆筒之后边搅拌边倒入水泥，在搅拌3～5min直至均匀。将外加剂倒入拌拌筒，再搅拌5～15min，测试稠度后放入储浆桶。倒入储浆桶的浆体不管是否马上泵送，都要不停地搅拌。

3）开始真空辅助压浆，启动真空泵，开启出浆端接在管上的阀门，关闭入浆端的阀门，抽吸真空度达到要求范围的负压值，启动压浆机并压出残存在压浆机及喉管的水份、气泡，并检查水泥浆的稠度。待合格的水泥浆从喉管排出后，暂停压浆机并将压浆喉管通过快换接头接到锚垫板的压浆接头上。

4）保持真空泵启动状态，开启压浆端阀门并将已搅拌好的水泥浆往管道里面压注。当水泥浆从出浆端接往负压容器的透明管压出时，检查所压出水泥浆的稠度，直到稠度一致及流动顺畅后，关闭出浆端阀门，暂停压浆机。

5）开启在压浆盖上的出气孔，启动压浆机。直到水泥浆从出气孔流出，待流出的水泥浆稠度一致及流动顺畅时，暂停压浆机，密封出气孔。开动压浆机，加压到0.7MPa左右，仍继续压浆2～3min，使管道内有一定的压力，完成排气泌水，使管道内浆体密实饱满，完成压浆。

6）压浆时每个工作班应留取不小于3组的40mm×40mm×160mm立方体试件，标准养护28天，并检查其抗压强度和抗折强度作为压浆质量评定的依据之一。

7）清洗压浆泵、搅拌机、阀门、过滤装臵、各种管道以及粘有灰浆的工具。

4.3 压浆注意事项

1）压浆过程中及压浆后48h内，箱梁混凝土的温度及环境温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，并应按冬季施工的要求处理。当环境温度高于35℃时，压浆宜在夜间进行。

2）压浆完成后，应及时对锚固端按设计要求进行封锚处理，对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净，设置钢筋网浇筑封锚混凝土，。封锚混凝土应采用与箱梁同标号的C50混凝土，且表面颜色应与梁体混凝土一致。

3）箱梁在孔道压浆前不得安装就位。压浆后，应在浆液强度达到规定的强度后移运和吊装。

5 结语

通过对后张法预应力箱梁实施孔道真空压浆技术，提高了孔道内浆体的饱满度和密实度，使浆体和孔道密实粘结，并通过持压使浆液充满孔道，减少了浆液内的气泡和泌水现象，避免了裂缝的产生，从而达到提高桥梁安全性和耐久性的目的。同时，缩短了压浆时间，提高了工效。笔者相信，只要在我们的不断努力下，我国的后张法预应力箱梁实施孔道真空压浆技术一定会取得更大的发展。

参考文献：

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[3]刘玉柱.真空辅助压浆技术在公路预应力混凝土桥梁工程中的应用[J].公路，2003（09）.