某立交工程真空輔助壓漿工藝

PAGE某立交工程真空輔助壓漿工藝1前言在公路橋梁建設(shè)中，后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實(shí)的問(wèn)題已被交通部列為公路橋梁建設(shè)中的十大通病之一?？椎缐簼{質(zhì)量是影響公路橋梁工程質(zhì)量與安全的重要因素?？椎缐簼{質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到鋼絞線的防腐，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。不飽滿的孔道壓漿會(huì)給公路橋梁造成嚴(yán)重的安全隱患。眾所周知，傳統(tǒng)的做法是采用壓漿法來(lái)灌漿，即在0.5-1.0Mpa的壓力下，將水灰比0.4-0.45的稀水泥漿壓入孔道壓入孔道。這種做法容易發(fā)生水泥漿離析、析水、干硬后收縮，產(chǎn)生孔隙，留下隱患。國(guó)內(nèi)外就灌漿的工程實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，使人們一直憂慮傳統(tǒng)壓力灌漿的效果的問(wèn)題。后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕大部分是由于施工工藝和漿體混合料配制不好造成的。傳統(tǒng)壓力灌漿中，漿體本身和施工工藝帶有一定的局限性，主要表現(xiàn)為：灌入的漿體中常會(huì)含有氣泡，當(dāng)混合料硬化后，存集氣泡會(huì)變?yōu)榭紫?，成為自由水的聚集地。這些水可能含有有害成分，易造成預(yù)應(yīng)力筋及構(gòu)件的腐蝕；在北方嚴(yán)寒的地區(qū)，由于溫度低，這些水會(huì)結(jié)成冰，可能會(huì)脹裂管道、形成裂縫，造成嚴(yán)重的后果；另外水泥漿容易離析，析水、干硬后收縮，析水后會(huì)產(chǎn)生孔隙，致使?jié){體強(qiáng)度不夠，粘接不好，為工程留下了隱患。隨著科技的發(fā)展及創(chuàng)新，采用真空輔助壓漿的新工藝應(yīng)用而生，本文著重介紹塑料波紋管的特點(diǎn)及真空輔助吸漿工藝的施工方法。2工程概況某立交形式為單喇叭型立交，某路匝道上跨某高速公路。本次改建后，立交形式為定向加苜蓿葉型。該工程有一座主線橋和一座匝道橋。主線橋橋長(zhǎng)564.88米，匝道橋全長(zhǎng)316米。該兩橋的所有蓋梁、T梁以及現(xiàn)澆箱梁均為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。其中預(yù)應(yīng)力蓋梁24座，預(yù)應(yīng)力T梁242片，現(xiàn)澆箱梁5跨。這些結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力管道較多，特別是現(xiàn)澆箱梁，全長(zhǎng)98.9米，預(yù)應(yīng)力管道106道。預(yù)應(yīng)力蓋梁，長(zhǎng)均為29米，管道12束；T梁最長(zhǎng)的為35米，預(yù)應(yīng)力管道10束。全橋所有預(yù)應(yīng)力均采用塑料波紋管成孔、真空輔助壓漿的新材料和新工藝。3塑料波紋管的應(yīng)用3.1塑料波紋管的特點(diǎn)在以往的工程施工中，預(yù)應(yīng)力孔道的形成有以下幾種方式：預(yù)埋鐵皮管道、抽芯成型孔道、預(yù)埋金屬螺旋管道。隨著科技的發(fā)展及創(chuàng)新，在近幾年，塑料波紋管由于具有良好的性能，已越來(lái)越多的應(yīng)用于工程實(shí)踐中。眾所周知，鐵皮波紋管具有良好的成孔性能、安裝加工方便、施工成本低等特點(diǎn)，但缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，易生銹、變形、接頭安裝困難，施工中不易保護(hù)，特別是電焊火花極易擊穿，不易檢查，被振動(dòng)棒極易振癟、振破、接頭脫落等現(xiàn)象，造成孔道堵塞、鋼束穿設(shè)困難、有效預(yù)應(yīng)力損失等。然而塑料波紋管的應(yīng)用，基本解決了金屬波紋管的不足，塑料波紋管具有以下特點(diǎn)：3.1.1彈性好、剛度大、強(qiáng)度高，保存時(shí)間長(zhǎng)；3.1.2施工性能好，安裝固定方便，不怕電弧等，澆注時(shí)不會(huì)被鑿破，不易被振動(dòng)棒振破，接頭牢固；3.1.3密封性能好不易損壞，經(jīng)一般施工碰撞后不變形，滿足后穿預(yù)應(yīng)力束的要求；3.1.4摩阻系數(shù)較小，更適合較長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力筋的孔道，減少摩阻損失；3.1.5可以使用真空壓漿技術(shù)，孔道灰漿密實(shí)。且塑料本身防水，可阻止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。3.1.6提供防電化腐蝕、防氯鹽腐蝕的有效措施，耐疲勞性能好、耐腐蝕，利于鋼絞線的保護(hù)；本工程采用的XQKSBG塑料波紋管見(jiàn)下圖：現(xiàn)場(chǎng)施工證明，塑料波紋管施工安裝方便，施工過(guò)程不易損壞，無(wú)一產(chǎn)生漏漿堵管的現(xiàn)象。由于具有良好的剛度和塑性，管道不易壓癟彎折，管道順暢；管道連接可采用專用接頭連接，材料損耗小、節(jié)約成本。3.2塑料波紋管的連接塑料波紋管的接長(zhǎng)一般采用專用接頭接長(zhǎng)，當(dāng)兩節(jié)波紋管連接好后用塑料膠帶纏繞密實(shí)，能夠保證接頭強(qiáng)度及密封性，接長(zhǎng)連接操作簡(jiǎn)單。4真空輔助壓漿施工方法4.1真空輔助壓漿原理壓漿前，先用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道中的真空度達(dá)到80％以上，使之產(chǎn)生-0.1至0.1Mpa的真空度，然后在孔道另一端用壓漿泵以一定的壓力將攪拌好的水泥漿體壓入預(yù)應(yīng)力孔道，并加以≥0.7Mpa的正壓力。由于孔道內(nèi)只有少量空氣，漿體很難形成氣泡；同時(shí)，由于孔道內(nèi)和壓漿泵之間的正負(fù)壓力差，大大提高孔道內(nèi)漿體的飽滿度和密實(shí)度。減小了水灰比，提高了水泥漿的流動(dòng)度，減小了水泥漿的的收縮，從而保證了漿體的可施工性、充盈孔道的密實(shí)性和提高硬化漿體的強(qiáng)度。因此真空壓漿工藝是提高后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性的有效措施。4.2真空輔助壓漿工藝布置示意圖：4.2.1布置示意圖閥門(mén)1閥門(mén)1預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件壓漿泵eng攪拌機(jī)eng壓力表閥門(mén)3儲(chǔ)漿桶壓力表真空泵4.2.2真空輔助壓漿的設(shè)備4.2.2.1灰漿攪拌機(jī)：拌制漿體，可采用普通的拌漿機(jī)，但必須保證漿體攪拌均勻，能準(zhǔn)確控制用水量；4.2.2.2真空灌漿組件：包括真空泵、真空表、連接閥門(mén)；4.2.2.3壓漿組件：包括壓漿泵及壓力表；4.2.2.4高壓管（含真空回漿觀測(cè)透明管）：高壓管應(yīng)保證能承受壓漿過(guò)程中的壓力要求，特別是透明管，不僅要滿足壓力要求，還要滿足能對(duì)漿體進(jìn)行觀察的要求，防止?jié){體進(jìn)入真空泵；4.2.2.5水桶、儲(chǔ)漿桶；4.2.2.6精確稱量用的計(jì)量設(shè)備，能供給壓漿操作的所有材料。4.2.2.7具體組件安裝見(jiàn)原理圖。4.3真空輔助壓漿對(duì)漿體的要求4.3.1漿體除了具有足夠的抗壓強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度，還必須保證有良好的防腐性能（不摻透氯離子和高電阻性）和稠度，不離析、析水，硬化后孔隙率低、滲透性小，不收縮或低收縮。對(duì)漿體大體要求如下：4.3.1.1水灰比：0.40；4.3.1.2流動(dòng)度：拌和好后的流動(dòng)度<30S;在管道出口處流動(dòng)度>15S；4.3.1.3泌水性：小于漿體初始體積的2%，四次連續(xù)測(cè)試結(jié)果的平均值小于1%；4.3.1.4初凝時(shí)間：3~4h；4.3.1.5稠度：在1.725L漏斗中，水泥漿的稠度10~15S，最多不大于18S；4.3.1.6強(qiáng)度：七天齡期強(qiáng)度為52.2Mpa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的174%。4.3.1.7在確定具體材料和配合比之前，必須先做試驗(yàn)，以驗(yàn)證以上要求是否合理；之后再作調(diào)整，直到符合要求為止。4.3.2對(duì)具體材料的要求4.3.2.1水泥：采用新鮮的普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)不低于425號(hào)；4.3.2.2水：采用飲用水。水中硫酸鹽含量不能大于0.1%，氯鹽含量不能大于0.5%，水中不能含有糖分或懸浮有機(jī)質(zhì)；4.3.2.3外加劑：為改善漿體在施工中和硬化后的性能，可以加入適當(dāng)?shù)耐饧觿?。外加劑中氯離子含量不得大于水泥重量的0.02%,并不得產(chǎn)生氣泡或降低漿體的質(zhì)量。本工程采用JHY-7混凝土膨脹劑粉劑，另外由于本工程施工正值冬季，施工時(shí)還加JA-1型復(fù)合防凍劑。4.3.3水泥漿體的施工配合比水泥：水：膨脹劑：防凍劑=1:0.4:0.088:0.043水泥漿體材料用量材料用量水泥水膨脹劑防凍劑（Kg/m3）1200484105524.4真空輔助壓漿施工步驟4.4.1準(zhǔn)備工作4.4.1.1在施工前，確認(rèn)漿體配合比；4.4.1.2檢查材料、設(shè)備、輔件的型號(hào)或規(guī)格、數(shù)量等是否符合要求；4.4.1.3切割鋼絞線，用濕潤(rùn)水泥團(tuán)把錨頭封堵，為確保水泥團(tuán)不掉落及養(yǎng)護(hù)期間不開(kāi)裂，再水泥封錨后用雙層塑料薄膜密封并綁扎固定在錨具上。壓漿前檢查，對(duì)有漏氣的情況再用玻璃膠處理，確保孔道密實(shí)。鋼絞線預(yù)留長(zhǎng)度宜控制在3~5厘米，切割時(shí)必須采用砂輪切割機(jī)。4.4.1.4孔道：檢查壓漿孔、排氣孔是否暢通，若堵塞，則必須疏通。4.4.1.5檢查供水、供電是否齊全，并與壓漿前將所有的用電設(shè)備接好。4.4.1.6檢查壓漿泵是否正常工作，檢查高壓管是否有干灰，檢查球閥是否堵塞，否則需拆下清洗干凈。4.4.1.7檢查攪拌機(jī)是否正常工作，是否漏水，攪拌是否均勻，攪拌后的漿體能否達(dá)到要求。4.4.2試抽真空（見(jiàn)布置示意圖）關(guān)閉閥門(mén)1和排氣孔，打開(kāi)閥門(mén)2和3，啟動(dòng)真空泵，觀察真空壓力表的讀數(shù)，應(yīng)能達(dá)到負(fù)壓力0.07~0.1Mpa。當(dāng)孔道內(nèi)的真空度保持穩(wěn)定時(shí)（真空度越高越好），停泵1min,若壓力保持不變即可認(rèn)為孔道能達(dá)到并維持真空。4.4.3攪拌漿體4.4.3.1拌漿前先加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，使攪拌機(jī)內(nèi)壁充分濕潤(rùn)，將積水清理干凈。4.4.3.2根據(jù)漿體配合比，首先將稱量好的水倒入攪拌機(jī)，之后邊攪拌邊倒入稱量好的水泥、外加劑，在攪拌35min直至均勻。4.4.3.3攪拌時(shí)間應(yīng)保證水泥漿混合均勻，注意觀察水泥漿稠度。壓漿過(guò)程中，水泥漿的攪拌應(yīng)不間斷，若中間有停頓，必須讓攪拌機(jī)和壓漿泵之間循環(huán)流動(dòng)，直到漿體泵送完畢。4.4.4壓漿4.4.4.1啟動(dòng)真空泵，當(dāng)真空度達(dá)到并維持0.1Mpa左右時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)1，啟動(dòng)壓漿泵，開(kāi)始?jí)簼{；4.4.4.2壓漿過(guò)程中注意觀察料斗中的水泥漿下降是否正常，壓力表讀數(shù)是否異常。當(dāng)一切正常時(shí)觀察到漿體經(jīng)過(guò)透明高壓管并準(zhǔn)備到達(dá)閥門(mén)3時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)3，并打開(kāi)閥門(mén)2，關(guān)閉真空泵；4.4.4.3觀察儲(chǔ)漿桶處的出漿情況，當(dāng)出漿流暢、穩(wěn)定且稠度與盛漿桶漿體基本一致時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)2。4.4.4.4馬上打開(kāi)排氣孔，啟動(dòng)壓漿泵，觀察排氣孔處的出漿情況，當(dāng)出漿流暢、穩(wěn)定且稠度與盛漿桶漿體基本一致時(shí)，關(guān)閉排氣孔，以0.4~0.6Mpa的壓力繼續(xù)壓漿2—3min,最后關(guān)掉壓漿泵，關(guān)閉閥門(mén)1；4.4.4.5拆除閥門(mén)2外的設(shè)備，并清洗，然后接到另一組孔道，按以上步驟開(kāi)始?jí)簼{另一組管道。4.4.5清洗壓漿結(jié)束后及時(shí)清洗攪拌機(jī)、高壓管、閥門(mén)等。4.5真空輔助壓漿注意事項(xiàng)4.5.1真空壓漿前必須對(duì)整體管路進(jìn)行嚴(yán)格檢查，絕對(duì)不允許有漏氣現(xiàn)象，高壓管必須能夠承受1Mpa的壓力，避免壓漿時(shí)管線破裂，連接要牢固，不得脫管。4.5.2錨頭密封后，至少24小時(shí)后方可開(kāi)始?jí)簼{。4.5.3漿體攪拌時(shí)水、水泥和外加劑的用量必須嚴(yán)格控制。4.5.4必須嚴(yán)格控制用水量，否則多加的水會(huì)全部泌出，易造成管道端部有空隙，對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿，嚴(yán)禁采用增加水的辦法來(lái)增加流動(dòng)性。4.5.5攪拌好的漿體每次應(yīng)全部卸盡，在漿體全部卸出之前，不得再投入原材料，更不得采取邊出料邊進(jìn)料的方法。4.5.6壓漿試塊的制作：采用標(biāo)準(zhǔn)試模7.07cm×7.07cm×7.07cm，制作4組試塊，養(yǎng)護(hù)7天后測(cè)其強(qiáng)度，并作記錄。4.6真空輔助壓漿安全措施4.6.1在壓漿工程中，應(yīng)采取必要的保護(hù)措施，防止水泥漿溢出污染蓋梁及墩柱的原有外觀，如有污染，必須及時(shí)擦除干凈。4.6.2施工工人應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡，防止水泥漿噴出傷人，以確保施工安全。4.6.3如果作業(yè)人員在腳手架上作業(yè)時(shí)必須使用安全帶，安全帶與蓋梁連接