桥梁工程真空压浆施工技术研究
时间：2023-01-25 08:10:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
易池生
（江西省福潞祥建设工程有限公司，江西 宜春 336000）
真空压浆技术主要是通过压力管道将混凝土灌注到指定施工区域，让混凝土与钢筋结构以及地基形成一个整体。真空压浆技术能够有效保证施工效果，其也因自身所具备的独特技术优势在桥梁工程中得到广泛应用。
在桥梁工程施工中真空压浆技术的原理是通过在孔道一端使用真空泵对预应力管道进行真空抽取，使预应力管道产生-0.08MPa 左右的真空度，之后利用压浆泵把搅拌好的材料由孔道的一端向着另外一端注入整个预应力管道，施加的压力≤0.7MPa 正压力，使其填满管道形成一个完整的预应力结构[1]。
某高速公路桥梁项目总长为974m，桥面单幅宽度为20m，两幅桥间距为1.8m，主桥结构设计为预应力混凝土连续梁结构，下部设计为薄壁空心墩形式，基础采用钻孔灌注桩。由于真空压浆施工技术的施工速度比较快、施工效果比较好，对提升工程总体效益有积极作用，所以该桥梁工程的上部连续梁以及盖梁结构预应力施工全部采用真空压浆施工技术。
3.1 施工准备
为有效预防混凝土浇筑等施工环节出现波纹管偏移的问题，需要在梁体结构内部按照50cm 的间隔距离设置固定钢筋，从而使主筋与箍筋稳定连接，形成统一的整体结构。在波纹管连接施工环节，应在接头部位设置大一号的管道，其长度宜为被连接管道内径的5～7 倍。在管道曲线部位最高处设置观察管，其高程要超出混凝土顶面20～30cm，为避免施工过程中出现堵管问题，应做好封闭处理。将锚垫板周边的杂物清理干净，同时要保证结构表面的平整度合格，对于外露超出30cm 的钢筋要及时进行切割处理，并进行预应力张拉施工前的检查工作，各项准备工作经检查符合设计要求后，再应用无收缩的水泥砂浆进行封锚施工。把压浆管、球阀、转换接头等设置到锚垫板上，并对全部阀门进行检查，然后在梁体高处、锚垫板处设置抽吸真空端与压浆端，在泥浆入口安装密封阀门结构，确保各项施工准备工作符合施工标准。
3.2 真空试抽
为了保证管道的密封性合格，在管道正式投入施工前，要进行真空试抽作业。先给真空泵通水，将全部排气阀门关闭，开启真空泵抽真空，连续作业10min 并观察压力表变化，如果读数在-0.09～-0.06MPa 范围内且连续保持1min，说明整个管道的密封效果达标。
3.3 泥浆搅拌
在该工程项目中，水泥浆搅拌设备采用有刻度的搅拌桶。经称量将各个孔道内施工需要的水泥浆倒入设备，同时加入20%～30%的添加剂，持续搅拌2～3min，再加入其他添加剂，搅拌3min 即可。搅拌完成之后，利用水泥浆稠度漏斗检查水泥浆的黏稠度参数（该项目中，水泥浆的黏稠度达到16～18s）。压浆作业环节，需保持施工连续性，在水泥浆搅拌期间要控制好水泥浆的流动性，避免出现水泥浆沉淀问题。启压浆泵后，将内部水分、气泡全部排出去，并检测水泥浆液的黏稠度，达到要求方可再次施工[2]。
3.4 泥浆灌注
按照该桥梁工程的施工需要，工程单位选用UBL3 螺杆式压浆机。正式施工前，先在压浆机内注入一定量的水，并试运转，即开启设备，进行浆液灌注施工，在压浆泵的高压胶管出口部位溢出的浆液和注浆浆液的浓度一致时，说明浆液浓度符合工程要求，此时可停止压浆施工，将高压管与锚垫板连接。关闭压浆泵接口阀门，同时启动真空泵，内部压力保持在-0.09～-0.06MPa 后，即可开启压浆阀，将水泥浆顺利送入孔道内部。随着持续注入浆液，孔道内部负压会逐步减小。在水泥浆液的高度达到透明管的部位后，应及时关闭真空泵、截止阀，再进行压浆施工。待内部浆液浓度达到相应标准，及时关闭排浆阀，并连续压浆2～3min，待压力达到0.7MPa 即可停止施工。每个孔道的压浆施工结束后，需及时拆除输浆管，并清理杂物，但不需要拆接头，可直接将接头和其他孔道连接，继续开展压浆施工。为提升压浆施工质量，应保持施工连续进行，各项操作严格按照工艺方案执行，以保证水泥浆正常循环使用。在压浆作业环节，应留存相应的试块，并进行28d 养护，之后检查其抗压强度，作为评定孔道压浆施工质量的依据。真空压浆作业结束后，将全部部件拆除、清洗，确保任何阀门、管道内部没有杂质与浆液，为后续正常施工提供基础条件。
3.5 封锚
将梁端锚具全部清理干净并经过凿毛处理后，按照设计方案，进行钢筋绑扎施工。在开展梁板安装作业之前，需要进行梁板封端预制处理，同时要检查模板固定情况与立模后梁长尺寸。接下来根据梁体结构的配合比、强度进行封端混凝土制备，从而达到密实度标准。
3.6 真空压浆施工质量控制
为提升该桥梁工程的施工质量，切实发挥出真空压浆施工技术的优势，要做好对锚头的密封性处理，通常密封24h 后即可进行压浆施工，在施工期间需要做好管道稳定性控制，避免出现管道开裂或脱节的情况。严格控制材料的配合比参数，该桥梁项目的真空压浆水泥浆指标可见表1。为了避免管道端存在空隙，预防出现注水沁出的情况，应在压浆前应用70 目筛子过筛，避免有杂物进入结构内。灰浆流动速度为30～45min/s 时开展施工，同时应确保施工不中断[3]。
表1 真空压浆所用水泥浆液性能指标
桥梁现场施工容易因人为、技术等，出现孔道压浆质量问题，常见质量问题有以下几种：
4.1 压浆不饱满
压浆不饱满主要指的是浆液无法全部填充整个管道，出现该问题的原因如下：第一，出浆口的部位设置不合理，并未布置到开孔最高点部位。第二，现场施工人员责任心比较差，观察不仔细，在没有冒出浆液时就停止压浆施工。第三，在分次压浆环节，因上一次操作不合理而导致后续施工无法有效开展，且未选择合适的应对措施。第四，未对特殊部位采取合适的应对措施，导致饱满度不合格。第五，压浆环节发生机械故障，管道、浆口发生堵塞问题，且未及时清理孔道，使得压浆施工出现中断。第六，真空负压施工不合理，塑料波纹管因受到压力而发生变形，导致结构内部填充不饱满，水泥浆的压力也会发生损失，导致结构施工效果不达标。
4.2 孔道成形质量问题
目前很多工程项目采用预埋金属波纹管的施工方式，且内部结构的密封性比较差，所以在现场施工中，因有些人员没有合理开展振捣施工，导致波纹管出现损坏问题；
或者因为固定波纹管时留下了缝隙，使水泥浆渗入管道，导致水化反应发生，出现管道堵塞的情况，最终导致压浆施工质量不合格[4]。
4.3 浆体质量问题
在压浆施工环节，由于水泥浆液的凝固时间需要在24 小时以后才能硬化，倘若压浆时没有做好压力强度的控制，就会导致硬化以后的施工表面出现空隙或孔洞，使得工程的质量受到影响。
4.4 排气孔设置不当
因预应力孔道排气孔设置不当，导致很多部位存在盲点，进而出现压浆不饱满的情况。在施工环节由于排气孔设置不科学，或排气孔的数量不够，在压浆时就会导致气体不能排除，会出现孔道堵塞情况，这种情况下，容易导致顶部存在空隙，存在残余空气、水分。
5.1 预应力孔道的选取
在桥梁预应力孔道压浆施工中，波纹管主要采用塑料波纹管与金属波纹管。预应力波纹管的作用是在混凝土中形成预留孔道，以便穿设预应力筋，同时保护该结构免受腐蚀影响，但密封性不足，容易出现沁水问题，导致压浆施工质量不达标。塑料波纹管强度高、耐腐蚀、抗氧化、韧性强，且密封性良好，能减少预应力筋的磨损，还具备防腐蚀性与绝缘性，综合性能较金属波纹管好。
5.2 水泥浆的选用
在桥梁施工中，压浆材料的选择比较重要，通常使用纯水泥材料，即普通硅酸盐水泥材料，水则选用纯净水，水灰比保持在0.4～0.45 范围内。
5.3 预应力孔道的压浆
在钢绞线张拉完成的24h 内，要及时开展压浆施工，特别是在降雨时节，空气湿度较大，为防止钢绞线锈蚀，必须及时进行压浆处理。为了保证压浆施工的均匀性，保证浆液可以顺利充满整个孔道，满足密实性标准，可以采用活塞式真空压浆泵展开施工。其间对浆体的控制极为重要，并且要严格按照设计方案和技术标准执行，对每道施工工序都要进行仔细的分析、研究，同时落实质量控制要点，结合不同工序的不同特点，加强对各个工序的管理，消除一切不利因素，提升预应力孔道压浆施工质量，确保不留下任何质量与安全隐患。预应力管道压浆施工对整个预应力构件性能有重要影响，其可以有效预防预应力筋锈蚀问题，还能防止钢材与混凝土黏结，可切实保证梁体的承载性能。因此，要想避免锚固体系承受过大的负荷，就要加强压浆施工质量管理。施工环节由于没有做好施工材料的管理控制，导致不合格的材料进入现场，加之受到施工环境的影响，很容易出现预应力钢筋锈蚀问题。要想提升压浆施工效果，必须做好以下几个方面的工作：第一，采用真空压浆施工技术；
第二，水、水泥、外加剂、设备等都要符合工程技术标准；
第三，需保证各个检查孔的畅通性合格；
第四，水灰比、沁水率、稠度需符合要求；
第五，加强对压浆压力、速度的控制；
第六，严格执行施工方案和工艺要求，遵循从低到高的顺序展开施工[5]。
5.4 波纹管定位
波纹管安装是十分重要的一个环节，对整个桥梁的安全性有重要影响，因此必须保证每一个预应力孔道的波纹管安装位置准确。在波纹管安装时，需要结合工艺标准做好波纹管定位控制，波纹管定位期间采用全站仪进行定点处理，同时严格控制偏差（偏差值要小于等于±5mm）。
5.5 提高压浆施工效果
结合上述分析，同时总结以往施工经验，可采取下述措施，提高压浆施工效果：第一，合理的压浆压力是保证压浆施工质量的关键，所以应确保浆口压力满足要求。在孔道压浆施工中，应将压浆机稳定地放置在地面，并将压浆孔道设置在较高的部位，通常来说，输浆管的压力比较大，所以要设置压力计装置，观察液体流动情况，确保压浆压力符合要求。第二，如果孔道管径较大，要反复压浆以提升压浆质量。第三，加强对压浆速度的控制，确保压浆效果合格，在施工过程中应确保浆液在管道内的流动速度合理，并进行试验检测，防止出现气泡。第四，随时观测压浆施工质量，并结合实际情况调整压浆条件，如果存在空隙，要立即进行补浆处理。
5.6 加强压浆管理
第一，预应力孔道压浆是桥梁施工中的关键工序，该环节的施工效果对整个工程质量有重要影响。在压浆施工之前，要求施工人员按照工艺流程作业，同时结合现场情况做好施工过程的控制，且将施工管理制度落实到工作中，如此才能提升施工效果。此外，施工人员在正式投入施工前，必须参与学习和培训，掌握压浆设备操作要领，明确设备的维护与保养方法，提升自身技术水平，并落实规范化、标准化施工，从而提升压浆施工质量。第二，加强现场施工的组织与安排工作，明确压浆工艺的流程与标准。在桥梁工程施工中，工作人员的素质对压浆施工的质量有至关重要的影响，所以每位工作人员都必须保持认真、负责的态度，遇到问题不能回避，及时采取有效措施加以解决，确保压浆施工质量合格。管理人员应落实对压浆施工工序的有效管理，不能因过度关注施工进度而简化施工流程，必须加强对施工质量的检查与控制，落实细节方面的管理，从而提高压浆施工质量，达到工程质量要求。
总之，真空压浆技术在桥梁工程中能够提升压浆的进度与效果。由于桥梁工程对施工的质量要求较高，在真空压浆技术操作期间，需要从材料选择、水泥浆液配比设计多方面做好控制，以提升压浆工艺效果。未来，还要加强真空压浆技术的研究，通过引进信息技术实现智能压浆作业，为桥梁工程建设奠定基础。
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