浅析真空辅助压浆技术在铁阜高速施工中的应用

王海涛　宋彦光

摘要：真空辅助压浆技术是目前在国内外后张预应力砼结构施工中推广的一项新技术。

关键词：真空辅助压浆技术高速施工

0引言

随着我国预应力桥梁的大量使用，这项施工技术也逐渐被应用于后张法预应力连续箱梁的施工中，在铁阜高速公路建设中，路基十标的几座现浇连续箱梁就采用这种施工工艺，下面从以下几个方面浅析这种技术及其在后张法预应力箱梁施工中的应用。

1真空辅助压浆施工技术的原理

真空压浆技术的基本原理为：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％以上，使之产生－0.06至0.1Mpa的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，并加以≥0.7Mpa的正压力，这样水泥浆就被压入预应力孔道中。

2真空辅助压浆施工技术在实际施工中的应用

了解了真空压浆技术这项施工技术后，我们主要以铁阜十标段东关公公分离式立交桥为例简要介绍一下真空辅助压浆施工技术在实际施工中的应用：

2.1东关公公分离式立交桥工程简介：东关公公分离式立交桥位于东关屯附近，与拟建的铁阜高速公路交角约50.3度，他采用了2孔30米跨越，全桥孔布置为22+2*30+22米，该桥中心桩号为K0+180，桥长110.0米。其上部结构为等截面预应力混凝土箱型连续梁：为单箱两室预应力直腹板箱梁，箱梁中心梁高1.5米，梁顶板宽11.6米，底板宽7.5米，预应力管道采用预埋塑料波纹管成孔。我们桥设纵向、横向两种预应力。纵向中φ15.2孔道单根长103.5m－104.1m。横向单根长度为4.89－6.19m。

2.2在实际施工中按真空压浆技术要求对浆体的进行配合比设计。

2.2.1对浆体的要求：①和易性好(泌水性小、流动性好)。②硬化后孔隙率低，渗透性小。③具有一定的膨胀性，确保孔道填充密实。④较高的抗压强度。⑤有效的粘结强度。⑥耐久性。

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，掺加少量的添加剂。我们掺入的是8％UEA膨胀剂、1％JEL-5高效减水剂。其作用是：①改善水泥浆的性质，降低水灰比，减少孔隙、泌水，消除离析现象。②降低硬化水泥浆的孔隙率，堵塞渗水通道。⑨减少和补偿水泥浆在凝结硬化过程的收缩和变形，防止裂缝的产生。

东关公公分离式立交桥孔道压浆的水泥浆设计标号为40Mpa，采用吉林亚泰P.Ⅱ52.5普通硅酸盐水泥，外加剂采用北京奥通膨胀剂UEA，高效减水剂JEL－5。水为饮用水。我们采用真空压浆施工工艺水泥浆的试验室配合比报告为：

2.2.2配合比的试拌及各项技术指标①流动度要求：搅拌后的流动度为小于50S。②水灰比：0.3～0.4，为满足可灌性要求，一般选用水泥浆的水灰比最好在0.3～0.38之间。③泌水性：水泥浆最大泌水率不超过3％，拌和后3小时泌水率须控制在2％；拌和后24h水泥浆的泌水应能被吸收。④初凝时间：6h⑤体积变化率：0～2％⑥强度：7天龄期强度大干40Mpa⑦浆液温度：5℃≤T浆液≤25℃，否则浆体容易发生离析。

2.2.3孔道技术指标要求①孔道及两端必须密封。②抽真空时真空度(负压)控制在－0.08～－0.1MPa之间。

2.3真空压浆的施工工艺工艺流程为：准备工作——开动真空泵抽真空——混合料搅拌成浆——压浆——清洗配件

2.3.1准备工作①检查压浆设备，确认其工作性能完好。②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，进行封锚)。③在压浆施工前将锚垫板表面清理干净，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。④清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅。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按设备原理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。

2.3.2试抽真空压浆前关闭所有排气阀门，启动真空泵十分钟，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.08～0.1MPa。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。

2.3.3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，否则要不停地搅拌。

2.3.4压浆①启动真空泵，当真空度达到并维持在负压0.08MPa左右时，启动压浆泵，开始压浆；一条波纹管的压浆必须连续进行，储浆罐储浆体积必须大于所要灌注的一条预应力孔道体积。②灌浆过程中，真空泵要保持连续工作。③灌浆泵继续工作，当透明胶管有水泥浆流出时，关闭真空阀，打开排浆阀继续压浆。压浆至浆体连续喷出且稠度与压入相当时，关闭压浆阀至压力达到0.7MPa左右，持续2分钟关闭排浆阀：持压过程中应从低至高逐一打开埋设于波纹管各峰项排气管，排出残余空气及泌水，保证浆体饱满。待浆体失去流动后才可拆除压浆阀及排气阀。④拆卸外接管路、附件、清洗各种元件。⑤完成当日灌浆后，必须将所有水泥浆的设备清洗干净。

2.4施工中注意的事项①在压浆前若发现管道内残留有水份或脏物的话，则须考虑使用空压机先行将残留在管道中的水份或脏物排除，确保真空辅助压浆工作能够顺利进行。②整个连通管路的气密性必须认真检查，合格后方能进入下一道工序；输浆管应选用高强橡胶管，抗压能力≥1.5MPa，在压灌时不易破裂，连接要牢固，不得脱管。③浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量都必须严格控制。④必须严格控制用水量，对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加其流动性。⑤向搅拌机送入任何一种外加剂，均需在浆体搅拌一定时间后送入。⑥在中途换管道时间内，继续启动灌浆泵及搅拌机，让浆体循环流动和搅拌。⑦灌浆孔数和位置必须作好记录，以防漏灌。

2.5真空压浆技术的优缺点：

2.5.1优点：①孔道内只有极少的空气，所以很难形成气泡。②同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。⑨水泥浆减小了水灰比，添加了专用的添加剂，这样大大提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩，从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性，从而提高硬化浆体的强度。所以说真空压浆施工工艺能够克服传统压浆技术存在气泡、易发生冻胀、水泥浆离析、容易产生空隙等缺点，大大提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性。

2.5.2缺点：①真空压浆的施工设备须增加一台真空泵及其刚属配件。②在技术上要求孔道密封，孔道成型要求采用塑料波纹管，其价格比较高，增加了资金投入。③真空压浆施工在对长度短、孔道直径小(如箱梁横向、竖向孔道)的预应力孔道浆时反而比普通压力压浆耗时。

3结束语

铁阜高速路基十合同段内东关公公等桥采用真空压浆施工工艺后，在孔道压浆的施工质量控制上是比较理想的，经过检查验收后没有发现预应力孔道出现管道堵塞、压浆不饱满的情况，从而很好的保证了施工质量。