高速公路后张法预制箱梁孔道压浆施工技术探究

蒙印涟

（广西路建工程集团有限公司，广西 南宁 530001）

0 引言

随着道路工程施工技术水平的不断提升，预应力施工技术在路桥工程建设中得到较为广泛的应用。预应力施工属于隐蔽工程类，隐蔽工程的施工质量控制是施工工程建设过程中的重点环节之一，尤其是预应力孔道饱满度将直接影响结构使用性能。后张法预应力的应用原理是在预应力施工工序完成后，利用压力设备将浆液注入施工前预留的孔道之中，进而达成以下目的：第一，预防钢绞线因外部因素发生锈蚀。第二，规避钢绞线在动荷载作用下产生弦振现象而加快松弛速度。第三，当浆液形成一定的强度和密实度后，浆液对钢绞线的高度握裹和固定，能够减少运营后重复荷载对锚固端钢绞线、夹片和锚具的疲劳破坏，有利于提升预应力结构在运营期的安全性和耐久性。因此，孔道压浆技术研究具有重要的现实意义。

1 孔道压浆材料研究

我国早期预应力孔道压浆施工过程中所用的材料为水泥浆，技术人员在调配水泥浆的过程中通常将水灰比控制在0.40～0.45，随后掺入适量的减水剂，依据实际施工需求，材料中的水灰比可以降低至0.35[1]。受前期技术不成熟的影响，水泥浆材料在实际应用过程中需要面对外加剂兼容性、水泥和减水剂适应性等问题，这就使得应用该材料开展孔道压浆作业后，极易出现以下3个问题：①浆体稳定性、流动性相对较差，并且流动损失较快，体积稳定性难以满足实际应用需求。②浆液泌水率相对较大，砂浆分层离析情况较为显著，水泥浆中存在微沫，浆液凝结时间难以满足施工要求，实际进行作业过程中出现堵管现象的概率较大且孔道空洞较多。③浆液凝固后气泡、微孔隙相对较多，具体表现在密实度不足及浆体粉状等情况，此类情况出现不仅会导致施工安全性受到影响，路桥工程结构耐久性、安全性也会被严重削弱。

在当前施工技术不断进步的背景下，预制箱梁孔道压浆作业材料也取得较大突破，当前施工所用材料为性能参数优良的改性压浆料。该材料以质量优良的水泥基材料及高性能外加剂为主要原料，通过科学、合理的配置比率组合而成，材料不含有氯盐、铝粉等杂质，因此对钢筋的腐蚀性为零。技术人员在经过充分试验研究后得出，依照0.28以下的水灰比进行浆液调配，可以确保其具备较好的流动性及稳定性，同时在理论水灰比条件下，其体积较为稳定，微膨胀，并且凝结时间可以根据实际需求进行控制[2]。在压浆作业完成后，其孔道工作性相对较好，充盈度可以满足实际应用需求，并且浆液轻度增长速度较快、强度较高[3]。改性压浆料具体技术参数见表1。

表1 改性压浆料技术参数

2 压浆及质量控制要点

2.1 孔道及施工准备要点

考虑到孔道施工过程中存在一定数量的水泥浆、水泥块等杂物残留，因此为确保压浆作业的质量，技术人员需要利用高压水泵对孔道进行冲洗，随后利用压缩空气将孔道内的水及残留物进行吹除。

在完成预应力束的张拉作业后，锚具的外部预留预应力钢丝绳的长度约50 mm。此外，为了保证压浆压力达到施工需要，在实际操作时，所使用的泌水槽应始终保持封闭状态，具体的工作中，施工方应使用高强灌浆料、高强聚合物浆料等对锚具进行封堵，并将锚具与锚垫板、夹片等接触面和裸露的钢绞线进行封堵，尽量减少漏气和渗漏，并在一定的压力下进行孔道压浆[4]。

2.2 大循环压浆作业要点

随着智能化技术被广泛应用于各领域之中，孔道压浆作业设备智能化水平也不断提升，大循环智能压浆系统在工程施工领域得到广泛应用。该系统主要由制浆系统、压浆系统及微电脑控制系统3个部分构成。

大循环压浆可以实现2～3道孔道压浆作业的同步开展，该技术在实际应用过程中可以确保管道内浆液长时间流动，进而推动孔道内的空气排出，最大限度地降低气室出现概率。

大循环压浆作业主要包含以下几个流程：第一，浆液搅拌。实际作业过程中需要一次性将浆液搅拌所需的用水加入指定设备中，并对压浆料质量进行测量，随后打开电源开展搅拌作业。在此过程中，需要匀速地将压浆料逐次投入搅拌锅之中，待压浆料全部加入后继续搅拌180 s。第二，连接灌浆管。技术人员需要确保进浆管、孔道及回浆管紧密连接，并确保其不存在漏浆现象。此时，进浆口阀门应始终保持在全开状态下。第三，压浆操作。在完成上述流程后，即可通过进浆管将浆液压入至孔道之中[5]。在此环节应注意将压力表显示数值控制在（0.6±0.11）MPa范围内。在3根以上孔道同时进行压浆作业时，考虑到浆液流动长度提升会导致压力损失，因此应将压力控制在（0.9±0.11）MPa范围内。在管道浆液充盈后，浆液会流入回浆管道之中，并进入储浆桶等待循环。随着压浆作业进程逐渐推进，出浆口部分浆液稠度也会随之提升，此时，技术人员应注意关闭回浆阀门，并确保进浆口部分持续进行给浆，以大于0.5 MPa压力的标准持续进行5 min以上的稳压作业。在稳压作业完成10 min后，拔除连接进浆口、回浆口的钢管及阀门。如果在温度较低的环境下开展压浆作业，技术人员应注意采用覆盖、加温等多种手段确保孔道及孔道内部温度在5 ℃以上。

2.3 压浆质量检测要点

在压浆质量检测过程中，技术人员需要针对实际作业的3个环节进行检查：第一个环节是检验浆料配合比，具体检验指标参照表1中的参数。第二个环节为压浆期，技术人员要对浆料的工作性能进行控制，如水灰比、稠度、流动度、泌水量等。为评估压浆效果，必须在压浆时选择4 cm×4 cm×16 cm的浆料，在（20±2）℃下进行28 d的养护，并进行抗压、抗弯试验。第三个环节是在压浆期结束后，采用相应的方法来检查预应力管线的压浆性。利用自行研制的预应力孔道压力状态定量检测仪及注水技术，对水泥固化后的管内空穴和致密程度进行定量检测。孔道压浆孔计量装置包括量筒、水阀、软管和出口刻度。在进行检查之前，技术人员首先要在井道上凿出压浆口以备检查。在注水之前，先将仪表配给的水阀关掉，然后将水倒入仪器上方的量筒中，记录数值，再将出水口的玻璃管插入锚垫板的压浆孔，开启水阀，在孔道灌满水后，关闭仪表中间的阀门，观测水量消耗情况，同时可以通过以下公式得出相应结果。

其中，L表示孔洞长度，M表示消耗水量，D及d分别表示孔内直径及钢绞线公称直径，n表示孔道内钢绞线根数。

3 高速公路后张法预制箱梁孔道压浆施工

3.1 造孔作业流程要点

现阶段，预制箱梁孔道施工作业过程中主要采用橡胶抽拔管成孔的方式，流程要点主要涵盖以下3个方面。

第一，在钢筋绑扎作业过程中，施工人员可依据梁体通常方向开展定位网片绑扎作业，并在此基础上实现固定抽拔棒目的。此方式可确保两端同时进行抽拔作业，应注意将棒长控制在20 m左右，孔道中部位置棒体应采取对接处理，具体工作中利用镀锌铁皮对其接头部分进行包裹绑扎，在混凝土灌注作业完成且初凝后，利用卷扬机将棒从孔道内部拔出[6]。

第二，在混凝土浇筑后，应防止橡胶管的拉拔造成孔的变形，在手摸无凹痕时，才可以把胶管抽出。拔管时应遵循先上后下的原则，一次最多不能超过2个胶管。拔掉橡皮管后，应对管子进行彻底清洗，把粘在管子上的残余物质清除掉，检查管子是否有损坏，如果损坏严重，就需要更换新管[7]。

第三，在胶管抽拔作业过程中，施工单位应注意以下3个方面：①在利用卷扬机对胶管进行抽拔作业过程中，应注意利用软物包住捆绑处，并利用粗绳对其进行连接处理，最大限度地避免胶管出现损坏。②考虑到胶管具备弹性特征，为避免出现回弹伤人的情况，进行抽拔作业时应注意将人员撤至安全范围内。③拔出的胶管应注意严格依照相关要求进行存放，同时应对孔道进行全面检查，确保无堵塞或塌孔的情况。

3.2 浆液灌注作业流程要点

在预制箱梁孔道压浆作业过程中，浆液灌注流程主要有以下5个要点。

第一，将已完成制备的压浆液注入储浆罐，并将其引入灌浆泵之中，随后开启压浆泵进行孔道压浆作业。在浆体被压出后，技术人员应注意对可待浆液及泵中浆液浓度进行对比检测，当二者达成一致后将灌浆泵关闭，随后利用橡胶管连接孔道灌浆管，绑扎牢固。

第二，关闭灌浆阀门后，将真空泵打开，在检测到真空值达到并维持在0.8～1.0 MPa，然后重新开启灌浆阀门，并开始向孔道内进行灌浆作业。真空泵在整个孔道压浆作业过程中应注意保持开启状态，直至塑料管中出现浆液后方可关闭。随后水泥浆会沿排气阀自动排出，在浆液黏度与灌入浆体基本保持一致后，即可关闭抽真空端阀门。

第三，在进行压浆作业时，应确保灌浆泵的压力始终控制在0.7 MPa，在持续加压时间达到2 min后完成排气和泌水作业，确保孔道内浆液处于密实饱满的状态，此时浆液灌注流程完毕，关闭阀门即可[8]。为切实保障孔道压浆作业有序开展，施工单位应注意灌浆管强度及耐用性达到相应标准，抗压性能控制在1.5 MPa以上，避免带压灌注浆液时出现管体破裂情况。同时，施工单位应注意将接头部分绑扎牢固，避免压浆过程中出现脱管。

第四，孔道压浆施工中，要严格控制水泥浆液的配合比，这是确保压浆质量的关键。浆液的误差应控制在限值以内。必须在水泥浆液保持良好流动性的前提下完成孔道压浆，为避免浆液的流动性下降，要持续不断地高速搅拌。孔道压浆完毕后，应将外接管路全部拆除，并用清水对真空泵的滤清器、管路阀门进行清洗，避免堵塞。

第五，在保证水泥浆料水灰比小于0.28的情况下，可以采用不加压力注浆的方式进行注浆。如果不能保证水灰量较小，则仍需采用压力压浆法，但应注意以下几点：①在压浆的回浆口有浓浆的情况下，应缓慢关闭回浆控制阀，使管道压力逐渐增加到0.5 MPa，进入稳定阶段。②在稳定阶段，锚杆在进出浆口的钢绞线末端会发生以下4种变化，钢绞线的空隙出现气泡、大量黏稠的浆液变得稀薄且数量减少、清水慢慢减少、清水不再流出。③在锚头区钢绳末端的清水排出量显著减少时，标志着稳压环节完成，应将入口阀门关闭。④在封闭进浆口阀门后，不要马上拔掉进、出浆钢管及阀门，防止浆料突然从泥浆中冲出，导致孔道内缺浆。⑤在浆液开始凝固并能够承受一定的压力后，再卸下进、出浆口的连接钢管。⑥拆下连接管时，要缓慢地开启进浆入口的减压阀门，并用肉眼观测泥浆压力的变化。如果阀门有自动泄压功能，则在卸载完毕后，将其拆除。⑦卸下进口和出口的连接钢管时，要注意清理管内的胶浆，以便再利用。

4 结语

在新时代背景下，路桥工程施工技术水平快速提升，预制箱梁孔道压浆施工已经得到较为广泛的认可与应用。考虑到其工序流程较为复杂，一旦某一环节出现偏差，极易导致整体工程出现质量问题，因此施工技术人员在工作中应注意积极加强对相关问题的研究力度，并加强对施工各流程的把控力度，为提升预制箱梁施工质量提供有力保障。