浅析预应力混凝土管道的真空压浆施工
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【摘要】本文结合笔者工程经验，介绍了后张法预应力混凝土梁板施工中的管道真空压浆，提出确保真空压浆施工效果的质量控制要点，供同行参考。
【关键词】预应力混凝土；真空压浆；施工工艺
在后张法预应力混凝土梁板的施工中，传统的管道压浆施工普遍存在浆体收缩大、管道不饱满等现象，从而使预应力筋遭受腐蚀，降低了结构的耐久性、安全性，甚至使结构受到破坏。特别是预应力管道过长的结构，压浆不密实、管道不饱满的现象尤为严重。真空压浆的施工工艺大大提高了孔道压浆的饱满度与密实性，从而有效提高了结构的耐久性和安全性。为了更好地推广应用这一技术，现将该技术在某桥梁工程的使用情况进行介绍。
1 工程概况
笔者参与施工的广州增城沙庄至花都北兴公路一期工程增城沙庄至荔城第D合同段高速公路工程，有预应力钢筋混凝土桥梁1401.5m/3座，为保证孔道压浆的密实性、预应力钢束与结构混凝土之间有效粘接、防止预应力筋腐蚀，对后张法预应力管道采用真空压浆施工，并采用高密度聚乙稀塑料波纹管。
2 真空压浆的基本原理
在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使孔道的真空度达到负压0.08～0.1Mpa，然后用灌浆泵将高标号水泥浆从孔道的另一端灌入，直至充满整条孔道，并加以不超过0.7MPa的正压力。由于孔道内空气极少，浆体中很难形成气泡；且由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差，可大大提高孔道内浆体的饱满度和密实度，从而提高后张法预应力混凝土结构的安全度和耐久性。真空压浆的关键是使管道内形成一定的负压，从而保证管道及锚固系统中包裹的水泥浆体的密实性。
3 真空压浆施工工艺
3.1 真空压浆设备：本工程真空压浆设备采用SK-1.5型水环式真空泵（配套压力表和控制盘），QSL-20型空气滤清器及配件，螺杆式灌浆泵（这是一种高效灌浆设备，属全封闭式螺杆泵，由定子和转子构成的密封线，将吸入腔和压力腔隔开，具有吸入性能好，泵压稳，扰动小，泵量调节性能好，效率高且效区宽，大大优于活塞式灌浆机，更有利于灌浆密实。）此外还有适用于塑料波纹管的塑料焊接机，灰浆搅拌机，储浆灌，台秤（500kg），高强压浆管等。
3.2 工艺流程
3.2.1 准备工作
（1）预应力张拉完成后，切除外露的钢绞线，外露量控制在20～30mm，并进行封锚；
（2）清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道畅通；
（3）压浆材料准备，确认浆体配合比，检查各种设备规格型号以及数量是否符合要求；
（4）安装连接各部件，在进浆口安装阀门、高压管和压浆泵，在出浆口安装连接真空泵，沿压浆管道每30m及管道峰顶处安装排气观察孔道至梁体表面外露15cm。
（5）试抽真空：将压浆阀、排气阀全部关闭，抽真空阀打开，启动真空泵抽真空。观察真空压力表的读数，即管内的真空度，当真空压力表的读数达到-0.08～-0.1Mpa，孔道内的真空度保持稳定时，停泵1分钟，若压力保持不变，即可认为孔道能达到并维持真空。
3.2.2 拌浆
拌浆前先加水空转数分钟，使搅拌机内壁充分湿润，将积水倒净；将事先计量好的水倒入搅拌机内，然后将水泥以每包为单位加入搅拌机内，同时加入20～30%的真空压浆添加剂，启动搅拌机搅拌2～3min，然后缓慢将剩余添加剂加完，再搅拌约3min。对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用加水的办法增加流动性。搅拌的水泥浆水灰比、流动度和泌水性应能达到技术要求的指标。
3.2.3 压浆
（1）将浆体加到压浆泵中，在压浆泵的高压橡胶管出口处打出浆体，待这些浆体浓度和压浆泵中的浓度一致时，便可关掉压浆泵，然后将高压橡胶管接到孔道的压浆管上，并扎牢；
（2）关掉压浆阀，启动真空泵。当真空度达到并维持在-0.08MPa左右时，启动压浆泵，打开压浆阀，开始压浆。当浆体经过空气滤清器时，关掉真空泵及抽气阀，打开排气阀；
（3）估计压进管道的浆体数量，然后顺压浆方向逐一打开埋设于波纹管处的各个观察排气孔，直至终点处的排气管，检查出浆情况，当出浆流畅、稳定且稠度与灌入之前浆体的稠度基本一致时，即可关掉各观察孔直至排气阀，在终点出浆口排浆达到要求后，仍需压浆2min左右，使管道内保持一定的压力，然后关掉压浆阀。
3.2.4 清洗
每根管道压浆完毕后，将真空泵的出水管折叠，让水从高强透明胶管反流而出，冲净滤清器及透明胶管。每根管道的进浆阀及排气阀在压浆后约1小时后方可拆除，并将压浆口封堵好。当天压浆完成后，将所有沾有水泥浆的机具及构件冲洗干净。
4 质量控制要点
4.1 管道的选择:真空压浆工艺的管道，采用高密度聚乙稀塑料波纹管，与金属波纹管相比具有以下优点：更好的密封性和耐腐蚀性；更好的弯曲性，能满足小半径的弯曲及U形束、圆形束的布筋要求；强度高，不怕踩压，施工中不易被振捣棒弄破，有效地避免管道漏浆的可能性；摩擦阻力小，减少张拉过程中的预应力摩擦损失并提高了预应力筋的耐疲劳能力；连接方便，牢固可靠，接口平滑，利于钢绞线穿束。
4.2 密封检验:在施工实践中，判断管路气密性好坏的方法：若整个管路不能承受1Mpa的正压力和0.1Mpa的负压力，则说明该管路的气密性不好，必须及时检查更正，合格后方能进入下一道工序。
4.3 严格控制好水泥浆的质量:压浆是确保预应力粘结的关键，水泥浆的配制相当关键，从以下几方面控制：⑴改善硬化水泥浆的性质，降低水灰比，减少空隙、泌水，消除离析现象；⑵降低硬化水泥浆的空隙率；⑶减少和补偿水泥浆在硬化过程中的收缩变形，防止裂缝的产生。
4.4 在波纹管道各个峰顶处设置必要的排气孔。在持压过程中，沿压浆方向顺序逐一打开排气管，将残余的空气及从水泥浆中泌出的水分排出，从而确保管道内浆体饱满，并可观察浆体的质量状况。
4.5 压浆完成后，压浆阀及排气阀必须待水泥浆基本失去流动性后才能拆除（一般在压浆后约1小时），拆除后，开口用木塞塞紧。
5 结语
本工程桥梁的预应力混凝土梁板采用了真空压浆施工工艺，其优点是：压浆体的水灰比降低至0.3～0.35，减少了普通压浆技术引起的气泡，另外能够减少残留在管道中的水珠，增强了浆体的密实度，减少预应力筋受侵蚀；浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下先流入负压容器，待稠浆流出后，管道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实度和强度得到充分保证，减少工程隐患；管道在真空状态下，减少了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，使浆体能够充盈整个孔道，尤其是一些诸如弯型、U型等异型关键部位，更能体现真空压浆的优越性。另外，本工程采用高密度聚乙稀塑料波纹管，与普通金属波纹管相比，具有更强的耐腐蚀性能，大大改善了预应力构件的防腐性。因此，真空压浆技术的运用能确保后张法预应力体系的安全，本工程的施工质量控制具有参考作用。
参考文献：
[1]刘山洪《简明预应力混凝土桥梁施工手册》人民交通出版社2006.11
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