真空輔助壓漿技術在橋梁工程的應用

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真空輔助壓漿技術在橋梁工程的應用

摘要:結合國內某橋梁施工實例,簡單闡述了真空輔助壓漿技術的工作原理和技術要求,并詳細介紹了施工過程以及施工要點,包括波紋管留孔、孔道壓漿、錨頭封閉,希望對以后類似工程起借鑒作用。

關鍵詞:真空輔助壓漿技術;施工步驟;橋梁工程

0引言

一直以來,我國很多地方的橋梁建設中都普遍存在橋梁孔道內漿體比較空虛且不密實的問題,嚴重影響到橋梁的使用壽命,在經過業內人士的長期實踐與不斷改進后,制定出了真空輔助壓漿技術這一新型的建筑方法,該技術對我國的橋梁建設起到積極的推進作用。

1工程概況

本工程為某一橋梁工程施工建設項目。該橋梁上部結構為預應力混凝土先簡支后連續箱形梁,下部為預應力蓋梁,獨墩式橋墩,嵌巖樁基礎。根據規范及設計要求,在本工程中對于預應力蓋梁壓漿施工采用真空輔助壓漿技術以取代常規壓漿技術。

2真空輔助壓漿工作原理以及技術要求

2.1工作原理

為了能抽吸干凈孔道內的空氣,通過采用真空泵從預應力孔道一端實施抽吸,直至真空度達到-0.1MPa[1]。另外,通過采用壓力泵在孔道另外一端把水泥漿壓入,同時為了可以讓孔道壓漿的飽滿度能得到有效提高,壓漿泵壓力需保持在0.7MPa,而且需持續1min,這樣還可以有效防止空氣混入漿體中影響了密實度,真空輔助壓漿設備示意圖見圖1。

2.2技術要求

預留孔道以及孔道的兩端需要清理干凈,不允許有砂石、雜物等,以便確保其氣密性;在抽真空過程中為了避免孔道的管壁出現癟凹,需要選取具有一定剛度的管材,以確?;炷梁凸懿哪軌蚶卫勿そY一起。

3壓漿設備及原材料的準備

3.1壓漿設備

本工程壓漿設備主要包含:螺旋強制式壓漿泵、過濾器、高壓橡膠管及控制閥、貯漿桶、計量設備、連接頭。真空輔助設備主要分為水循環抽真空和空氣機抽真空,同時需要配置壓力瓶、壓力表、加筋透明輸漿管、控制盤和氣密蓋帽。攪拌設備則采用轉速1000轉/min以上的高速循環攪拌機[2]。在正式進行真空輔助壓漿施工前,需要調試壓漿設備,同時需要確保真空壓漿設備所有配套調試完成并合格,從而確保后續可以正常使用。

3.2施工原材料

原材料具體包括水、水泥以及預應力孔道壓漿專用外加劑及波紋管。(1)水:需要采用自來水或潔凈的河水等來拌制水泥漿,注意水中的氯離子含量不得高于0.1%;(2)水泥:需采用不低于42.5級的硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽袋裝水泥。在正式施工之前,施工人員需要進行與專用孔道壓漿外加劑的適應性試驗;(3)預應力孔道壓漿專用外加劑:摻加的外加劑減水率不得低于20%且具有高強度功能,另外,這些外加劑必須要確保無泌水、無輻射、無毒性及不含引起鋼材銹蝕的物質;(4)預應力混凝土橋梁使用的波紋管:塑料波紋管可以使用在預應力混凝土橋梁箱梁腹板和底板預應力束上,而頂板必須使用鍍鋅雙波紋金屬扁波紋管。注意不得使用無質量證明書、無生產廠標識、無抗均布荷載及抗集中荷載檢驗報告的金屬扁波紋管。施工人員必須仔細檢查現場中每一根金屬波紋管,確保其表面無油污附著物、無空洞、無不規則折皺、無咬口開裂脫扣。

3.3封錨準備

張拉完成預應力鋼絞線后,可以把外露在錨具外的鋼絞線進行切除然后封錨。本項目通過采用保護罩進行封錨處理。灌漿3h后可以拆除保護罩,清理干凈錨墊板表面,并且確保其平整。在橡膠密封表面和保護罩底面均勻涂玻璃膠,然后把橡膠密封圈裝上,把保護罩放在錨墊上,對齊安裝孔,則可以采用螺栓把兩者擰緊。值得注意的是,為了能有效確保灌漿通道順暢,必須清理干凈灌漿孔。

4施工工藝

4.1施工步驟

真空輔助壓漿工藝的施工步驟:進行水泥配合比專項試驗→波紋管留孔→準備好壓漿設備→錨頭部分鋼絞線進行切割及封錨→把控制閥門安裝到錨頭上→連接好真空泵、對孔道進行抽真空→制漿并進行壓漿。

4.2施工重點

(1)波紋管留孔。結合以往工程實踐經驗,對于曲線段波紋管定位筋間距適宜選取400~500mm,對于直線段波紋管定位筋間距則適宜選取600~800mm。但對于夏季施工期間,考慮氣溫較高會存在軟化波紋管的可能性。建議應適當加密波紋管定位筋間距。針對承壓板和波紋管之間的連接則可以選取熱縮管連接,然后采用密封纏繞,保證兩者之間密封嚴謹。對于處在中間段高處的連續波曲線形孔道,施工人員需要設置泌水孔,而埋入式固定端則需設置排氣兼泌水孔,該孔可以采用具有一定剛度透明或半透明的聚乙烯類非再生塑料管,以便于檢查孔道是否充滿。按500~1000mm的間距對金屬波紋管進行定位,設置好支架筋。為了確保波紋管線形的順暢性,施工人員需認真檢查波紋管標高及波紋管有無偏位。在對金屬波紋管進行接長時,可以采用大1號的波紋管接頭進行連接,最后再用膠帶纏繞密封。(2)孔道壓漿。孔道壓漿是重點施工環節,在進行壓漿施工前,應先進行真空泵試吸。試吸確保無問題后,則可以啟動真空泵。關閉好另一端的出漿口,把水泥漿壓注進去孔道,當水泥漿體從出漿端溢出表明孔道已注滿了水泥漿,這時可把出漿端閥口關閉,但注意的是仍需要保持壓力在0.7MPa在1min左右,然后再關閉壓漿端閥門和壓漿機,完整地完成了壓漿施工環節。在壓漿過程中,針對排漿口出現不出漿僅冒水的情況,則建議繼續加壓,直到壓力達到0.8MPa。若無改善,原因可能是孔道被堵,這就需要施工人員徹底沖洗干凈孔道,檢查沒問題后再次進行壓漿。(3)錨頭封閉。預應力孔道由于埋設在混凝土中,其密封性比較好,通常是不會漏氣的。在真空輔助壓漿過程中,錨頭封裹起到至關重要的作用,若封錨不夠密實,則容易導致孔道內的真空度不足,從而無法順利完成壓漿作業[3]。在國外,通常會采用鑄鐵保護罩進行封錨,雖然這種封錨方法比較可靠,但價格也相對很高。為了更好地降低工程成本,很多施工單位會采用塑料保護罩進行封錨,但是在抽真空時偶爾會出現保護罩凹陷情況。經過相關工作人員的研究探討,本次工程將采用水泥砂漿進行封錨。具體操作為:采用C40以上的細石混凝土或者環氧砂漿之類的材料進行封堵,在封堵過程中,混凝土的澆搗要夠密實,錨具外側的封堵厚度必須要不少于5~7cm,這樣可以有效避免壓漿抽真空過程中出現漏氣或者漏漿情況;混凝土封堵結束48h后,才能進行壓漿作業。

5結語

結合以往工程實踐經驗表明,橋梁孔道內漿體的密實質量將會決定橋梁的使用壽命。為了能有效提高橋梁真空輔助壓漿施工工藝質量,通過結合某橋梁項目,從壓漿設備和原材料準備校對提出設備及材料的質量要求,同時從波紋管留孔、孔道壓漿以及錨頭封閉環節提出施工質量控制技術要點。從本工程實施情況表明,施工質量控制技術要點能有效提高真空輔助壓漿工藝質量,可為同類工程提供參考實例。

參考文獻:

[1]王偉.預應力混凝土橋梁真空輔助壓漿工藝技術分析[J].交通世界,2017(5):84-85.

[2]周含鳳.真空輔助壓漿法的施工技術[J].黑龍江科技信息,2008(4):200.

[3]趙文謙.橋梁預應力孔道真空輔助壓漿施工技術分析[J].建設科技,2016(17):118.

作者:周偉 單位:河北北方公路工程建設集團有限公司

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