真空辅助压浆施工技术分析

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摘要：本文介绍了真空辅助压浆技术的基本原理、压浆设备和参数、工艺流程以及注意事项，阐述了真空辅助压浆在桥梁工程中的应用。

关键词：真空辅助压浆；工艺原理；施工

在公路桥梁建设中，后张预应力压浆不密实的问题在2001年已被交通部列为公路桥梁建设的十大顽疾之一。由于真空辅助压浆能够较好的解决孔道压浆的密实性问题，因此该工艺也引起了广大桥梁工作者的极大兴趣并在桥梁施工中被逐渐推广。

1真空压浆工艺机理

真空压浆技术是预应力混凝土结构在进行预应力张拉施工后，通过真空泵对孔道施加真空负压力作用，使张拉管道内具有足够的真空度（负压力），减少孔道内的空气阻力，提高水泥浆液的流动性，杜绝气泡的残留，进而使水泥浆液充分充满孔道的一项工艺。

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，然后在孔道的另一端再用压浆机以大于0.7Mpa的正压力将水泥浆压入预应力孔道。由于孔道内只有极少的空气，很难形成气泡；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。在水泥浆中，减小了水灰比，添加了专用的添加剂，提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩。孔道在真空状态下，减少了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个孔道，尤其对于一些异形关键部份，更是如此。

2真空辅助压浆施工

2.1压浆设备

除了传统的压浆施工设备外，真空辅助压浆还需要以下设备：（1）真空泵、压力表和控制盘。真空泵能提供不小于90％真空度的抽真空能力。在真空泵前应配备空气滤清器，防止抽出的浆体直接进入真空泵而造成真空泵的损坏。（2）压力瓶，可作为防护屏障防止稀浆混合料进入真空泵而损坏真空泵。（3）干净的加筋泌水管，能够承受较大的负压。（4）气密阀及气密锚帽。压浆泵可连续操作，对于纵向预应力管道，能以0.7Mpa的恒压作业；对于竖向预应力管道，能以0.4Mpa的恒压作业。压浆泵应是活塞式的或排液式的，泵及其吸入循环是完全密封的，以避免气泡进入水泥浆内，且装有一个喷嘴，该喷嘴关闭时，导管中无压力损失。压力表在第一次使用前及此后监理工程师认为需要时应加以校正。

2.2水泥浆体的配制原则

水泥浆体的性质和质量将影响注浆的质量，与普通注浆用水泥浆体相比，真空注浆浆体应本着如下原则进行配制：（1）降低水灰比，减少泌水，消除离析现象。（2）降低硬化灰浆的孔隙率，降低或消除了孔隙渗水现象。（3）尽可能减小和补偿灰浆凝结硬化过程中的收缩变形，防止裂缝产生。（4）水泥浆应现配现用。

2.3压浆参数

水泥浆的设计是真空辅助压浆的关键，合适的水泥浆必须满足：和易性好，硬化后孔隙率低，渗水性小，有一定的膨胀性，确保孔道饱满、密实，抗压强度高，有效的粘结强度和耐久性。一般情况下，水泥浆的技术条件应符合下列规定： （1）浆体水灰比为0.30～0.35。一般宜控制在0.33。（2）浆体泌水率最大不得超过3％，拌和3小时后，其泌水率小于2％，泌水在24h内重新被浆体吸收。（3）浆体流动度控制在14～18s，拌制30分钟后控制在50s内。（4）通过试验，浆体内可掺入适量膨胀剂，但其膨胀率小于5‰。（5）初凝时间不小于3h。（6）浆体搅拌及压浆时浆体温度小于32℃。

2.4压浆工艺流程

（1）在水泥浆出口及入口处接上密封阀门，将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵连接在压浆端上，以串联的方式将负压容器、三向阀门和锚具盖帽连接起来，其中锚具盖帽和阀门之间用一段透明的喉管连接。（2）在压浆前关闭所有排气阀门（连接至真空泵的除外）并启动真空泵十分钟，显示出真空负压力的生产，应能达到负压力0.1Mpa。如未能满足此数据则表示波纹管未能完全封闭，需在继续压浆前进行检查及更正工作。（3）在保持真空泵运作的同时，开始往压浆端的水泥浆入口压浆，注意在压浆过程中真空压力将会下降（约0.03 Mpa）。从透明的喉管中观察水泥浆是否已填满波纹管，直至水泥浆达到安装在负压容器上方的三相阀门。（4）操作阀门以隔离真空泵及水泥浆，将水泥浆导向废浆桶的方向，继续压浆直至所溢出的水泥浆为浓浆。（5）关闭真空泵和设在压浆泵出浆处的阀门。（6）将设在压浆盖帽排气孔上的小盖打开，打开压浆泵出浆处的阀门直至所溢出的水泥浆形状均匀。在压浆盖帽的排气管上安装小盖，并保持压力在0.4 Mpa下继续压浆半分钟。（7）关闭设在压浆泵出浆处的阀门，关闭压浆泵。

2.5 压浆要求及注意事项

（1）同一孔道压浆应一次完成，不得中途停压，因故中途停压不能连续一次压满时，应立即用压力水冲干净，研究处理后再压浆。（2）互相串通的孔道应同时压浆。（3）制作试件的水泥浆应由出浆口提取。（4）水泥浆在拌浆机中的温度不宜超过25℃，夏季施工采取降温措施（降水温及掺减水剂等）。同时尽量安排在早晚压浆。

（5）当环境温度低于5℃时，一般不宜压浆，若仍需进行压浆时应采取下列措施： ① 构件应进行预温，预温时间为3小时，预温温度应控制在15～20℃。② 预温停汽后，静置2小时，待构件管道温度略降至10～15℃时再进行压浆。 ③ 水泥浆搅拌前应提高水温，使灰浆温度控制在10～15℃。④ 压浆完毕后管道水泥浆需继续用蒸汽养护，养护温度控制在15～20℃，一直养护至35MPa。

3技术控制要点

3.1加强梁体混凝土的质量管理，保证混凝土振捣密实，尤其在梁端锚头部位，更要加强振捣，不许漏振，以便形成良好的封闭孔道。

3.2在金属波纹管孔道接口处用密封带处理，并增设卡环固定处理好。

3.3针对试验中出现的锚头，局部密封不良的问题，现场进行了多种预防漏气方案的试验，最后采用掺有107胶水泥砂浆密封锚头，效果较好。

3.4通过试验工程提出的有效措施，对锚垫板不密闭部位采用玻璃胶进行封堵等措施。彻底解决了真空压浆工艺中密封性能高要求的难题，金属波纹管达到甚至超过了塑料波纹管的使用效果。

另外，在配制水泥浆过程中，科研组也进行了多组试验，比如：水灰比越小，强度越高。试验表明，用525普通硅酸盐水泥，7d强度值较高，大大超过设计要求，用425（R）普通硅酸盐水泥，7d强度值在55Mpa左右，最后，经过反复技术论证，选用425（R）普通硅酸盐水泥，做到经济节约。

4效果评价分析

通过真空注浆工艺使预应力孔道注浆更加密实，避免和阻止了水分渗透，保护预应力筋不被锈蚀，使预应力筋与水泥浆有效粘结一起，使整个混凝土结构溶为一体。试验当中，科研组在试验梁注浆完毕后，7d钻开孔道不同部位，均发现注浆饱满，密实致密，强度达到要求，注浆质量优良。采用金属波纹管替代塑料波纹管经济节省，与此同时，金属波纹管对促进梁体混凝土质量，发挥预应力筋作用，具有明显的作用，可大大提高工程质量延长桥梁使用寿命，具有不可低估的社会效益。

5结束语

真空注浆工艺弥补了普通压力注浆的缺点，进一步改善了构件的防腐，抗渗等各项性能，提高了整体工程质量。用金属波纹管替代塑料波纹管用于真空注浆，经济节约，施工更加便利，质量稳定、可靠，得到了行业专家的高度肯定和大力支持，在桥梁建设中具有较高的推广价值。

参考文献：

[1] 张晓青，刘文斌.真空辅助压浆的研究与应用.市政技术，2006（1）.

[2] 孙立军.真空辅助压浆工艺在南京三桥的应用.中国港湾建设，2005（5）.