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【摘要】本文主要以某一级公路上的特大桥施工为例，着重对真空辅助压浆技术原理、真空辅助压浆施工工艺流程 、真空辅助压浆技术的优点、真空压浆现场施工质量管理控制等方面进行了阐述。
【关键词】真空；压浆；公路桥梁
中图分类号：U448文献标识码： A
一、前言
经过多年桥梁科学技术的不断持续更新发展，目前在我国预应力桥梁被大量采用。对后张法预应力孔道的灌浆采用真空辅助压浆，作为一种新技术和新工艺也在不断加强和完善，并将会越来越被建设和施工等单位重视。
二、工程概况
双积一级公路第三合同段洋河特大桥，设计荷载为公路—Ⅰ级，桥梁宽度为26.5m；洪水频率特大桥为1/100，地震动峰值加速度为0.05g，桥梁抗震设防措施按6度区设防。桥梁全长1269米，上部结构为6×（6×30）+2×（3×30）的8联先简支后连续预制箱梁结构，预制箱梁共336片，均采用后张法预应力施工。
三、真空辅助压浆技术原理
后张法预应力混凝土结构中，在孔道中压浆的主要目的是防止预应力筋的腐蚀以及为预应力筋和混凝土结构之间提供的粘结，孔道压浆的密实程度是孔道压浆成功与否的关键点。传统压浆工艺为用压浆机直接将水泥浆压入预埋在混凝土结构中的管道内，由于受各种施工因素的影响，普遍存在压过的管道内浆体不密实，不飽满，从而产生离析、泌水、干硬收缩等各种质量通病，导致预应力筋在使用过程中，会不同程度的受到腐蚀和侵害，尤其是在潮湿和水中含盐量较高的沿海地区，这种现象更加严重，影响混凝土结构的耐久性和使用寿命。
真空辅助压浆技术是真空吸浆法和常规压浆法的结合，即在常规压力压浆泵设备系统的基础上进行改进，增加抽真空的真空泵设备系统。真空辅助压浆原理：在孔道的一端采用真空泵对预应力孔道中的空气进行抽真空，使之产生负压为0.06～0.1MPa的真空度，然后在孔道另一端用灌浆泵将优化后的水泥浆灌入，直至充满整个孔道，并加以不大于0.7MPa的正压力，由于孔道内空气只有少许，水泥浆不易形成气泡，同时孔道内和压浆泵有正负压力差，在很大程度上提高了预应力孔道灌浆的饱满度和密实性。真空压浆的关键就是要保证管道及锚具体系的密封性，保证管道内是边抽空、边压浆，孔道内始终保持0.08～0.1MPa的负压，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实性。
四、真空辅助压浆施工的设备和原材料
1.设备
真空辅助压浆系统主要由标准压浆设备（压浆机、高压喉管、隔离式压力表、密封球阀、水泥浆测试用具等）和抽真空设备（真空泵、负压容器、三通连接管、密封球阀、加固喉管）两大部分组成。为确保真空辅助压浆在整个孔道内填实并达到最佳效果，在进浆端和出浆端锚座上安装金属管盖帽，方便设备安装。金属管盖帽既能保证孔道的密封，又能保证孔道封锚与压浆能一次完成。
2.原材料
（1）水：拌制水泥浆的水应采用自来水或者纯净的河水，本工程采用自来水，其质量指标符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50-2011）对混凝土拌和用水的要求；并且每升水中的氯化物离子或其它任何有机物含量不超过500mg。
（2）水泥：水泥宜采用42.5级以上的硅酸盐水泥或硅酸盐袋装水泥，本工程采用42.5级的普通硅酸盐袋装水泥，其质量指标符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50-2011）对混凝土用水泥的要求。并在施工前预先做了与孔道压浆剂匹配的适应性试验。
（3）预应力孔道压浆专用外加剂：应采用后张有粘结预应力混凝土高性能压浆专用外加剂，其主要性能具有高效减水、增强的功能，基本无泌水，无毒、无辐射、不含引起钢材锈蚀的物质。掺入后能使灌浆材料在整个水化硬化的不同阶段产生适度的微膨胀（＜10%），以补偿水泥浆体的塑性收缩、干燥收缩、和自身体积收缩变形，并应具有适度缓凝和保持流动性的能力。掺用专用外加剂后拌制的浆体应达到前文所述主要技术指标。本工程选用江苏盐城某公司生产的高效减水专用孔道灌浆剂FDN-8。
（4）水泥浆配合比设计
水泥浆体由水、水泥和预应力孔道压浆专用外加剂按比例组成，其混合体应达到以下指标：
①水灰比：为0.29～0.35，一般控制在0.32左右。
②浆体的泌水率：水泥浆体在拌合3小时后，泌水率应小于2%，且泌水应在24小时内被浆体完全吸收。
③浆体温度：水泥浆搅拌及压浆时的温度应小于35℃。
④稠度：13～18秒，在45分钟内浆体的稠度变化不应大于2秒。
⑤缓凝及终凝时间：缓凝时间应不小于3小时，终凝时间应不小于17小时。
⑥膨胀率：应小于5%。
⑦密度：应不小于2.0g/cm3。
⑧抗压强度：在标准养护条件小，7天龄期的强度应不小于25MPa。
五、真空辅助压浆施工工艺流程
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，要采用砂轮机切除外露的钢绞线(注意钢绞线的外露量≤30mm)。（2）封锚：封锚混凝土的配合比必须要经过试验，以混凝土不收缩为最终目标，防止混凝土收缩出现漏水、漏气、漏浆。封锚时应预留排气孔。（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.开动真空泵抽真空
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1分钟，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。
3.混合料搅拌成浆
（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3～5分钟直至均匀。（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5～15分钟，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。
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。（4）预应力孔道灌浆顺序按施工图纸设计要求，并对称进行。
5.清洗配件
除浆体进出口阀门以外的所有外接管体及附件进行拆卸、清洗。因孔道内存有压力，浆体进出口处的球阀要在浆体初凝后拆除并清洗干净。清洗时将球阀用扳手拆开，在阀门保持关闭状态时用细长棒敲击即可退出阀门内不锈钢球，清洗后涂上黄油可重复使用。
6.养护
压浆过程及压浆后48h 内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，当气温高于35 ℃ 时，压浆应在夜间进行。
六、真空辅助压浆施工工艺的优点
1.在真空辅助下，管道中原有的空气和水被消除， 同时，混杂在水泥浆中的气泡和多余的自由水亦被消除，增强了浆体的密实度。
2.浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先流入负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实度和强度得到保证。
3.真空辅助压浆是一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间。
4.管道在真空状态下，减小了由于管道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个管道，尤其是一些异形关键部位。对于弯形、U形、竖向预应力筋更能体现真空灌浆的优越性。
5.因為在灌浆前要进行管道压力测试(真空或正压力)，这为管道密封提供了保证。
6.作为一种全面的技术， 真空辅助压浆要求施工现场具有高水平的素质，包括高水平的管理人员和操作队伍。这样， 由于这种方法本身的性质决定了它具有高水平的质量控制。采用正确的混合料设计和合适的灌浆程序，真空辅助压浆能提供一个均匀的无孔隙的净浆，并消除聚积于预应力筋附近的有害水。
七、真空辅助压浆施工质量管理控制
真空压浆技术对提高后张法箱梁的安全性和耐久性具有明显的作用，同时这种新工艺本身性质决定了它具有高水平的质量控制。笔者根据真空压浆目前的应用情况及一般的施工过程，总结了几条关键的质量控制点。
1.温度控制。水泥浆液温度保持在5℃～25℃之间时最为稳定，因此其若构件和气温达不到5℃就不能压浆，水泥浆温度最好保持在32℃以下，如果白天的气温超过35℃，则在夜间进行压浆较为适宜。
2.水泥浆体现场质量控制。质量检测和试验人员应在储浆罐取样测试泌水率、稠度等指标以控制现场水泥净浆的质量。禁止使用没有及时使用而流动性下降的水泥，通过加水以提高水泥的流动性的这种方式也不予采用。
3.真空度控制。在正式压浆之前，需试抽真空，观察压力表的读数，当压力表达到O.06～0.1MPa的读数并保持1分钟以上时，再进行压浆，否则应重新检查各处封口，再试抽真空。压浆过程中保持真空泵连续工作。
4.压浆控制。压浆当压浆泵输出的浆体稠度达到要求稠度时, 将压浆泵上的输出管连接到锚垫板上的引出管上, 开始压浆。一般情况下压强控制在0.5 MPa～0.7MPa。当孔道较长时,压力可以达到1.0MPa, 同时应经常检查孔道真空度的稳定性，压浆时速度一般控制在5m/分钟～15m/分钟之间。
5.压浆顺序要求从低位孔道向高位孔道单端进行，单根孔道真空压浆要连续，一次完成。如出现无法及时排除的故障时，应立即拆下压浆管道，用高压水冲洗孔道，待故障排除后重新压浆。相邻孔道宜尽量连续进行压浆，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗干净。
6.质量检验。压浆后应通过检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时进行补压浆处理。检查孔道压浆施工记录，记录项目应包括：压浆材料、配合比、压浆日期、搅拌时间、出机初始流动度、浆液温度、环境温度、稳压压力及时间、真空度等。检查压浆时制作的标准时间强度。
八、结束语
采用真空辅助压浆施工工艺能显著提高预应力混凝土结构的安全性和耐久性，但其对施工单位的技术和施工工艺水平要求也很高，为了确保施工质量，达到预期效果，施工前后都应该严格按照标准进行控制。加强技术和施工人员的技术水平和熟练程度，对真空辅助压浆技术都起着关键的作用。
参考文献：
[1]刘玉柱.真空辅助压浆技术在公路预应力混凝土桥梁工程中的应用.公路.2003-09-30.
[2]李化录.真空辅助压浆技术在预应力混凝土箱梁工程中的应用.甘肃科学学报.2007-09-25.
[3]柴进福.真空辅助压浆技术在预应力混凝土桥梁中的应用.交通世界(建养.机械).2008-05-08.
【关键词】真空；压浆；公路桥梁
中图分类号：U448文献标识码： A
一、前言
经过多年桥梁科学技术的不断持续更新发展，目前在我国预应力桥梁被大量采用。对后张法预应力孔道的灌浆采用真空辅助压浆，作为一种新技术和新工艺也在不断加强和完善，并将会越来越被建设和施工等单位重视。
二、工程概况
双积一级公路第三合同段洋河特大桥，设计荷载为公路—Ⅰ级，桥梁宽度为26.5m；洪水频率特大桥为1/100，地震动峰值加速度为0.05g，桥梁抗震设防措施按6度区设防。桥梁全长1269米，上部结构为6×（6×30）+2×（3×30）的8联先简支后连续预制箱梁结构，预制箱梁共336片，均采用后张法预应力施工。
三、真空辅助压浆技术原理
后张法预应力混凝土结构中，在孔道中压浆的主要目的是防止预应力筋的腐蚀以及为预应力筋和混凝土结构之间提供的粘结，孔道压浆的密实程度是孔道压浆成功与否的关键点。传统压浆工艺为用压浆机直接将水泥浆压入预埋在混凝土结构中的管道内，由于受各种施工因素的影响，普遍存在压过的管道内浆体不密实，不飽满，从而产生离析、泌水、干硬收缩等各种质量通病，导致预应力筋在使用过程中，会不同程度的受到腐蚀和侵害，尤其是在潮湿和水中含盐量较高的沿海地区，这种现象更加严重，影响混凝土结构的耐久性和使用寿命。
真空辅助压浆技术是真空吸浆法和常规压浆法的结合，即在常规压力压浆泵设备系统的基础上进行改进，增加抽真空的真空泵设备系统。真空辅助压浆原理：在孔道的一端采用真空泵对预应力孔道中的空气进行抽真空，使之产生负压为0.06～0.1MPa的真空度，然后在孔道另一端用灌浆泵将优化后的水泥浆灌入，直至充满整个孔道，并加以不大于0.7MPa的正压力，由于孔道内空气只有少许，水泥浆不易形成气泡，同时孔道内和压浆泵有正负压力差，在很大程度上提高了预应力孔道灌浆的饱满度和密实性。真空压浆的关键就是要保证管道及锚具体系的密封性，保证管道内是边抽空、边压浆，孔道内始终保持0.08～0.1MPa的负压，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实性。
四、真空辅助压浆施工的设备和原材料
1.设备
真空辅助压浆系统主要由标准压浆设备（压浆机、高压喉管、隔离式压力表、密封球阀、水泥浆测试用具等）和抽真空设备（真空泵、负压容器、三通连接管、密封球阀、加固喉管）两大部分组成。为确保真空辅助压浆在整个孔道内填实并达到最佳效果，在进浆端和出浆端锚座上安装金属管盖帽，方便设备安装。金属管盖帽既能保证孔道的密封，又能保证孔道封锚与压浆能一次完成。
2.原材料
（1）水：拌制水泥浆的水应采用自来水或者纯净的河水，本工程采用自来水，其质量指标符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50-2011）对混凝土拌和用水的要求；并且每升水中的氯化物离子或其它任何有机物含量不超过500mg。
（2）水泥：水泥宜采用42.5级以上的硅酸盐水泥或硅酸盐袋装水泥，本工程采用42.5级的普通硅酸盐袋装水泥，其质量指标符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG TF50-2011）对混凝土用水泥的要求。并在施工前预先做了与孔道压浆剂匹配的适应性试验。
（3）预应力孔道压浆专用外加剂：应采用后张有粘结预应力混凝土高性能压浆专用外加剂，其主要性能具有高效减水、增强的功能，基本无泌水，无毒、无辐射、不含引起钢材锈蚀的物质。掺入后能使灌浆材料在整个水化硬化的不同阶段产生适度的微膨胀（＜10%），以补偿水泥浆体的塑性收缩、干燥收缩、和自身体积收缩变形，并应具有适度缓凝和保持流动性的能力。掺用专用外加剂后拌制的浆体应达到前文所述主要技术指标。本工程选用江苏盐城某公司生产的高效减水专用孔道灌浆剂FDN-8。
（4）水泥浆配合比设计
水泥浆体由水、水泥和预应力孔道压浆专用外加剂按比例组成，其混合体应达到以下指标：
①水灰比：为0.29～0.35，一般控制在0.32左右。
②浆体的泌水率：水泥浆体在拌合3小时后，泌水率应小于2%，且泌水应在24小时内被浆体完全吸收。
③浆体温度：水泥浆搅拌及压浆时的温度应小于35℃。
④稠度：13～18秒，在45分钟内浆体的稠度变化不应大于2秒。
⑤缓凝及终凝时间：缓凝时间应不小于3小时，终凝时间应不小于17小时。
⑥膨胀率：应小于5%。
⑦密度：应不小于2.0g/cm3。
⑧抗压强度：在标准养护条件小，7天龄期的强度应不小于25MPa。
五、真空辅助压浆施工工艺流程
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，要采用砂轮机切除外露的钢绞线(注意钢绞线的外露量≤30mm)。（2）封锚：封锚混凝土的配合比必须要经过试验，以混凝土不收缩为最终目标，防止混凝土收缩出现漏水、漏气、漏浆。封锚时应预留排气孔。（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.开动真空泵抽真空
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1分钟，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。
3.混合料搅拌成浆
（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3～5分钟直至均匀。（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5～15分钟，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。
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。（4）预应力孔道灌浆顺序按施工图纸设计要求，并对称进行。
5.清洗配件
除浆体进出口阀门以外的所有外接管体及附件进行拆卸、清洗。因孔道内存有压力，浆体进出口处的球阀要在浆体初凝后拆除并清洗干净。清洗时将球阀用扳手拆开，在阀门保持关闭状态时用细长棒敲击即可退出阀门内不锈钢球，清洗后涂上黄油可重复使用。
6.养护
压浆过程及压浆后48h 内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，当气温高于35 ℃ 时，压浆应在夜间进行。
六、真空辅助压浆施工工艺的优点
1.在真空辅助下，管道中原有的空气和水被消除， 同时，混杂在水泥浆中的气泡和多余的自由水亦被消除，增强了浆体的密实度。
2.浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先流入负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实度和强度得到保证。
3.真空辅助压浆是一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间。
4.管道在真空状态下，减小了由于管道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个管道，尤其是一些异形关键部位。对于弯形、U形、竖向预应力筋更能体现真空灌浆的优越性。
5.因為在灌浆前要进行管道压力测试(真空或正压力)，这为管道密封提供了保证。
6.作为一种全面的技术， 真空辅助压浆要求施工现场具有高水平的素质，包括高水平的管理人员和操作队伍。这样， 由于这种方法本身的性质决定了它具有高水平的质量控制。采用正确的混合料设计和合适的灌浆程序，真空辅助压浆能提供一个均匀的无孔隙的净浆，并消除聚积于预应力筋附近的有害水。
七、真空辅助压浆施工质量管理控制
真空压浆技术对提高后张法箱梁的安全性和耐久性具有明显的作用，同时这种新工艺本身性质决定了它具有高水平的质量控制。笔者根据真空压浆目前的应用情况及一般的施工过程，总结了几条关键的质量控制点。
1.温度控制。水泥浆液温度保持在5℃～25℃之间时最为稳定，因此其若构件和气温达不到5℃就不能压浆，水泥浆温度最好保持在32℃以下，如果白天的气温超过35℃，则在夜间进行压浆较为适宜。
2.水泥浆体现场质量控制。质量检测和试验人员应在储浆罐取样测试泌水率、稠度等指标以控制现场水泥净浆的质量。禁止使用没有及时使用而流动性下降的水泥，通过加水以提高水泥的流动性的这种方式也不予采用。
3.真空度控制。在正式压浆之前，需试抽真空，观察压力表的读数，当压力表达到O.06～0.1MPa的读数并保持1分钟以上时，再进行压浆，否则应重新检查各处封口，再试抽真空。压浆过程中保持真空泵连续工作。
4.压浆控制。压浆当压浆泵输出的浆体稠度达到要求稠度时, 将压浆泵上的输出管连接到锚垫板上的引出管上, 开始压浆。一般情况下压强控制在0.5 MPa～0.7MPa。当孔道较长时,压力可以达到1.0MPa, 同时应经常检查孔道真空度的稳定性，压浆时速度一般控制在5m/分钟～15m/分钟之间。
5.压浆顺序要求从低位孔道向高位孔道单端进行，单根孔道真空压浆要连续，一次完成。如出现无法及时排除的故障时，应立即拆下压浆管道，用高压水冲洗孔道，待故障排除后重新压浆。相邻孔道宜尽量连续进行压浆，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗干净。
6.质量检验。压浆后应通过检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，应及时进行补压浆处理。检查孔道压浆施工记录，记录项目应包括：压浆材料、配合比、压浆日期、搅拌时间、出机初始流动度、浆液温度、环境温度、稳压压力及时间、真空度等。检查压浆时制作的标准时间强度。
八、结束语
采用真空辅助压浆施工工艺能显著提高预应力混凝土结构的安全性和耐久性，但其对施工单位的技术和施工工艺水平要求也很高，为了确保施工质量，达到预期效果，施工前后都应该严格按照标准进行控制。加强技术和施工人员的技术水平和熟练程度，对真空辅助压浆技术都起着关键的作用。
参考文献：
[1]刘玉柱.真空辅助压浆技术在公路预应力混凝土桥梁工程中的应用.公路.2003-09-30.
[2]李化录.真空辅助压浆技术在预应力混凝土箱梁工程中的应用.甘肃科学学报.2007-09-25.
[3]柴进福.真空辅助压浆技术在预应力混凝土桥梁中的应用.交通世界(建养.机械).2008-05-08.