真空灌浆施工方法.docx

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真空灌浆施工方法

第一章真空灌浆施工方法

1概述

1.1简介真空灌浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，其基本原理是：

在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生-0.lMPa左右的真空度，然后用灌浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端灌入，直至充满整条孔道，并加以≤0.7MPa的正压力，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。

采用真空灌浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。

重庆融侨大道桥箱梁预应力钢束使用HDPE塑料波纹管与真空辅助灌浆的新工艺。

最长束5跨通长174.36m，其余也多数为90m以上的通长束，如采用传统的金属波纹管为成孔管道材料的压浆技术存在着成孔材料摩阻力大、成孔材料不易施工、在施工过程中易漏浆、压浆不密实等众多弊端，易造成张拉延伸量难以满足要求.真空辅助灌浆利用真空泵先行清除孔道中的空气，使孔道内达致负压状态，然后再用压浆机以正压力将水泥注入预应力孔道，由此排除了孔道中的气泡，提高了孔道内压浆的饱满度，使孔道质量和灌浆质量都上一个新台阶.

1.2HDPE塑料波纹管的优点采用塑料波纹管具有以下优点：

①提高预应力筋的防腐保护，可防止氯离子入侵而产生的电腐蚀；

②不导电，可防止杂散电流腐蚀；

③密封性好，不生锈；

④强度高，刚度大，柔性好，不怕踩压，不易被振捣棒凿破；

⑤减少张拉过程中预应力的摩擦损失，其摩阻系数仅0.14；

⑥提高了预应力筋的耐疲劳能力，解决了传统金属波纹管所有的弊端。

1.3真空辅助灌浆的优点真空辅助灌浆的水灰比可达０.３３，在可灌性、管道密实性、浆体强度等方面均比普通压力灌浆要好。

其优点体现为：

①在真空状态下，孔道的空气、水分以及混在水泥浆中的气泡被消除，减少孔隙、泌水现象。

②灌浆过程中孔道良好的密封性，使浆体保压及充满整个孔道得到保证。

③工艺及浆体的优化，消除了裂缝的产生，使灌浆的饱满性及强度得到保证。

④真空灌浆过程是一个连续且迅速的过程，内径为φ92的15m管道抽真空只要几秒钟，灌浆只要3~4min，而普通压力灌浆约需20min，它可提供均匀、密实不透水的灰浆保护层，密实度在99%以上缩短了灌浆时间。

1.4采用螺杆式灰浆泵的优点

①结构简单：

螺杆泵的特征部件在于螺杆与螺套。

螺杆是钢件，螺套内衬橡胶外包钢壳，容易密封、螺杆在螺套内转动时，一端将浆体吸入，另一端将浆体压出，不需任何阀类。

由于结构简单，可靠性大为提高，使用维护也十分方便。

②压力无级可调：

由于螺套内衬橡胶外包钢壳，用夹套将螺套收紧，就可以提高出口压力。

③自吸力强：

螺杆在螺套中转动时，不断将空气排出，从而使吸浆口及管道具有很低的压力，水泥浆的吸程可达9m。

压力平稳：

活塞式灌浆机工作时，活塞往运动，吸浆压浆，出口处压力波动大。

④螺杆式灌浆机工作时，螺杆将浆体连续不断地送出，出口处压力平稳，有利于灌浆密实度。

2施工工艺

2.1真空辅助压浆系统图

2.2本工程真空灌浆主要设备和仪器

按照2套真空灌浆设备考虑，数量如附表2-1。

真空灌浆设备附表2-1

2.3本工程真空灌浆主要材料

真空灌浆主要材料表2-2

序号

项目

型号

数量

备注

1

HDPE塑料波纹管

内径95

12129m

2

HDPE塑料接头管

内径φ110

606m

2.4施工步骤

整个灌浆的工艺如下：

设备检查→密封孔道→试抽真空→搅拌→灌浆→清洗→结束

1．准备工作

（1）检查确认材料数量，种类是否齐备，质量是否符合要求；

（2）检查配套设备的齐备及完好状态；

（3）将孔道排气孔、泌水孔密封好，再将孔道两端的锚头用环氧砂浆或专用锚头盖密封好；

（4）检查供水、供电是否齐备、方便、安全；

（5）按配方秤量浆体材料，将减水剂首先溶于一部分水待用；

（6）检查孔道的质量，如发现管道残留有水分或赃物的话，则须考虑用压缩风机将残留在管道中的水份或赃物排走，确保后续工作能顺利进行；

（7）按要求连接安装各部件。

2．试抽真空

将灌浆阀、排气阀全部关闭，使整个孔道形成一个全密封系统，抽真空阀打开；启动真空泵抽真空，观察真空压力表读数，即管内的真空度，当管内有一定的真空度时（压力尽量低为好），停泵1min时间，若压力能保持不变即可认为能达到并维持真空。

3．搅拌水泥浆

（1）搅拌水泥浆之前要求加水空转数分钟，再将积水倒尽，使搅拌机内壁充分湿润。

搅拌好的灰浆要做到基本卸尽。

在全部灰浆卸尽之前不得再投入未拌合的材料，更不能采取边出料边进料的方法。

（2）装料

a.根据规范的要求，通过试验确定水灰及外加剂的掺量，推荐水：

水泥：

膨胀剂：

减水剂=0.37︰1︰0.1︰008。

b.首先将称量好的水（应扣除用于溶化减水剂的那部分）、水泥、膨胀剂、减水剂按照配比倒入搅拌机，搅拌2min；

c.将溶于水的减水剂倒入搅拌机中，再搅拌3min出料；

d.必须严格控制泌水量，否则多加的水全部泌出，易造成管道顶端有空隙；

e.对未及时使用而降低了流动性的水泥浆，严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。

4.灌浆

a.将灰浆加到灌浆泵中，在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆体，待打出的浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时，关掉灌浆泵，将高压胶管接到孔道的灌浆管上，绑扎牢固；

b.关掉灌浆阀，启动真空泵，当真空度达到并维持在-0.06～-0.09MPa时，启动灌浆泵，打开灌浆阀开始灌浆，当浆体经过空气过滤器时，关掉真空泵及抽气阀，打开排气阀；

c.观察排气管的出浆情况，当浆体稠度与灌入之前一样时，关掉排气阀，仍继续灌浆2～3min，使管道内有一定的压力，最后关掉灌浆阀。

5．清洗

拆下装真空管的2个活接，卸下真空泵；拆下空气过滤器和灌浆胶管，清洗灌浆泵、搅拌机、阀门、空气过滤器以及有灰浆的工具。

2.5注意事项

a.严格掌握材料配合比，其误差不得超过附表2-3所列值。

材料配合比附表2-3

材料名称

水泥

水

掺合剂

误差不大于（％）

1.0

1.0

1.0

b.灌浆管应选用牢靠结实的高压橡胶管，最后有压力时不易破裂。

c.锚垫板端板上需有与锚具盖帽连接的螺孔，锚垫板与波纹管的连接处需专用连接管连接。

d.排气管接管需开牙接阀密封，考虑用钢管带球阀控制。

e.灰浆进入灌浆泵之前应通过1.2mm的筛子。

f.真空泵的放置应低于整条管道，启动时先将真空泵的水阀打开再开泵；关闭时先关水阀再停泵。

g.灌浆工作宜在灰浆流动性没有下降的30min内连续进行。

采用真空辅助灌浆，要求孔道全密封，对施工的要求较高，同时锚头和排气管、泌水管等处都需进行密封设置，所以压浆的占用工期较普通压浆长些。

第一节盖梁预应力施工工期安排

一根盖梁预应力施工工期安排表4-1

序号

项目

计划工期

备注

1

下料编束

1天

在盖梁施工前准备

2

布管、定位

2天

与盖梁钢筋绑扎同步

3

预埋件安装、孔道检查

1天

与盖梁模板安装固定同步

4

孔道清理和穿束

1天

不单独占用工期

5

张拉

2天

不单独占用工期

6

孔道压浆

1天

不单独占用工期

合计

8天

第二节箱梁预应力施工工期安排

一幅箱梁预应力施工工期安排表4-2

序号

项目

计划

工期

备注

1

下料编束

3天

在箱梁施工前准备

2

布管、定位

4天

在底板底层和复板钢筋绑扎后进行

3

钢绞线穿束

3天

在底板底层和复板钢筋绑扎后进行

4

预埋件安装、孔道检查

1天

与箱梁模板安装固定同步

5

张拉

2天

不单独占用工期

6

孔道压浆

2天

不单独占用工期

合计

15天

第三节横隔梁预应力施工工期安排

一幅箱梁横隔梁预应力施工工期安排表4-3

序号

项目

计划工期

备注

1

下料编束

1天

在施工前准备

2

穿束、布管、定位

2天

在钢筋绑扎后进行

3

预埋件安装、孔道检查

1天

与箱梁模板安装固定同步

4

张拉

2天

不单独占用工期

5

孔道压浆

1天

不单独占用工期

合计

7天

第二章施工计划进度安排

预应力张拉工程进度按主体施工进度计划实施，预应力工程施工列入到钢筋和混凝土工种进行，除箱梁主梁穿束外，其余部分不单独占用工期。

预应力施工总工期计划130天。

具体分项工期安排如下。

第三章质量保证措施

（1）本分项工程质量目标：

优良；

（2）严格按照设计文件和国家现行规范、规程要求施工，各道工序检查合格，请监理工程师验收签证后，方能进行下一道工序施工；

（3）预应力施工准备期间，组织施工人员熟悉图纸，了解设计意图，掌握施工要点；

（4）严格按照规范要求进行材料的采购和验收。

按照ISO9001质量保证体系的要求做好各项施工记录。

第四章安全保证措施

施工前，由项目负责人进行安全交底；进场后，由项目负责人对全体施工人员进行具体的施工要求交底；项目上制订详尽的安全管理条例和奖惩制度；各班组确定兼职的安全责任人；张拉时千斤顶后严禁站人，张拉人员严格按操作规程进行张拉；严禁穿拖鞋上班，进入现场必须佩戴安全帽，高空临边作业必须佩戴安全带；下料和切除钢绞线的人员工作时带防护眼镜，防止眼睛受伤害；加强防火教育，杜绝火灾隐患；规范用电管理，做到人走电断；上下交叉作业，严防高空坠物伤人；

严禁电弧火花直接落在安全网上，以免引起火灾；定期进行安全总结。

第五章文明施工措施

教育进场全体职工服从总指挥安排，与各班组之间搞好团结写作。

教育进场职工遵守法律，遵守现场施工管理制度和各种制度。

搞好办公室及寝室、库房的清洁卫生，做到床铺和物品整齐有序。

材料按规定场地整齐堆放，下料场地每天使用完后打扫干净。

在施工现场严禁乱扔物品。

礼貌待人，文明用语。

爱护施工设备，损坏照价赔偿。

做好CI策划和实施，建立企业形象。

第六章其他应明确的事项

预应力班组和钢筋、混凝土、木工、水电班组施工时应紧密配合、互相协调，在材料运输、预应力筋安装、预应力筋张拉等方面流水作业，及时跟上，以利于预应力工程随同主体工程总进度计划实施。

结构最后浇筑部位混凝土强度满足设计张拉强度后，应书面通知进行张拉作业。

金属波纹管安装后，其周围不应进行电焊作业；如有必要，则必须有防护措施；预应力筋混凝土浇筑时，应多留两组以上混凝土试块，与箱梁同条件养护，以确定预应力筋张拉时箱梁的混凝土强度。

预应力钢束张拉完毕，严禁撞击锚头和钢束，以防以外。

其他未尽事宜根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的规定进行施工。

第七章附录一箱梁预应力孔道摩阻测定

1试验目的

为了更加准确的提供预应力束张拉的控制应力和预应力束的延伸量，验证设计数据并积累施工经验，测定预应力孔道的摩阻。

2试验设备

试验设备附表1-1

序号

设备型号

设备名称

1

YDC2500B-200

千斤顶

5台

2

CYL-3000

轴力传感器

2台

3

SC-4

数字应变仪

2台

4

2YBZ2-80

高压电动油泵

5台

5

其它辅助工量具

1批

3试验依据

1．JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》。

2．融侨大道道路及排水工程设计图（桥施）（市02-07）。

4试验方法

根据本工程的施工特点，本次测试取0～4号联跨外幅上层箱梁的N2A和N2D两个孔道进行测试，预应力钢束都为1860MPa级钢绞线12根，张拉控制应力1395MPa。

N2A孔道长139m，平面曲率半径61.8m;N2D孔道长130m，平面曲率半径57.7m，都为空间曲线束。

根据附图1所示的方法安装测试设备，根据测试步骤首先对N2A进行测量，孔道两端各反复张拉测试3次，然后将两次压力差平均值再平均，即为N2A孔道摩阻力的测定值。

同样的方法对N2D孔道进行测试。

通过测定的摩阻值计算预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数并提交设计院审核。

5测试步骤

（1）先将预应力钢束在孔道内预先拉动，然后在两端依次按图安装传感器、千斤顶、工具锚，注意各部件应定位准确，轴线同心。

然后在传感器上连接好SC-4型应变仪，将各台千斤顶与对应的2YBZ2-80型高压电动油泵连接好。

（2）检测设备安装就位后，先将乙端的千斤顶进油空顶运行油缸行程12CM，然后将钢绞线装于千斤顶上，再同时张拉两端千斤顶，每台千斤顶至少伸出10mm，并保持压力数值4MPa.

（3）在进行张拉时，乙端将回油阀锁死保持持荷状态，甲端操作油泵进行张拉。

用张拉端传感器的数字荷载表读数控制加载过程，按张拉控制应力的0.2，0.4，0.6，0.8分级，逐级加载到控制应力，每级加载后，同时记录两端传感器的数据，当加荷载达到1.0张拉控制应力时，持荷5min，在持荷时保持力值不低于控制应力值，也应不高于超张拉值，同时记录两端传感器的读数。

（4）张拉过程中一台千斤行程完后（保留10mm），接着用第二台千斤顶进行张拉，直至要求的应力为止。

（5）按照上述步骤，反复进行3次，并记录。

（6）甲乙两端掉头安装，重复上述步骤，张拉并记录每级数据。

6试验数据计算整理

7记录试验结果（见附表）

附表1-2

孔道摩阻测试数据记录表

构件号：

索号：

索长：

析角：

单位：

KN

试验项目

甲端（主动端）

乙端（被动端）

传感器编号

01（标定报告附后）

02（标定报告附后）

第一次

第二次

第三次

第四次

张拉力

0.1δK=KN

0.2δK=KN

0.3δK=KN

0.4δK=KN

0.5δK=KN

0.6δK=KN

0.7δK=KN

0.8δK=KN

0.87δK=KN

1.0δK=KN

备注：

附表1-3

孔道摩阻测试数据记录表

构件号：

索号：

索长：

析角：

单位：

KN

试验项目

乙端（主动端）

甲端（被动端）

传感器编号

02（标定报告附后）

01（标定报告附后）

第一次

第二次

第三次

第四次

张拉力

0.1δK=KN

0.2δK=KN

0.3δK=KN

0.4δK=KN

0.5δK=KN

0.6δK=KN

0.7δK=KN

0.8δK=KN

0.87δK=KN

1.0δK=KN

备注：