工艺工法QC高性能预应力管道压浆剂真空灌浆施工工法（后张法预应力）.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流工艺工法QC高性能预应力管道压浆剂真空灌浆施工工法（后张法预应力）.精品文档.高性能预应力管道压浆剂真空灌浆施工工法1、前言随着我国基础建设的发展，预应力混凝土结构因其显著的技术经济优势在大型桥梁结构中广泛应用。然而，有粘结预应力混凝土的所有优点都必须建立在预应力筋与结构混凝土粘结完好的基础之上。因此，管道灌浆质量的好坏，将直接影响整个预应力混凝土结构的耐久性和安全性，管道灌浆已成为预应力混凝土结构施工过程中的一道关键工序。目前在管道灌浆施工中浆液质量不高，压浆不饱满已成为预应力混凝土的主要病害之一。新的公路桥涵施工技术规范（JTG/T F502011）对后张预应力管道压浆施工进行了修订，提高了后张预应力管道压浆的材料性能、设备要求、技术工艺要求及质量标准。我公司在桥梁工程施工中，针对传统的预应力管道灌浆材料及灌浆工艺造成的管道内浆体不饱满、不密实的问题，通过试验室试验、施工现场实践进行了深入的应用研究，在施工中采用了中冶武汉冶金建筑研究院有限公司生产的CAS高性能灌浆材料，并辅以真空灌浆工艺，取得了良好的效果。通过几个工程的实施，我们深入了解并高度认可了该新型灌浆材料的技术特性，同时完善了真空灌浆工艺技术，为预应力结构灌浆的饱满性、密实度及耐久性提供了有力的保证，提高了预应力混凝土结构施工的整体质量，经总结形成了该工法。 2、工法特点2.1该新型压浆材料由水泥、专用外加剂，并辅以多种矿物改性组分和高分子聚合物材料配合组成，具有低水胶比、高流动性、零泌水、微膨胀、耐久性好等特点，是一种性能优异的预应力孔道压浆材料。2.2该材料制作的浆体均匀、稳定，稠度损失较小，浆体流动性较好，有利于压浆顺利进行，同时早期强度上升较快，后期强度较高。该材料的各项性能指标符合新的公路桥涵施工技术规范（JTG/TF/50-2011）的各项要求。2.3使用该材料制浆工艺简单、方便，可直接加水使用，有利于配比精确，不易出现人为上的制浆计量较大误差，从而保证了浆体的质量。2.4使用该材料配合真空压浆工艺在真空负压作用下孔道中原有约90的空气被抽走，使得混夹在水泥浆中的气体大大减少，增强了浆体的密实度，浆体中的微沫浆在真空负压作用下率先流进负压容器，减少了稀浆在孔道中的存留，使孔道内的浆体稠度均匀一致，使水泥浆密实度和强度得到了很好的保证。 2.5压浆剂在孔道真空状态下减少了由于孔道弯曲而使浆体自身形成的压力差，便于浆体充满整个孔道。3、适用范围本工法适用于铁路、公路桥梁、桥梁维修加固等不同型式的后张预应力混凝土结构孔道灌浆施工。 4、工艺原理灌浆前，先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道的真空度达到负压0.060.1MPa，然后在孔道另一端用灌浆泵以一定的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道并产生一定的压力，同时，孔道内和压浆泵之间存在正负压力差，大大提高了孔道内浆体的饱满和密实度。由于孔道内只有极少空气，浆体在负压环境下流动时，这些混在浆体中的气泡将破裂而被抽出，浆体中很难形成气泡；在制备灌浆料过程中，由于采用新型的高性能孔道灌浆材料，能在很低的水胶比的条件下获得理想的流动度，补偿了浆体在塑性期和硬化后期的收缩，减少了浆体离析泌水现象的发生，提高了浆体的强度和耐久性。同时，通过采用与之配套的塑料波纹管及连接套，可确保预应力管道的密封性，从而有效保护预应力筋不受腐蚀。具体工艺如图4.0.1所示。在水泥浆出口及入口处接上封闭阀门，并用保护罩将锚具处密封，将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵接在压浆端上，启动真空泵，抽吸孔道中的空气，使孔道内达到-0.1MPa的正压力，持压2 min。 图4.0.1真空压浆剂灌浆工艺原理图5、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图真空压浆剂灌浆施工工艺流程如图5.1.1所示。图5.1.1真空压浆剂灌浆施工工艺流程图5.2准备工作5.2.1在工地试验室对压浆剂材料加水进行试配，各种材料的称量（均以质量计）应精确到±1%。经试配的浆液其各项性能指标均应满足表的要求后方可用于正式灌浆。5.2.2对孔道进行清洁处理。对抽芯成型的孔道应冲洗干净并应使孔壁完全湿润；金属和塑料管道在必要时亦应冲洗清除附着于孔道内壁的有害材料。对孔道内可能存在的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗；冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。5.2.3对灌浆设备进行清洗，清洗后的设备内不应有残渣和积水。5.3试抽真空采用真空辅助压浆工艺时，在压浆前应对孔道进行试抽真空，启动真空泵，观察真空压力表的读数，真空度宜稳定在-0.06-0.10MPa范围内。当孔道内的真空度保持稳定时，停泵1min，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。5.4拌浆5.4.1拌浆前先加水空转，使搅拌机内壁充分湿润。 5.4.2根据压浆量及配比计算用水量和灌浆料重量，将称量好的水倒入搅拌机，之后边搅拌边倒入高性能灌浆料，搅拌510min直至均匀。5.4.3拌制好的浆体应满足JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范中对浆体各项性能指标的新要求：灌浆材料具有足够的抗压强度和粘结强度，保证有良好的防腐性能和稠度，不离析、泌水，硬化后孔隙率低、渗透性小，不收缩或低收缩。浆体的主要技术指标要求如下： 水灰比：0.260.28。 水泥浆初始流动度控制在1017s，30min后1020s。浆体3h自由膨胀率为02%，24h自由膨胀率为03%。浆体的3h钢丝间泌水率和24h自由泌水率为0。5.4.4浆体在使用过程中必须连续搅拌，对于因延迟使用所致的流动速度降低的浆液，不得通过加水增加其流动度。5.5压浆5.5.1压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入；对结构或构件中以上下层设置的孔道，应按先下层后上层的顺序进行压浆。同一管道的压浆应连续进行，一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一打开和关闭，使孔道内排气通畅。5.5.2浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40min，且在使用前和压注过程中应连续搅拌，对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆，不得通过额外加水增加其流动度。5.5.3对水平或曲线孔道，压浆的压力宜为0.50.7MPa；对超长孔，最大压力不宜超过1.0MPa；对竖向孔道，压浆的压力宜为0.30.4MPa。压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的水泥浆为止，关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期，该稳压期的保持时间宜为35min。5.5.4压浆时，每一工作班应制作留取不少于3组尺寸为40mm×40mm×160mm的试件，标准养护28d，进行抗压强度和抗折强度试验，作为质量评定的依据。试验方法应按照现行国家标准水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（GB/T 17671）的规定执行；质量评定方法可参照JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范中第6章的规定执行。5.5.5压浆过程中及压浆后48h内，结构或构件混凝土的温度及环境温度不得低于5，否则应采取保温措施，并应按冬期施工的要求处理，浆液中可适量掺用引气剂，但不得掺用防冻剂。当环境温度高于35时，压浆宜在夜间进行。5.5.6压浆后应通过检查孔抽查压浆的密室情况，如有不实，应及时进行补压浆处理。5.5.7压浆完成后，应及时对锚固端按设计要求进行封闭保护或防腐处理，需要封锚的锚具，应在压浆完成后对梁端混凝土凿毛并将其周围冲洗干净，设置钢筋网浇注封锚混凝土；封锚应采用与结构或构件同强度的混凝土并应严格控制封锚后的梁体长度。长期外露的锚具，应采取防锈措施。5.5.8对后张预制构件，在孔道压浆前不得安装就位；压浆后，应在浆液强度达到规定的强度后方可移运和吊装。5.5.9孔道压浆应填写施工记录。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，采用真空辅助压浆工艺时尚应包括真空度。5.6施工养护措施5.6.1灌浆时，日平均匀温度不应低于5，灌浆完毕后裸露部分应及时喷洒养护剂或覆盖塑料薄膜，加盖湿草袋保持湿润。采用塑料薄膜覆盖时，灌浆材料的裸露表面应覆盖严密，保持塑料薄膜内有凝结水。灌浆料表面不便浇水时，可喷洒养护剂。在负温度条件养护时不得浇水。5.6.2应保持灌浆材料处于湿润状态，养护时间不得少于7d。5.6.3如环境温度低于灌浆材料要求的最低施工温度或需要加快强度增长时，可采用人工加热养护方式；养护措施应符合国家现行标准建筑工程冬期施工规程JGJ104的有关规定。5.7真空辅助压浆注意事项 5.6.1在压浆前若发现管道内残留有水份或脏物的话，则使用空压机先行将残留在管道中的水份或赃物排除，确保真空辅助压浆工作顺利进行。 5.6.2整个连通管路的气密性必须认真检查，合格后才能进入下一道工序。 5.6.3浆体搅拌时，新型高性能灌浆料和拌合水的配合比必须严格控制。 5.6.4搅拌好的浆体每次应全部卸尽，在浆体全部卸出之前，不得投入未拌和的材料，更不能采取边出料边进料的方法。5.6.5安装在压浆端及出浆端的阀门和接头，在灌浆后1h内拆除并清洗干净。5.6.6启动真空泵前先开水阀，关闭真空泵前先关水阀；完成抽空工作时，要及时排出泵内余水，确保浆体不进入真空泵内。6、材料与设备6.1材料要求 6.1.1拌和水拌和水中不得含有对预应力筋有害的成分，每升水不得含有500mg以上的氯化物离子或任何一种其它有机物。6.1.2高性能灌浆料高性能灌浆料的各种性能指标满足JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范中的要求，具体指标要求如表6.1.1所示。表6.1.1孔道灌浆料技术指标要求检测项目标准要求氯离子含量,%0.04凝结时间，h初凝5终凝24流动度，s初始流动度101730min流动度1020泌水率，%3h毛细泌水率024h自由泌水率0压力泌水率，%0.22MPa10.36MPa1抗压强度，MPa7d4028d50抗折强度，MPa7d6.528d10自由膨胀率3h0224h03充盈度合格对钢筋锈蚀作用无锈蚀6.2设备要求压浆设备要求见表6.2.1。表6.2.1灌浆设备清单名称规格及型号单位数量强制式灰浆搅拌机台1螺杆式压浆泵台1台秤10KG台1储浆桶个2压力表1.0MPa块1真空灌浆组件台1真空表2.5级-1.00MPa个1透明管32m117、质量控制1、施工中严格执行JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范7.9的相关规定。各种原材满足质量要求，各项性能指标满足规范要求。2、出浆口水泥浆稠度与进浆口水泥浆稠度基本一致时方可关闭出浆口阀门。 3、保护罩与锚垫板间的玻璃胶应密封完好不漏气。4、各种材料的用量要严格按配比计量应用，确保配置的浆液质量。 5、配置的浆液要及时进行各项性能指标检测，满足规范要求方可使用。8、安全措施1、施工现场的周围应在明显的位置设置各种安全标志，设专人阻拦、禁止无关人员进入危险区域，操作区域周围应设有完善的完全防护设施。 2、在灌浆过程中，工作人员必须坚守岗位，集中精力，听从指挥，不得违反操作规则。 3、进入施工现场人员必须佩戴安全帽、穿工作鞋。 4、孔道压浆时，操作压浆的工人应佩戴防护眼镜，以防水泥浆喷出射伤眼睛。 5、电源接线要加接地线，并随时检查各处绝缘情况以免触电。 6、灌浆工作开始的同时应有备用发电机，以防各种原因停工造成的影响。 7、灌浆完毕后及时清理现场机具及管线，以防发生危险。 9、环保措施1、施工垃圾随时清运，严禁随意凌空抛撒垃圾，并每天洒水降尘。2、灌浆料属易飞扬细颗粒散体材料，要库内存放或有覆盖物封闭，运输要防止遗撒、飞扬，卸运应有降尘措施。3、灰浆搅拌机溅洒在路面的浆体必须及时清理干净，以免遗撒在道路上。搅拌机及储浆桶等设备使用完毕应及时集中冲洗，且用水适当，不得随意清洗排放，浪费水资源。4、施工道路面每天一次清扫，三次洒水，路面要结合设计中的永久道路布置硬化施工道路，并设有洗车处。清扫生产垃圾要有效防止二次扬尘。洒水、洗车用水适度，不得造成浪费。5、各种运输车辆的尾气排放需达到国家有关标准，超标车禁止上路行驶。6、充分利用空地搞好绿化工作，美化环境。 10、效益分析10.1真空灌浆工艺配合新型高性能灌浆料的使用，改变了传统的灌浆技术导致的孔道内浆体不密实、不饱满，预应力筋得不到有效保护的弊病，解决了后张预应力孔道灌浆的关键技术问题，增加了后张预应力混凝土结构的安全度和耐久性，从而延长了桥梁的使用寿命减少维护费用，具有很高的经济效益及长远的社会效益。10.2使用该材料制浆工艺简单、方便，大大降低了制浆成本和损耗风险。在使用过程中，采用每包袋装直接加水使用有利于配比精确，不易出现人为上的制浆计量较大误差，既保证了浆体的质量，又减少了损耗。11、应用实例11.1武汉天河机场第二公路通道工程是连接武汉市区与天河机场的快速通道，本工程起于三环线姑嫂树立交，与武汉三环连接，跨越府河，在黄花涝附近跨绕城高速公路，于马家湖接入机场南入口，全长16.007公里，我公司承接第4合同段全长1.819公里，该工程于2010年4月开工，工程造价为3.5亿元，主要工程为丰荷山互通，汤仁海特大桥和4个匝道桥，桥梁后张预应力混凝土现浇箱梁孔道灌浆采用该高性能灌浆材料，目前实施效果良好。11.2 中北路延长线（二环线三环线）道排工程位于武汉市杨春湖城市副中心，东湖风景区北侧，西起二环线红庙以东，东至三环线青化立交西侧，全长4.77公里，我公司承接第二标段，工程造价为2.1亿元， 2010年10月20日开工，2011年12月26日主线高架桥全线贯通。其中主线高架桥全长4.455公里，共35联，我公司实施第1019联，桥梁采用鱼腹式预应力砼连续箱梁，跨径23-41米，现浇箱梁采用后张法施工，孔道灌浆采用该高性能灌浆材料，实施效果良好。11.3武汉市三金潭立交桥维修加固工程位于汉口黄孝河延长线，大桥北与岱黄一级公路府河大桥桥台相接，南与黄孝河延长线接顺，全长1101.14米，由于桥梁交通繁忙，重载车辆较多，造成桥面多处开裂、坑槽、梁体破坏、翼缘裂纹等病害，严重危及桥梁结构及行车安全。2011年6月，我公司参与该维修加固工程，该工程预应力横梁采用植筋后浇筑预应力砼并张拉，张拉后采用高性能灌浆材料灌浆，确保了预应力横梁加固质量。