压浆技术工艺（精选7篇）
压浆技术工艺 篇1
孔道压浆是后张预应力混凝土结构最重要的工序之一,其目的在于保护预应力筋不致锈蚀;使预应力筋束与混凝土粘结成为整体,从而减少预应力损失;提高结构或构件的整体抗弯刚度。
1影响预应力孔道压浆质量的因素
1.1预应力孔道原因
(1)预应力孔道设计太过狭窄。管道过于狭窄,易造成预应力钢筋穿束时绑扎丝因受阻挤压形成网状密栓,导致浆液难以压入。实践表明,预应力孔道截面积应不小于预应力钢材净截面积的2倍。
(2)预应力管道曲线长、曲率大,折曲点多,导致压浆难度增大。
(3)预留孔道有异物堵塞及因波纹管不合格造成孔道变形、偏孔、颈缩、密封性不好、刚度不够,接缝不严密造成漏浆现象。
1.2压浆材料原因
传统压浆材料一般为纯水泥浆,施工时采用水泥、水、减水剂、膨胀剂、增稠剂等进行现场配制,有时存在各种外加剂兼容性不良、水泥与减水剂适应性差等问题。加之压浆材料的组成较为复杂,现场添加的粉体组分较多,计量准确性要求很高,而通常情况下采用人工称重配比,由于现场施工人员的素质参差不齐,缺乏有效的质量管理手段,容易出现配合比不准确的现象。这些原因往往造成浆液质量的不稳定,如流动性差、流动度损失快、体积稳定性不良;新拌浆液泌水率大、易离析分层、使孔道内很难形成饱满状态;硬化后的浆体不密实、空隙多。
1.3制浆压浆设备原因
(1)制浆设备转速没达到要求或搅拌时间不够,浆液没有搅拌充分。
(2)传统的设备均采用人工操作,人工称重配料,人工控制压力,人为记录数据,人为因素不可控,很难保证压浆质量。
(3)压浆机性能不好,压力不够或无法保压持荷,导致浆液无法长距离传送,无法充盈孔道细微处。
1.4压浆工艺原因
(1)压浆前没有用水冲洗孔道,压浆时灰浆水分被大量吸附,导致流动性差;或者冲洗后没有用高压空气对管道内的积水和泥砂等进行清理。
(2)张拉锚固后,没按规定在48h内完成压浆,也不采取防止预应力筋锈蚀的措施。
(3)压浆时没有让出浆口先排出空气、水、稀浆及浓浆就封锚;封闭出浆口后,没按规定保持不小于0.5 MPa的压力保压3～5 min。
(4)同一管道没有一次性灌好。
从上述原因可看出,除预应孔道和压浆料质量的原因外影响压浆质量最重要的因素,是压浆工艺是否合理规范、压浆设备是否满足要求。本文提出一种智能多循环制浆压浆系统和施工工艺,配合规范的施工管理措施,以期解决由此产生的压浆质量问题。
2智能制浆压浆工艺
2.1智能制浆压浆的工艺原理和设备构成
智能压浆工艺主要依托智能制浆压浆系统设备来实现。该系统主要由制浆系统、压浆系统和计算机控制中心组成。其中制浆系统包括自动上料系统、高速制浆桶、称重传感器、循环泵、低速储浆桶等组成,用于配置合格的浆液;压浆系统包括压浆机、压力传感器、水胶比检测装置等,负责将合格的浆液压满预应力孔道;控制中心是整套系统的指挥中枢,通过设定的参数指令实现自动制浆、自动压浆、自动保压等功能。图1为智能制浆压浆原理示意图,图2为智能制浆压浆系统结构示意图。
1-自动上料系统;2—循环泵;3-控制中心;4-高速制浆桶;5-控制阀;6-控制阀;7-低速储浆桶;8-压浆机;9-三通电动阀;10-废浆桶;11-控制阀;12-压力表;13-控制阀;14-泄压阀;15-压力传感器;16-水胶比检测仪;17-电动阀;18-球阀;19-预应力孔道;20-构件;21-U形连接管
1-储浆桶;2-低速搅拌电机;3-电柜箱;4-三通阀;5-手轮;6-高速搅拌电机;7-送料电机;8-送料管;9-进料斗;10-压力表;11-压力传感器;12-潜水电泵;13-清洗口;14-手柄蝶阀;15-电动控制阀;16-循环泵电机;17-高速搅拌料筒;18-循环泵;19-螺杆泵;20-称重传感器;21-传感器保护装置
2.2智能制浆压浆主要工作步骤
2.1.1设定参数
通过控制中心的触摸屏输入参数,如:主料、辅料和水量配方,高速搅拌时间,压浆压力上、下限值,保压时间等。
2.1.2自动制浆步骤
(1)启动按钮,自动上料系统开始工作,按水→辅料→主料的顺序上料,上料过程称重传感器实时对水、辅料、主料进行称重,计算机中心根据称重传感器反馈的信息发出指令,精确控制水泵、辅料输送机和主料输送机的动作,确保按设定的量上料,从而精确控制水胶比。
(2)高速搅拌制浆桶持续搅拌,同时,浆液不断从高速搅拌制浆桶底端被吸入循环泵,经循环泵高速搅拌后再通过回路流回高速搅拌制浆桶,如此不断循环。当高速搅拌达到预设的时间,浆液达到要求,控制中心发出指令切断高速搅拌电机的电源,停止高速搅拌,但循环泵继续工作。
(3)打开高速搅拌制浆桶上的手动控制阀,通过循环泵将搅拌好的成品浆液送入储浆桶中。输送完成品浆液后,关闭手动控制阀,使循环泵与高速制浆桶构成循环回路,以备进行下一次制浆。成品浆液送入储浆桶的同时,启动低速搅拌电机,防止浆料凝结,准备压浆,同时再次进行制浆。
2.1.3自动压浆步骤
(1)压浆:正式压浆前,先检测成品浆液在水胶比自动检测仪容器中的重量G,并在显示屏上设定G值,然后启动自动压浆,浆液由储浆桶通过压浆机进入压浆孔道,浆液从压浆孔道另一端出口进入水胶比自动检测仪中,水胶比自动检测仪出口依次排出水、稀浆、成品浆。在整个过程中,压浆机上的压力传感器实时监测压浆压力,压浆机上的电动控制阀实时调节压浆压力,确保压浆压力在设定的压力范围内。当水胶比检测仪的称重传感器计量达到设定G值时,水胶比检测仪上的电动控制阀自动关闭检测仪进浆口,此时,关闭压浆孔道出口阀,压浆进入自动保压状态。
(2)保压和补压浆:进入自动保压状态后,压浆机上的电动控制阀实时调节压浆压力,确保压浆压力在设定的压力范围内,可以避免爆管现象,直至保压时间结束。
2.1.4生成压浆记录
压浆结束,计算机中心自动保存压浆数据,自动生成压浆趋势曲线、报表。图3为智能制浆压浆系统的工作流程。
3智能制浆压浆工艺试验
为验证智能制浆压浆工艺的实际效果,先后在汕湛高速公路七标1号梁场、安徽省济祁高速淮合段01标进行了工艺试验。
3.1汕湛高速公路七标1号梁场工艺试验
通过试验验证设备是否满足工程施工要求,探索形成具有指导性意义的施工工艺及过程控制措施,以指导制浆压浆施工。
3.1.1试验内容
(1)浆液配制试验:检验制浆系统能否在无人干预的情况下配制出水胶比符合规范要求的压浆液,确定制浆工艺和参数。
(2)系统程序测试:测试系统能否准确控制水和胶化物重量比;测定自动制浆时间、自动压浆压力、自动保压时间是否符合规范要求;保压时间控制与自动生成时间趋势曲线图是否吻合。测试程序的合理性、准确性。
(3)压浆效果检验:管道浆液固化后,观测管道压浆饱满程度,确定压浆工艺和参数。
3.1.2试验步骤
(1)根据设计文件要求,用20m长耐压钢编管做一预应力管道,按图4所示安装好设备。
(2)根据工艺要求进行制浆压浆作业。
3.1.3试验结果
(1)系统能准确自动准确添加设定的各项原料,精确度达1%。
(2)系统能准确计算,储存实际配料数据与设定数据,记录梁号,束号,及配料的水胶比准确控制在0.26～0.28以内。
(3)系统能准确实现压浆压力(最小分度0.01MPa)及时间压力曲线,并记录保压时间及压力,确保在0.5～0.7MPa压力下保压5 min。
(4)经破坏检测,压浆饱满,效果良好(图5)。
3.2安徽省济祁高速淮合段01标工艺试验
对智能数控压浆设备及其工艺技术进行检验和评价,了解设备性能的可靠性、先进性,检验系统工作效果。
3.2.1试验方案
试验梁的预应力孔道布置分为正曲线索和反曲线索两种(图6,7)。试验时正曲线索压两束,反曲线索压一束。按作业指导书进行制浆压浆作业,压浆压力为0.5～0.7MPa,持压时间为300s。在压浆过程中对浆液的拌和时间、初始流动度、30,60min流动度、水胶比、泌水率进行检测。
3.2.2试验结果
(1)经检测,所制浆液流动度、水胶比、泌水率均符合规范要求。
(2)对试验梁分别进行无损检测和破坏检测。先进行无损检测,然后采用绳锯对无损检测部位进行切割,通过观察断面以判断压浆效果。结果显示,压浆饱满,无空洞,效果十分理想(图8,9)。
4结语
压浆工艺是否合理规范、压浆设备是否满足要求是影响压浆质量的重要因素。本文所述的智能制浆压浆系统及其压浆工艺,实现按照设定的参数自动上料、自动制浆、自动压浆、自动调节压浆压力、自动保压功能,避免了人工操作、人为因素不可控造成的质量问题。该系统采用高速循环搅拌,制浆质量好,采用水胶比自动检测装置,可自动判定压浆孔道关阀时间,确保压浆质量满足施工规范要求。系统还实现对压浆过程的全程监控,确保压浆作业所控制的压浆压力、持压时间等满足规范和设计文件的要求,并可实时记录制浆压浆数据,便于质量追溯。实践证明,采用智能制浆压浆系统及其压浆工艺,可有效提高压浆质量,提高预应力工程结构的安全性和耐久性。
参考文献
[1]肖云,罗意钟,唐祖文,等.智能制浆压浆系统技术总结[R].柳州黔桥工程材料有限公司,2014.
[2]阎毅志.后张法预应力管道压浆质量问题的原因及对策[J].山西交通科技,2007(6).
[3]安徽省交通建设工程质量监督局.安徽省公路桥梁工程后张法预应力数控张拉、压浆技术考核指南[M].2.014.
[4]JTG/TFS0-2011,公路桥涵施工技术规范[S].
埋管压浆工艺加固地基 篇2
国道104线济南某立交桥左侧扶壁式挡土墙底部,由于后期开挖光缆沟,造成墙趾处基底裸露、脱空,由于济南市近期高强度长历时降雨,在降雨过程中,大量雨水渗入路基,造成路基土含水量增大。在高强度降雨及荷载作用下,土中产生反复的拉压应力,破坏土的结构,使其强度降低,从而地基承载力下降,墙体发生外倾;墙趾部下沉,墙顶护栏处横向向外错位最大6.4 cm;路面出现纵向裂缝;靠近护栏处路面有不均匀沉降。为保证行车安全,预防病害发展,经综合分析论证,采用袖阀管式静压注浆技术进行处理。
2 地基加固处理方案
根据现场调查的地质条件及造成病害的原因,处理方案以提高地基土的承载力,减小压缩模量,增加土体抗剪强度,增强地基土的整体性为原则,处理后地基土体的变形减少,整体性加强,提高了地基土的承载力,桥梁不再发生沉陷。
2.1 袖阀管式静压注浆工艺简介
袖阀管式注浆是在路基中按某一角度施设一定深度的钻孔,预灌套壳料,设置注浆外管,注浆外管将永久留在土体中,注浆外管每隔一定间距预留出浆口,在出浆口处加设截止阀,注浆时,将带封堵装置的注浆内管置入注浆外管内,对需要注浆部分进行注浆。这样在土体中产生以钻孔为核心的桩体,且在桩体外围土体裂隙中形成抗剪能力强的树根网状浆脉复合体。
2.2 方案特点
由于土的孔隙小,且不连通,在软土地层中进行静压灌浆实为劈裂灌浆,即浆液在压力作用下进入土层后,浆液周围土体的孔隙水压力急剧增高,当其大于地层的初始应力时,引起局部土体的剪切破坏,浆液沿着地层的结构面及小主应力作用面产生劈裂,使土体的可灌性增大。浆液沿结构面及小主应力面向外向上形成劈裂、延伸和扩散。在平面上,浆脉是树根状及网格状分布。在纵向由于分段灌注,形成上下连续的不规则的板状凝结体。随着复灌次数、灌浆量及压力的增加,主浆脉和分支浆脉的厚度将会增加,凝结体在土体中形成密度较大,并有一定刚度的骨架结构,与被浆脉分割、互相围封、相互约束的土体形成复合地基。浆液在劈裂、延伸及扩散过程中对周围土体产生挤密及充填作用,从而改善和根本改变地基的物理力学性质及承受荷载的作用机制,提高土体的强度和减少变形,达到加固土体的目的。因该路基土局部土体软弱,因此采用袖阀管式静压灌浆,使土体强度在多次注浆中得到提高,使土体与凝结体结合在一起,具有“加筋土”及“树根桩”的双重优点,增加了地基承载力。另外,因袖阀管注浆中截止阀的单向性,可以多次地人为控制注浆量,减少注浆对土体的扰动破坏程度,使路面抬升控制在合理的范围。
2.3 地基加固处理注浆孔布置
地基加固段长75 m,布置一排倾斜注浆孔和一排垂直注浆孔。倾斜注浆利用充填劈裂作用提高挡土墙底板范围内的地基土承载力,孔距2.0 m,孔深6.0 m,倾斜角45°;垂直注浆利用充填劈裂及树根桩作用重点加固墙趾处的地基承载力,保证挡土墙不再外倾,注浆孔孔距2.0 m,孔深4.0 m。
灌浆孔平面、剖面图见图1。
3 袖阀管注浆工艺流程
袖阀管注浆工艺流程见图2。
3.1 定孔位
按设计要求放线、定孔位。
3.2 钻孔
按放线孔位,把钻机安置在所钻孔位置,经验测垂直度、倾斜角度后方可开钻。钻进过程中,要详细记录,包括地层情况,孔位移动距离、方向、异常情况、处理措施,经现场技术人员验收合格后方可移孔。孔位偏差不得大于20 cm。
3.3下注浆外管
将制作好的注浆外管平稳地置入孔内,其连接要牢固,各截止阀一定要可靠。
3.4制浆
按设计配合比或浆液比重搅拌浆液,搅拌浆液时间不得小于3 min,制备好的浆液放置时间不得超过2 h,每孔每段注浆结束后,要计量水泥用量。
3.5洗孔
为保证重复注浆的效果,在每次注浆完成后,要对注浆孔进行洗孔,用优质泥浆完成,确保下次注浆顺利进行。
3.6补灌
在注浆量及压力达到要求后,对注浆外管进行封口补灌,使管内填满灰浆。
4结语
通过对压浆后顶面及侧面开挖检查结果观看,效果良好。因施工的简易性,不扰动原稳定基础的可靠性,低成本性,为处理类似问题提供了一个借鉴。当然,因地基透浆的不均匀性和其他不确定因素,肯定存在基底局部地方透浆偏少,不可能达到理想的类似混凝土的密实套箱,但其加固的总体效果应该是有效、可靠的。
摘要：通过具体工程实例,探讨了埋管压浆工艺在地基加固中的应用,详细介绍了袖阀管注浆工艺流程,通过对压浆后顶面及侧面开挖检查结果看,总体加固效果是有效的、可靠的。
关键词：埋管压浆工艺,地基,工艺流程
参考文献
[1]JTG D63-2007,公路桥涵地基与基础设计规范[S].
[2]牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京:中国建材工业出版社,2004.
[3]地基处理手册编委会.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
预应力孔道真空压浆工艺研究 篇3
关键词：后张法预应力箱梁,预应力孔道,真空压浆,施工技术
在预应力桥梁中, 预应力体系的质量直接关系到桥梁的安全和使用寿命, 是预应力桥梁工程中最重要的工序之一。许多桥梁坍塌的事故是由于预应力施工质量问题引起的, 预应力孔道压浆不实是其主要原因之一。
一、真空辅助压浆普遍存在的问题
真空辅助压浆是在压浆端先将压浆阀、排气阀全部关闭。在排浆端启动真空泵, 使孔道真空度达到0.06MPa~-0.08MP并保持稳定。然后启动压浆泵开始压浆。在压浆过程中, 真空泵应保持连续工作, 待浆液即将达到真空泵时迅速关闭通向真空泵的阀门, 同时打开位于排浆端上方的排浆阀门, 排出少许浆液后关闭。压浆工作继续按常规方法完成。真空辅助压浆的设备通常一端为真空机, 另一端为单作用的往复泵或螺杆泵等传统的压浆设备。
1采用真空辅助压浆工艺的目的:
(1) 消除普通压浆法引起的气泡。
(2) 消除混在浆体中的气泡。
(3) 孔道在真空状态下, 减小了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压力差, 便于浆体充盈整个孔道。
2现场真空压浆存在的主要问题有:
(1) 密实度仍是主要问题, 空洞难以完全消除, 往往压浆结束后几分钟内, 锚具端口的浆液出现回缩而不得不补浆。
(2) 由于需抽真空, 普通压浆设置的透气孔减少或取消。一旦中间形成空洞, 夹在中间的气体无法排除, 增加了出现空洞的隐患。
(3) 压浆与抽真空端设备分开操作, 属于不同的工作系统, 操作协调难。加之为防止浆液进入真空泵要关闭阀门, 施工过程繁琐, 操作过程往往手忙脚乱。
由于这些缺陷, 现有的真空辅助压浆工艺难以真正显示其效果。
二、产生真空辅助压浆问题原因分析
由于压浆过程中, 有两套不同的系统同时作用于浆液上, 这两套系统并不协调一致。表现在作为真空抽吸系统提供的抽吸力始终稳定作用, 其产生的抽吸流量按其自身的规律变化;而压浆系统则按压浆泵的规律提供浆液。当抽吸的流量与压浆的流量不等时, 尤其当抽吸流量大于压浆流量, 压浆系统的密封不可能完全避免泄漏时 (即使是微量的泄漏) , 压浆的间断或空洞就会产生。因此产生真空辅助压浆效果不佳的主要原因是压浆设备不能满足工艺的要求。
三、真空压浆系统简介
针对现在真空辅助压浆现在存在的主要问题:一是压浆泵的流量固定且随时间的脉动变化, 与真空呈现不匹配造成不密实或空洞;二是压浆泵和真空泵作为二套单独的系统又同时工作, 给工人的操作困难。三是由于排气管的取消或减少压浆的充盈度不能保证。
四、射流压浆泵的优点
1实现了真空压浆系统的统一
真空射流泵吸入口因直接和水泥浆储浆筒联通, 在射流泵的抽吸下, 水泥浆源源不断的进入波纹管。这样就彻底消除了因不同系统不协调可能产生缺陷的隐患。
2两泵合一, 操作简单方便, 能大大提高压浆效率和水平
原来的真空辅助压浆需要真空泵和压浆泵同时工作, 这在操作上给工人带来了很多麻烦, 操作现场也常常很混乱, 压浆过程中工人们往往手忙脚乱。真空射流泵原理简单, 操作也方便, 只需进行射流泵的操作。
3射流泵可通过一个阀门的转换, 十分方便将真空抽吸工艺转换成压浆工艺。抽吸和压浆的交替转换可确保整个管道的浆液连续密实。
4真空射流泵结构简单, 工作可靠, 成本低廉, 市场前景广阔。
真空射流泵设备简单, 造价低廉。且真空系统无运动部件, 工作寿命长。真正实现了一机二用, 大大降低了施工成本。由于成本低廉, 其市场前景肯定很广阔。
五、射流泵抽吸能力的理论分析
在压浆过程中压力是个变化值, 2#节段 (波纹管长17.03m) 的压力值在0.1-0.6MPa范围内, 4#节段 (波纹管长29.1m) 压浆过程中的压力值在0.1-0.4MPa范围内。根据达西定律可得压力值是和管道长度成正比, 按理论2#节段的管道长度比4#节段的管道长度短其压浆时压力也应比4#节段的小。因此我们们保守取4#节段压浆时管道压力为0.4MPa, 2#压浆时管道压力为0.3MPa。
又根据达西公式得:
所以:k=αV2=α×0.1782=0.0147
延程阻力综合因子
通过延程阻力综合因子, 我们可以求出在一定速度下不同长度管道压浆所要提供的压力, 以及在一定压力下不同长度管道的压浆速度, 和在一定压力和压浆速度下管道压浆能达到的最大长度。
根据综合延程阻力因子计算, 在最大真空压力0.08MPa压力下管道压浆的速度分别为0.10m/s, 0.08m/s>0, 说明在此压力下能抽动水泥浆。
本试验是针对真空压浆中常用波纹管直径90mm, 钢束规格12-s15.2进行的。通过对不同管道长度压浆的压力测试, 推算处其压浆时的延程阻力综合因子α。再通过得到的延程阻力综合因子以最大真空压力得出在其压力压浆的浆体的速度和能达到压浆的最长管道。虽然不同管道直径、形状的延程阻力综合因子不一样, 但流体计算通常是十分复杂, 更多是根据经验公式计算和实际情况得出。通过试验, 我们也可以有代表性的得出, 在真空压力下和一定管道长度下, 可以抵抗管道的延程阻力拉动浆液运动。
结论
在0.08MPa的压力下可以抽吸浆液, 只是浆液的流动速度减慢, 这种速度是可以接受的。而较慢的流动速度有利于浆液的密实, 也是压浆所追求的目标。
参考文献
[1]黄燕, 龙兴灿.预应力张拉千斤顶校准的影响因素分析[J].才智, 2012 (28) .
[2]龙兴灿.植筋加固技术在水泥混凝土路面裂缝处理中的应用[J].交通标准化, 2008 (13) .
[3]王玲, 龙兴灿.G318吴江段水泥混凝土路面加铺沥青改造方案[J].山西建筑, 2008 (36) .
浅析压浆工艺在施工中的应用 篇4
1 压浆施工
压浆时间宜在混凝土灌注后3～7天进行。注浆过早，会导致因桩身混凝土强度过低而破坏桩本身;注浆过晚，可能难以使桩底己硬化的混凝土形成注浆通道，从而使桩中心形成低强度区，使浆液流向远处砂砾石层处。
1.1 压水试验
压水试验 (开塞) 是注浆施工前必不可少的重要工序。成桩后至实施桩底注浆前，通过压水试验来判断桩底的可灌性。压水试验的情况是选择注浆工艺参数的重要依据之一。此外，压水试验还担负探明并疏通注浆通道、提高桩底可灌性的特殊作用。
压水试验不会影响注浆固结体的质量，这是因为受注体是开放空间，无论是压水试验注入的水，还是注浆浆液所含的水，都将在注浆压力或地层应力下逐渐从受注区向外渗透消散其多余的部分。
一般情况下，压水宜按2～3级压力顺次逐级进行，并要求有一定的压水时间与压水量。压水量一般控制在0.6m3左右，开塞压力一般小于6MPa。如一管压水，另一管冒水，则表示通路连通了。
1.2 初注
在压水试验之后，就要将配制好的水泥浆通过高压泵和预埋管注入到桩底砾石层中去。
初注时一般压力较小，浆液亦由稀到稠。初注要密切注意注浆压力、注浆量和注浆皮管的变化，并注意注浆节奏。同时，用百分表监测桩的上抬量。
1.3 注桨量
合理的注浆量应由桩端、桩侧土层类别、渗透性能、桩径、桩长、承载力增幅要求、沉渣量等诸因素确定。水泥浆用搅拌机搅拌，水泥标号应不低于桩身混凝土所用的水泥，水灰比为0.6～1。压浆量按下列经验公式确定:
式中：
Q理论———理论上桩底扩大头孔隙体积;
Q实践———实际需要的压浆量;
D———设计扩大头直径;
n———孔隙率。
在实施注浆中，还需根据压水试验情况及注浆过程中的反应适当调整注入量，并通过对注浆压力、浆液浓度、注浆方法诸因素的调控，将所需注浆量灌注到设计要求范围内。浆液浓度和灌浆量大，灌浆压力高，加固效果将会更好。
1.4 注浆压力
在注浆过程中，桩底的可注性的变化直接表现为注浆压力的变化。可灌性好，注浆压力则较低，一般在4MPa以下;反之，若可灌性较差，注浆压力势必较高，可达4～8MPa, 有的用8MPa仍不可注。一般第1、2根桩注浆压力低，以后随注浆桩数增加注浆压力增大。
浆液的扩散半径与灌浆压力的大小密切相关，因此，人们往往倾向于采用较高的注浆压力。
较高的注浆压力能使一些微细孔隙张开，有助于提高可灌性。当孔隙被某些软弱材料充填时，较高的注浆压力能在充填物中造成劈裂灌浆，使软弱材料的密度、强度以及不透水性得到改善。此外，较高的注浆压力还有助于挤出浆液中的多余水分，使浆液结合体的强度得到提高。但是，一旦灌浆压力超过灌注桩的自重和摩阻力时，就有可能使桩上抬导致桩悬空 (灌浆压力过高也会使注浆管爆破) 。因此，这里有一个容许灌浆压力的问题。
容许灌浆压力与地层的密度、渗透性、初始应力、钻孔深度和位置以及灌浆次序等都有密切的关系，但这些因素是难以准确预知的，故通常只能根据现场试验确定。如桩顶侧面冒浆，则暂停。
压浆部位土体渗透性较强时，注浆泵压按下式计算:
式中：
P———容许注浆压力，104Pa;
C———与地层有关的系数0.5～1.5;
H———地基覆盖层厚度，m;
K———与注浆方式有关的系数，自上而下注浆时取0.8，自下而上注浆时取0.6;
λ———与地层性质有关的系数，结构疏松、渗透性强取低值0.1;
h———注浆段至地表的深度，m。
注浆压力控制:花管压浆压力按1～2MPa控制，压力腔压浆压力按3～6MPa控制。
工程实践中，也可以压水试验输通注浆管时的压力为注浆的初压力，初压力的2～3倍为注浆的终压力。可从开始阶段逐步增加注浆压力，绘制注浆量和注浆压力之间的关系曲线。当注浆压力升至一个数值而注浆量突然增加时，表明地层结构发生破坏。此时的压力值可作为注浆压力的控制标准。
1.5 浆液浓度
不同浓度的浆体其行为特性有所不同:稀浆 (水灰比约为0.8:1) 便于输送，渗透能力强，用于加固预定范围的周边地带;中等浓度浆体 (水灰比约为0.6:1) 主要加固预定范围的核心部分，在这里中等浓度浆体起充填、压实、挤密作用;而浓浆 (水灰比约为0.4:1) 的灌注则对已注入的浆体起脱水作用。
在桩底可灌注的不同阶段，调配不同浓度的注浆浆液，并采用相应的注浆压力，才能做到将有限浆量送达并驻留在桩底有效空间范围内。
浆液浓度的控制原则一般为：依据压水试验情况选择初注浓度，通常先用稀浆、随后渐浓，最后注浓浆。在可灌的条件下，尽量多用中等浓度以上浆液，以防浆液作无效扩散。在实际工程应用中，施工单位往往多只使用水灰比为 (0.4～0.6) :1的浓浆。通常在浆液中可加入水泥重量2.5‰的木钙作减水剂，并加入1%～2%水泥重量的UEA微膨胀剂。
1.6 注浆节奏
为了使有限浆液尽可能充填并滞留在桩底有效空间范围内，在注浆过程中还需掌握注浆节奏，实行间歇注浆。间歇时间的长短需依据压水试验结果定，并在施注过程中依据注浆压力变化，判断桩底可灌性现状加以调节。间歇注浆的节奏需掌握得恰到好处，既要使注浆效果明显，又要防止因间歇停注时间过长堵塞通道而使注浆半途而废。对于短桩，桩底注浆时往往会出现浆液沿桩周上冒现象，此时应在注入一定浆液后暂时停止1～2天，待桩周浆液凝固后，再施行注浆，这样可以达到设计要求的注浆量。
压浆顺序:灌注桩上侧壁压浆首先实施。在上侧壁压浆完毕0.5天以后，灌注桩下侧壁实施压浆。在下侧壁压浆完毕0.5天以后，桩端实施压浆。整个工程的注浆顺序宜采用先压周边桩后压中间桩的压浆顺序。
注浆完毕应立即关闭安装在压浆管口的球阀，并稳压一段时间，防止管内浆液压力过高造成返浆现象。
2 灌注桩后压浆质量保证措施及事故防治
2.1 质量保证措施
⑴成孔时要保证钻孔垂直度，尽量避免缩径以及减少孔底沉渣厚度，以保证钢筋笼和压浆管的顺利下入，否则钢筋笼上下提动多次会包住压浆管。
⑵桩底的喷头超出钢筋笼端部，钢筋笼下到孔底时，喷头则靠钢筋笼和重力压入桩端土或孔底沉渣内。
⑶下钢筋笼前应先下孔径规 (自制) 测量孔径，发现有缩径或孔斜超差，沉渣过多等现象必须及时处理后方可下钢筋笼。
⑷压浆管接头要牢固、密封，接牢后注清水检查是否有渗漏现象 (注清水还有平衡管内外压力的作用) 。压浆管高出地面0.3m，并用堵头堵严，以防泥浆进入。
⑸压浆前要检查设备是否能正常运转，要用测锤在空心压浆管内探测有无堵塞现象。压浆完毕要及时清洗地面管路及灰浆泵。
⑹水泥浆搅拌时间应大于10分钟，且不超过4小时，超过4小时没有灌注的水泥浆作废浆处理。
⑺压浆花管应用橡皮和防水胶带缠紧，下入前应检查其密封情况，防止泥浆进入管内;压浆管采用丝扣连接时，应在丝扣处缠绕生胶带;每下一根注浆管都应注清水检查是否有渗漏现象，发现漏水必须提起重新安装;压浆管头部应略低于地面，避免车辆碾压、碰撞造成压浆管折断;管口用堵头盖严，防止杂物进入堵塞管路。
⑻压浆宜在混凝土凝固1～3天后进行。压浆前应先用清水预压 (开环) ，确保管路通畅后再压注水泥浆液。
⑼严格控制水泥颗粒的细度，严禁使用受潮结块水泥;水泥浆应搅拌均匀，使其具有良好的流动性;搅好的水泥浆要过滤，清除渣子，以利水泥浆液的渗透、扩散。
⑽注浆时，应先注稀浆再注浓浆，先用低压灌浆，再用高压灌浆，以增大浆液的扩散距离。压浆顺序:先压上侧管，再压下侧管，最后压桩端管。
2.2 压浆管压不通的防治
2.2.1 预防
⑴下压浆管前，必须认真检查，尤其是压浆管连接处是否焊牢，是否密封。清除管内杂物;
⑵下压浆管前，必须对桩进行详细了解，如孔深、沉渣厚度和钢筋笼下入情况等，以便更准确地计算出压浆管长度，保证压浆管下到底;
⑶下压浆管时，要认真遵守操作规程，严防跑管，保证压浆管的下入质量;
⑷压浆管下入孔内后，须立即把压浆管注满清水，以减少管内外的压力差，减少或杜绝管外冲洗液或水泥浆液的渗透;
⑸压注水泥浆液前，须对高压注浆泵、高压管路、搅拌设备进行认真检查和修理，保证所用设备都处于完好状态，尽量避免中途停待，使压浆工作顺利进行;
⑹要保证所用水泥的质量，按配比加入，并要搅拌好，使其有良好的和易性，不离析，不沉淀，才能放出并过筛使用;
⑺灌注混凝土时注意不要把压浆管挤破、压断、压扁，一旦发现破裂、折断、应及时修复;
⑻压浆管下完之后，须立即对上端进行固定，以免在灌注混凝土时产生上浮;
⑼每根桩后压浆工作结束后，须立即用清水清洗高压注浆泵、高压管路，必要时应拆卸清洗。
2.2.2 治理
⑴先用高压注浆泵压注清水，因为清水粘度小，有利于压注。如用清水己经压通，可接着压注水泥浆液;
⑵在注浆泵额定压力范围内，尽量采用高压压注。如实在压不通，应停止压注，以防损坏泵体和管路;
⑶后压浆灌注桩至少装置两根压浆管，如一根压不通可使用另一根，一次性压完所需浆液总量;
⑷如果两根压浆管均压不通，须采取在桩的边缘打孔再压浆的补救办法，具体做法如下：在桩的边缘钻一1l0mm孔，孔的边缘与桩的边缘相距200mm，孔深超过桩孔深度1米;钻到设计孔深后，清孔，先下入1英寸的注浆管到孔底，再向孔内回填中粗砂至花管上1m，以防花管被水泥浆包裹，接着用水泥浆封孔至地表;待水泥浆液达到一定强度后 (一般要72小时以后) 再压注水泥浆液，其压入浆液总量和泵压均要略大于常规桩后压浆。
2.3 地面冒桨、地下串桨的防治
2.3.1 防治
⑴加强对压浆管的检查，保证焊接好、焊牢、密封可靠，以防压注水泥浆时产生泄漏;
⑵压浆管下完后，要注意保护，防止破裂或折断;
⑶切忌过早压浆，待孔壁土恢复到原来状态、比较密实稳定后，再进行高压注浆;
⑷在进行高压注浆时，切忌急燥，高压注浆泵把花管单向阀压开后，应降低压力进行灌注，以降低水泥浆液的穿透能力;
⑸高压注浆前，应对该桩所穿遇的地层和附近桩孔施工情况进行认真了解，以便采取相应措施，防止水泥浆液在地下串通。尽量距正在施工的桩孔远些，如实在避不开，可暂缓压浆施工。
2.3.2 治理
⑴发现地面冒浆时，应停止压浆工作，如桩内还预埋一根压浆管，可用这根压浆管进行高压注浆，并一次压完浆液总量;
⑵压浆过程中，如压浆量已达80%才发现地面冒浆或地下串浆，可视该桩压浆工作完成;如两根压浆管均己折断或破裂，高压注浆无法进行时，可采用打补救压浆孔的办法予以治理。
3 结束语
随着国民经济的不断发展, 特别是交通行业的高速发展, 钻孔灌注桩以其施工风险小, 适应各种地质条件及单桩承载力大等优点, 作为深基础的主要型式之一日益得到广泛的应用。随着建筑物高度及桥梁跨度的不断突破, 对钻孔灌注桩承载力的要求也越来越高, 桩径和桩长不断增大。然而, 随着桩径与桩长的增加, 钻孔灌注桩施工工艺上的固有缺陷越来越突出, 必将影响桩基承载力, 桩底后压浆技术不失为一种有效的改善措施。因此, 针对压浆的作用机理及其效果的研究是十分必要且有意义的。
摘要：随着桩径与桩长的增加, 钻孔灌注桩施工工艺上的固有缺陷越来越突出, 必将影响桩基承载力, 桩底后压浆技术不失为一种有效的改善措施。本文探讨了压浆工艺在施工中的应用并对一些技术参数进行了分析。
关键词：压浆,工艺,施工
参考文献
[1]王晓谋.基础工程[M].人民交通出版社, 2003
[2]姚海林, 陈礴春.钻孔后压浆灌注桩承载力试验研究[J].岩土力学, 2008
[3]张宏.灌注桩检测与处理[M].人民交通出版社, 2005
压浆技术工艺 篇5
关键词：真空辅助压浆,高强度聚乙烯波纹管,施工工艺
沿海高速公路李集大桥桥型结构为53m+90m×3+53m后张预应力连续刚构, 箱梁高度由5.0m～2.2m变化, 设纵、横、竖三向预应力;大桥的孔道压浆采用了后张预应力混凝土结构施工中的新技术———真空辅助压浆。下面谈谈真空压浆的施工工艺及在李集大桥中的应用情况。
1 真空压浆的基本原理和技术优点
普通压力压浆一般是在孔道的压浆端对水泥浆施加0.5MPa～0.7MPa的压力, 缓慢均匀地向孔道内压入浆体, 直至浆体在孔道高点处的排气孔流出;而作为孔道压浆施工的一项新技术, 真空压浆的基本原理是:在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空, 使之产生-0.1MPa左右的真空度, 然后用压浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端压入, 直至充满整条孔道, 并加以≤0.7MPa左右的正压力, 以提高预应力孔道压浆的饱满度和密实度。跟普通压力压浆相比, 真空压浆具有以下技术优点:
1) 在真空的状态下, 孔道内的空气、水分以及混在水泥浆中的气泡被消除, 减少了浆体孔隙、泌水现象。
2) 压浆过程中孔道具有良好的密封性, 使浆体保压及充满整条孔道得到保证。
3) 工艺及浆体的优化, 消除了裂缝的产生, 使压浆的饱满性及强度得到保证。
4) 真空压浆过程是一个连续且迅速的过程, 缩短了压浆时间。
2 真空压浆的技术指标
对后张预应力孔道采用真空压浆施工工艺, 须从孔道成型、水泥浆配制等方面进行施工前期控制。其技术要求有以下几点。
1) 真空压浆过程中, 孔道始终处于真空状态, 故孔道及两端必须密封, 因此预应力孔道应采用密封性好、不怕踩压、不生锈、不易被振捣棒凿破的塑料波纹管成型;在预应力张拉施工完成后, 必须切除外露钢绞线 (钢绞线外露量≤30mm) , 进行封锚, 封锚时, 要将外露钢绞线、锚垫板、夹片等全部包裹, 使覆盖层厚度>15mm, 同时注意清理压浆孔, 安装、引出压浆管和排气管, 压浆应在封锚后24h～48h内进行。
2) 真空泵的压力表须预先标定, 抽真空时, 真空度 (负压) 控制在-0.06MPa～-0.1MPa之间。
3) 压浆前须在实验室进行水泥浆配合比试验, 水泥浆的水灰比控制在0.30～0.40之间 (普通压力压浆一般为0.40～0.45) , 浆体的稠度控制在20s～30s (普通压力压浆一般为14s～18s) , 做泌水性实验, 浆体的泌水性<2%。
4) 要求水泥浆的初凝时间为6h～8h, 浆体7d龄期强度至少≥40MPa。
3 真空压浆的施工工艺
3.1 高强度聚乙烯波纹管
1) 塑料波纹管的原材料是HDPE。它的耐腐蚀性能远远优于金属, 不怕酸、碱腐蚀, 它本身不腐蚀, 能有效地保护预应力筋不受腐蚀。很多预应力结构承受着外界严重的影响, 如除冰盐或盐水。当后张构件由于防水层的崩溃、微裂缝漏水和排水设施的阻塞或失效时, 预应力筋就会可能受到腐蚀作用。而塑料波纹管能为预应力筋提供一种远远优于金属波纹管的屏障保护作用, 能防止有害物质穿透管道的污染, 从而保证了后张预应力结构具有更好的耐久性。
2) 同等条件下, 塑料波管预留孔道的摩擦系数明显小于金属波纹管预留孔道的摩擦系数, 减小了张拉过程中预应力的摩擦损失。一般地, 塑料波纹管的摩擦系数取0.14, 而金属波纹管的摩擦系数取0.25。
3) 塑料波纹管的强度高, 不怕踩压, 不易被振捣捧凿破, 其密封性能和抗渗漏性能高于金属波纹管, 更适用于真空压浆。
4) 塑料波纹管具有更好的耐劳性能, 能大大提高构件的抗疲劳能力。
5) 塑料波纹管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。
6) 塑料波纹管在使用时要与传统金属波纹管相比要配套有专用的各类接头, 接头连接紧密, 加之真空辅助灌浆的新工艺, 能解决目前日益超长的预应力孔道成型、预应力张拉延伸不足和孔道灌浆难于饱满的问题 (见图1) 。
3.2 真空压浆的施工设备
除了须备有普通压力压浆所需要的搅浆机、储浆斗、压浆泵及附属配件外, 采用真空压浆工艺还须配备一台抽真空用的真空泵及附件, 真空压浆施工的设备连接顺序如图2、图3。
3.3 真空压浆的施工步骤!"
1) 张拉施工完成后, 切除外露的钢绞线, 在压浆前24h～48h内进行封锚, 封锚时注意安装、引出压浆管和排气管。
2) 检查搅浆机、压浆泵、真空泵及附属配件的性能, 确定要压浆的孔道的抽真空端和压浆端, 把真空压浆的施工设备按顺序连接。
3) 按经过试验室试验确定的水灰比开始搅拌水泥浆, 现场测定水泥浆的稠度、泌水性, 看是否达到技术指标要求, 否则要重拌水泥浆, 直至符合要求为止。
4) 关闭阀门3, 打开阀门2、阀门4, 启动真空泵开始抽真空, 使真空度达到-0.06MPa～-0.1MPa, 并保持稳定。
5) 真空度稳定在-0.06MPa～0.1MPa之间约5min后 (真空度稳压时间可根据孔道长短而定) , 打开阀门1, 启动压浆泵, 开始压浆。压浆泵的压力维持在0.5MPa～0.7MPa内, 压浆过程中, 真空泵要保持连续工作。
6) 待抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时, 打开阀门3, 同时关闭阀门4, 让水泥浆从阀门3处流出, 当流出的水泥浆稠度与压入孔道内的浆体相当时, 关闭阀门2, 随后关闭真空泵。
7) 压浆泵继续工作, 在压力0.5MPa～0.7MPa下, 持压1min～2min后, 将从锚板内引出的孔道排气管阀门关闭。
8) 关闭压浆泵, 关闭阀门1, 折起从锚板内引出的孔道压浆管, 完成压浆。
9) 完成当日压浆后, 拆卸外接管路及附件, 将所有沾有水泥浆的设备及附件清洗干净。
4 真空压浆在李集大桥的应用情况
李集大桥的预应力系统为纵、横、竖三向预应力, φ115mm纵向孔道单根长10m～90m, 横向孔道长11.75m, φ50mm竖向孔道长2.2m～6.5m, 梁段孔道压浆除竖向预应力外, 其他均采用真空压浆工艺施工, 采用真空压浆工艺后, 优化了水泥浆的配比, 保证了压浆的饱满度, 并大大缩短了压浆时间。李集大桥的孔道压浆质量控制是比较理想的。李集大桥孔道压浆的水泥浆设计标号为M50, 采用华新42.5普通硅酸盐水泥, 外加剂采用安徽滁州PYC-Ⅱ灌浆剂, 在试验室进行试配。
竖向预应力采用普通压力压浆施工工艺。水泥浆的试验室配合比报告如表1。
经比较, 选择1#配合比指导施工。
采用真空压浆施工工艺的纵横向预应力, 水泥浆的试验室配合比报告如表2。
经比较, 选择2#配合比指导施工。
从两种不同施工工艺所选择的施工配合比可以看出, 采用真空压浆工艺, 压入孔道内的水泥浆得到了优化:指导施工的水泥浆的水灰比由普通压浆的0.40降低至0.34, 流动性由18s减缓至25s, 浆体流动性减缓即意味着浆体收缩率的减小, 使压浆后的孔道更饱满密实。在施工中, 在孔道的一端抽真空使之产生负压, 在压浆端施加正压力, 压浆过程连续且迅速, 压浆时间大大缩短, 孔道越长, 真空压浆在缩短压浆时间上就越明显。
以李集大桥的纵向孔道 (孔道直径φ=115m) 为例, 箱梁1#块纵向T1号孔道单根长为16m, 采用普通压力压浆, 水泥浆水灰比为0.40, 稠度为17s, 从开始压浆至压浆饱满, 用时约5min;箱梁12#块T14号孔道单根长为90m, 采用真空压浆工艺, 水泥浆水灰比为0.34, 稠度为25s, 从开始压浆至压浆饱满, 用时约20min, 真空压浆工艺在缩短压浆时间上是显著的。
5 用真空压浆工艺应注意的问题
为控制孔道压浆的质量, 结合施工中出现的情况, 在真空压浆施工中应注意以下问题:
1) 压浆前孔道两端的封锚要符合密封要求, 使孔道在压浆时的真空度得到保证, 注意压浆管和排气管的安装引出。
2) 若压浆孔道为曲线, 应在波纹管每个波峰的最高点靠同一端设立泌水管, 泌水管为钢管, 高出混凝土200mm。
3) 输浆管应选用高强橡胶管, 橡胶管的抗压能力≥1MPa, 带压压浆时不易破裂, 连接要牢固, 不得脱落。
4) 搅拌后的水泥浆进入储浆斗之前应通过1.2mm筛网进行过滤, 水泥浆在压入孔道前必须做稠度、泌水性实验, 符合技术指标要求后方可进行压浆。
5) 抽真空用的真空泵为水循环式SZ-2型真空泵, 启动真空泵前, 检查进水管是否连接好, 应注意进水阀门是否打开 (否则容易把泵烧坏) , 真空泵启动时应注意泵是否正转。
6) 压浆工作宜在灰浆流动性下降前进行 (约30min～45min内) , 单根孔道压浆要连续, 直至完成。
7) 真空泵应有专人操作, 压浆过程中要注意抽真空用管中阀门2、阀门3、阀门4的启、闭;单根孔道压浆完成后, 应先清洗空气滤清器及抽真空用管, 再进行下步操作;清洗空气滤清器及管道时可在进、出水管连接正常下使真空泵反转, 直至清洗干净为止。
6 结语
作为后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术, 真空压浆也存在其不足之处, 真空压浆的施工设备须增加一台真空泵及其附属配件;在技术上要求孔道密封而要求孔道成型采用塑料波纹管 (塑料波纹管每延米采购价约为铁皮波纹管的3倍) , 增加了资金投入, 真空压浆工艺在施工操作程序上略显繁琐;此外, 真空压浆施工在对长度短、孔道直径小 (如箱梁横向) 的预应力孔道压浆时反而比普通压力压浆耗时。
但真空压浆工艺在孔道压浆的施工质量控制上是比较理想的, 在李集大桥压浆施工中, 我们对普通铁皮波纹管普通压浆和塑料波纹管真空辅助压浆进行了对比, 采用真空辅助压浆后, 预应力孔道中没有出现过管道堵塞、压浆不饱满的情况, 真空压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。
参考文献
压浆技术工艺 篇6
1.1 工程概况
长庆桥车站位于庆阳市宁县长庆桥镇,长庆桥车站站房在车站的中心位置,建筑面积:2970.67m2。采用全现浇钢筋混凝土框架结构。主体建筑为地上两层。基础采用桩基础,共计68根,桩径0.8m,桩长不小于7m,设计为端承桩,桩底持力层为粗圆砾土,桩端伸入持力层不小于800mm。采用机械钻孔水下灌注桩身混凝土,成桩后进行桩底压浆工艺。站房位置地质情况自上而下依次为:(1)粘质黄土:层厚3.4~3.8m,黄褐色,以粉粒为主,土质不均,硬塑为主,硬塑fak=120kpa,Ⅱ级普通土,地下水位附近存在软塑土层,软塑fak=80kpa。粘质黄土具Ⅰ级非自重湿陷性,湿陷性土层厚度2~3m。(2)细圆砾土:层厚2.4~3.0m,褐色,主要成份为微风化砂岩、灰岩,饱和、中密,Ⅱ级普通土,fak=400kpa。(3)粗圆砾土:层厚3.0~5.0m,灰褐色,主要成份为微风化灰岩、砂岩,饱和、中密,Ⅲ级硬土,fak=500kpa。(4)地下水埋深2.4~3.6m,为第四系孔隙潜水,主要通过大气降水补给,地表水不发育;地下水对圬工具硫酸盐侵蚀性,环境作用等级H1。
1.2 桩后压浆加固的原理
1.2.1 改善持力层条件、提高桩底的承载力
桩周围的土体在成孔过程中都会受到扰动,且清孔后孔底也会留有沉渣和泥浆,从而降低了桩底土体的强度。而成孔后压浆将桩底持力层一定范围内松散的土粒以及碎石和空隙等胶结成一个高强度的结合体,从而改善了持力层的物理力学形成。在压力的作用下,水泥浆在单桩区域由桩端土体空隙扩散到四周等于增加了端部直径,而扩散到下端等于增加了桩长。对于群桩区域,所有浆液连成一片使得桩端土体成为一个整体,因此提高了桩底的承载力。
1.2.2 提高桩侧摩阻力
桩孔灌注桩与桩周围土体存在的空隙以及孔壁泥皮阻碍桩身与桩周围土的结合都降低了桩侧摩阻力。泥浆在压力作用下,从桩端沿着桩身和土层的结合层上返,通过渗透、胶结以及充填等作用置换填充空隙以及置换泥土,大大提高了桩侧的摩阻力。此外,泥浆通过横向渗透到桩侧土层起到了增大桩径的作用,从而改善了持力层的受力状况和荷载的传递性能。
2 施工工艺
2.1 施工准备
2.1.1 施工人员配置表(表1)
2.1.2 施工设备、机具配置表(表2)
2.2 压浆管的埋设
在每根需要桩后进行压浆处理的灌注桩处设置两根压内径为3-5cm白铁管作为压浆管。下端插入孔底40cm,且长度满足桩底压浆要求。压浆管管顶与钢筋顶平齐且对称布设在钢筋笼上,并将锥形单向阀安装在管底段。在下钢筋笼时,注意保护好单向阀不被损坏,压浆管顶口要堵塞牢靠,防止杂物及泥浆掉入压浆管内,确保管路畅通。
2.3 压水试验
成桩三天后,利用压浆泵给1#压浆管注入清水冲洗孔底泥浆,直到2#压浆管冒出清水为止。压水试验不仅能够疏通压浆管,还能根据试验结果对压浆参数进行调整。
2.4 桩位压浆顺序的选择
最好整个桩群一次性压浆,且先压周圈桩在压中间桩。采用两根桩循环压浆,先压第一根桩,压浆量占总量70%作用时给第二根压浆,然后为第一个桩的另外一根管和第二根桩的另一根管,这样能够保证同一根桩两根管压浆时间间隔30-60min以上,以保证水泥浆在土体中充分的扩散时间。
2.5 压浆施工
灌注桩成型14天且混凝土强度达到80%以上后,用超声波或小应变检测桩,然后桩底压浆。用压浆泵将配好的水泥浆液输入到压浆管,通过管底的单向阀门,高压浆液进入桩底土中,控制水泥浆液水灰比为0.55作用且使用42.5级普通硅酸盐水泥。正式压浆前,检验水泥浆液的流动性、稳定性以及浆液浓度调整时机等施工参数。在桩底的压浆过程中,压浆浓度都经历由稀浆向浓浆变化的过程。,由于稀浆渗透性很强,因此可以扩大桩底压浆的加固范围;浓浆则对于提高桩底压浆加固区强度很有帮助。合理确定压浆压力、浓度等并控制合理的变化范围,以确保压浆的质量,此外,注入的压浆量以及最终压力还应当兼顾设计的要求。
2.6 终止压浆标准
(1)压力控制:桩底压浆压力不超过8Mpa,当达到压力但是压浆量不满足设计要求时,可采用稳压间隔式压浆工艺,稳压静置10分钟以上,仍旧压不进去则停止压浆。(2)装侧壁冒浆且压浆量满足要求则停止压浆;若桩侧壁冒浆很少可继续压浆到压浆量为止。(3)桩体上抬量不得超过3mm,超过3mm的无论压浆量多少、压浆压力多大即停止压浆。(4)压浆量的控制:直径为800mm的桩,当桩底压浆了达到2.0m3时,无论压力多少都停止压浆。
3 质量控制
3.1 质量标准
(1)主控项目:使用的水泥品质、标号,水泥浆的水灰比、水泥加固土的掺入比和外加剂的品种、掺量;压浆量、压浆压力;设计及规范要求进行单桩荷载试验,检验其承载力。(2)质量标准:桩底压浆为实测项目。
3.2 钻孔桩桩后压浆现场记录表(表3)
4 压浆效果分析
静载试验情况如下:长庆桥车站站房桩基单桩极限荷载值分别为(采用桩后压浆技术):A-11-1单桩极限荷载值:3150KN;D-9-1单桩极限荷载值:2992KN;D-1-1单桩极限荷载值:3203KN。长庆桥车站加压泵房桩基单桩极限荷载值分别为(未采用桩后压浆技术):A-2单桩极限荷载值:1680KN;B-1单桩极限荷载值:1700KN;B-2单桩极限荷载值:1760KN。以上两栋房屋的地基处理均为钻孔桩,设计的桩径、桩长都相等,地质情况相同,实验结果为:(3150+2992+3203)÷(1680+1700+1760)=1.81,即,桩后压浆的桩较常规桩的承载力提高了1.81倍。故,桩后压浆能使桩的承载力有大幅度的提高,施工工艺可行。
5 总结
(1)应用桩后压浆技术可提高桩的承载力,从而减短桩的设计长度,可节约建设资金。(2)在桩基工程的施工过程中,往往由于某种原因导致少量桩的承载力不满足设计的要求,而桩后压浆技术为废桩的再利用创造了生机。对于不满足设计要求的桩采用桩后压浆技术进行及时的补救,除了施工设备简单以及处理效果好外,还具有成本低廉的优势。(3)桩后压浆不仅能够改善桩底和桩周的持力条件,还能够有效的提高桩底承载力和桩周的摩阻力,从而大幅度提高单桩承载力的同时还减少了桩的沉降量,并且具有工艺和压浆设备简单以及施工方法灵活的特点,因此,便于普及和推广。(4)由于能够降低工程造价,同时缩短施工工期,所以,在“BT”项目中,可建议设计单位采用桩后压浆技术,会有显著的经济效益。
摘要：本文结合工程实例,主要介绍了钻孔灌注桩桩后压浆的施工工艺以及施工的质量控制。
关键词：钻孔灌注桩,桩后压浆,承载力,效果
参考文献
[1]沈克金,马军,杨红轩.某水库坝基帷幕灌浆施工浅析[J].西部探矿工程,2008(06).
[2]马军,沈克金,杨红轩.某水库塑性砼防渗墙施工技术与实例[J].西部探矿工程,2008(06).
一种新的预应力管道压浆工艺 篇7
关键词：桥梁工程,预应力管道压浆,真空压浆,新工艺
0前言
对预应力管道压浆的传统工艺中存在一定的结构缺陷, 如浆体不密实、不饱满, 有气泡甚至局部形成孔洞, 浆体强度较低, 同时因为局部不密实和孔洞使水份和氧气有可能渗入预应力筋, 预应力筋在水份和氧气长时间的作用下产生锈蚀, 对桥梁的使用安全和耐久性有很大的影响。中江高速公路 (江鹤高速公路) 全线桥梁多, 结构形式也较多, 在后张法梁板的几个大型工程, 如西江特大桥、江门大桥中江一标预制厂、江鹤五标预制厂等, 对管道压浆采用了一种新型的压浆工艺———真空压浆。本文通过这些工程的实践, 介绍这种注浆新工艺。
1 真空压浆工艺的历史和工作原理
早在上世纪90年代, 欧洲和北美已经普遍采用真空灌浆技术, 取得了良好的效果;我国在本世纪初也在某些大型桥梁上开始使用真空压浆工艺。国内有的资料上叫做真空吸浆, 其工艺特点是重在“吸”, 但真空压浆除了有“吸”的工艺, 还通过设备主动压浆使得工艺进一步完善, 效果也就更好。
真空压浆就是在接近真空的状态下进行压浆。即通过抽真空手段, 使在预应力管道内达到一定的真空度。一般情况真空度达到80%以上, 管内形成-1.0MPa左右的负压, 然后通过压浆设备以一定的压力将水泥浆压入预应力管道, 在管道内形成致密高强的浆体。
2 真空压浆的优点
和以往的普通压浆工艺相比, 真空压浆由于工艺上的改进和水泥浆性能的改善, 使施工质量大为提高。主要表现在以下几个方面:
2.1 密实度和强度增加
预应力管道在压浆前处于一定的真空状态, 原来残留的水珠和大部分空气被抽出, 使在浆体内气泡和水泡形成的机会大大减少;而在注浆过程中的负压保持, 使水泥浆拌和过程中产生的泡沫在压入管道后能被抽出, 浆体的气泡、空隙形成机会大大减少, 密实度和强度都增加。
2.2 浆体强度提高
采用真空压浆, 其水泥浆的性能可以大大改善, 水灰比大幅减小, 浆体强度可以达到很高的程度。
普通压浆方式的水灰比一般在0.4~0.45左右, 稠度也在22s以下, 试件强度在30MPa~40MPa之间, 普通浆体容易产生离析、泌水, 硬化后收缩大, 因而产生较多的空隙、水泡气泡甚至孔洞;要达到50MPa以上强度时必须使用52.5以上的高标号水泥或降低水灰比。但一味地降低水灰比, 其稠度过大, 会使压浆工作难以进行, 稍有不慎就容易造成压浆管道堵塞或抽浆不起来。如果局部孔道稍有堵塞, 更容易使预应力管道压浆工作失败, 处理起来更麻烦, 造成较大的损失。
而采用真空压浆, 在可以保证顺利压浆的条件下, 大大调整水泥浆性能。在中江高速公路西江特大桥采用的水泥浆试验参数见下表1:
实践证明, 该水泥浆稠度大, 泌水少, 少量的游离水可以在水泥浆水化期间全部吸收, 浆体收缩小、强度高, 不会在浆体内形成水泡和孔隙。
2.3 浆体更致密
因为真空负压以及压浆的正压力所产生的压差, 使浆体在低水灰比低流动性的条件下能够快速顺畅地通过管道;由于管内真空条件, 可以使水泥浆充满每个空隙, 在压浆后期停抽真空后保持压浆压力的阶段, 使得浆体挤入每个细小空隙并使浆体更为致密。
2.4 真空压浆工艺采用聚乙稀塑料波纹管
真空压浆的工艺要求采用高强高密度耐高温的聚乙烯塑料波纹管 (通过中江高速公路总监办中心实验室的试验数据表明, 该波纹管在80℃时可以保持原来的强度且不变形, 在超过120℃时开始产生塑性变形和软化, 完全能满足桥梁波纹管的要求) , 其良好的绝缘性能可以有效减少钢绞线的电化腐蚀, 加上高致密性的浆体也可以防止氧气和水份对钢绞线的锈蚀, 从而提高预应力结构的安全性和耐久性;真空压浆也可以采用传统的金属波纹管作为预应力管道, 但必须认真注意管道的密封性。
3 真空压浆的设备及工艺要求
真空压浆除普通压浆工艺外, 关键是真空度的实现。真空度的实现通过抽真空设备以及密封系统来完成, 所以必须增加一套抽真空设备和必要的密封部件。
3.1 设备及材料
除了普通的压浆设备、水泥净浆配制设备外, 还必须配备抽真空设备及辅助管道、压力表、控制盘、开关阀门、密封罩等, 一套齐全的抽真空设备费用在2万元左右。采用的抽真空设备是柳州欧维姆机械有限责任公司生产的ZKB120型水环式真空泵, 配备过滤器、观察管等。在西江特大桥及江鹤五标预制小箱梁全部采用的高密度高强聚乙烯塑料波纹管;但西江桥和江门大桥主桥依旧采用金属波纹管, 效果良好。
3.2 工艺过程
3.2.1 切除纲绞线并冲洗管道
预应力钢束张拉完成后, 按照封锚和封端要求切除钢绞线, 冲洗管道, 并用高压空气吹洗干净。
3.2.2 密封
短管道主要密封工作在封锚端, 而对于长度很长、管道曲线较大的, 须在管道最低点和最高点留设排气、排水、排浆的辅助管道, 也要注意密封好, 保证抽真空达到足够的负压。在封锚端一般采用2种密封形式:a、密封罩:密封罩比锚具稍大, 能罩住整个锚具及切割剩下的钢绞线头, 用锚垫板上的安装孔用螺栓固定 (注意必须采用密封橡胶垫, 橡胶垫上均匀涂抹玻璃胶加强密封效果, 刚开始时采用黄油密封, 但在抽真空时因为负压作用, 有的黄油被吸入管道内, 对钢绞线有污染, 所以用黄油的方式不妥) , 密封罩密封密封效果较好, 速度快, 密封后半个小时就可以进行抽真空作业, 且密封罩可以多次使用。因此, 采用密封罩方式较多。第二种办法是用高标号水泥砂浆封锚, 为保证密封效果, 封锚厚度须保证20cm左右, 封锚24h后才可以进行抽真空作业。由于封锚砂浆养生难以控制, 容易产生一些裂纹而影响密封效果, 同时因封锚太厚, 封端时必须将该处砂浆凿除一部分, 必将碰触锚具, 容易造成滑丝等其它问题。
3.2.3 压浆前准备
压浆前的准备工作有安装真空泵机组、抽真空端的开关、抽气管道、观察管道、压力表、空气滤清器、排浆阀及普通压浆系统, 同时对管道密封情况进行检查, 检查无问题后即可准备抽真空。
3.2.4 抽真空及配置浆液设备准备妥当后, 关闭
吸气开关以外的所有阀门, 开始抽真空, 使真空度达到-0.8MPa以上, 并保证在停机1s时间真空度不低于-0.6MPa (如果无法保持, 说明密封效果不好, 应立即检查密封系统, 直至达到负压要求) 。在负压满足条件后立即按照试验确定的水灰比拌制水泥净浆, 由于该水泥浆的水灰比小、流动性差, 在进入压浆设备前必须不停的搅动。
3.2.5 压浆
在真空度满足要求, 浆液配置充足后, 启动注浆泵 (注意刚开始的浆液不能直接注入管道, 先排出观察, 达到正常浓度后慢慢打开进浆阀门, 关闭观察阀) , 开始往管道内压浆。在压浆过程中, 真空泵必须连续工作, 且保证一定的负压。
3.2.6 停抽真空和保压
在真空泵与抽气管道中设置一段透明加筋管道, 也可以用玻璃管道, 作为观察管道。如果看到观察管道内有水泥浆通过, 立即关闭吸气开关, 防止水泥浆进入空气滤清器, 停抽真空。同时打开排浆阀和排气阀 (此时压浆不能停止) , 水泥浆溢出, 当溢出的水泥浆浓度和压入的浓度一致时关闭排浆阀和排气阀 (此时排气阀流出的也是浓浆) , 按规范要求在1.0MPa的压力下保持2min, 再关闭进浆阀, 压浆工作完成。
3.2.7 工后清理工作
压浆工作完成, 立即清洗设备或转入其它压浆, 注意密封罩应在压浆完成2h~4h拆除, 管道上的阀门设备也要在水泥浆终凝完成后才能拆除, 拆除后立即清洗, 进行必要的检查后才允许重复使用。
4 真空压浆的注意事项:
4.1 真空度达到要求
真空度的实现关键在于密封工作, 在锚头位置的密封必须细致。如果管道很长, 需要设置多处排浆和排气管, 同样必须做好这些位置的密封工作, 以保证真空度达到规定要求。
4.2 准备工作充分
准备工作必须充分, 指挥协调有序。各道工序衔接娴熟顺利, 尤其是抽真空、注浆、关阀、停抽真空、排浆、关阀、保压工作必须流畅, 阀门的操作不得随意, 要及时、迅速, 以保证负压状态压浆和足够的保压阶段。这样浆体才能充满所有间隙, 浆体才能致密, 达到高强度、高致密性要求。
4.3 检查和保养设备
设备、阀门要勤检查和保养, 及时更换有问题的管道和阀门。工作过程中不能出现故障, 严格按照操作规程操作, 保证工序顺利。
4.4 外加剂
水泥浆的配置要以试验为前提, 相应加入与水泥适应性相匹配的外加剂, 如膨胀剂、塑化剂等。配置时用料准确, 保证浆液性能符合试验要求, 才能保证浆体达到预期的高强度和高致密性。
5 结语
为了准确了解浆体的质量情况, 在中江高速公路西江特大桥做了一片试验梁, 梁长20m, 预应力管道成曲线布置。到龄期后进行破坏性检查, 在所有浆体内没有出现以往的那些气孔和气泡, 浆体致密、饱满、均匀;在曲线位置最高的管道内也没有出现气室, 浆体与管道贴合良好;同时钢绞线与浆体握裹良好, 单根钢绞线的钢丝内也布满水泥浆。在对施工中抽取的试件平均7天强度达到56.8MPa, 28天强度72.6MPa, 表明真空压浆取得了良好的效果。通过实践证明, 真空压浆工艺比普通压浆工艺更为合理。只要水泥浆严格认真配制, 抽真空及压浆过程操作认真, 工序衔接顺畅, 压浆形成的管道内浆体饱满、密实、均匀、高强度, 有效的减少水泡、气泡, 大大减少后期预应力损失, 减少预应力筋的水化、氧化腐蚀;加上绝缘管道的使用, 也会减少电化腐蚀的可能性, 为预应力体系的安全性、耐久性提供了良好的保障。真空压浆工艺值得推广应用。
参考文献
[1]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范[S].