智能压浆技术

智能压浆技术（共10篇）

智能压浆技术 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].

建筑桩端后压浆关键技术分析 篇2

的稳定性方面效果显著。同时，桩端后压浆技术操作简单，因此在现代建筑工程施工中应用较为广泛。

【关键词】建筑工程；灌注桩；作用；参数；工艺

Pile Grouting after key technical analysis

Guo Fei-yi

（Hebei Kang Enterprise Construction and Installation Co.， Ltd Handan Hebei 056000）

【Abstract】Post Grouting technology for Piles with pile complement each other， play a reinforcing effect， can effectively improve the bearing capacity， especially in improving the high-rise building foundation

The stability results are obvious. Meanwhile， the pile grouting technology side simple operation， so in modern building construction is widely used.

【Key words】Construction work；Pile； effect；Parameters；Process

随着我国建筑业的迅速发展，高层建筑项目越来越多，面对日益加大的建筑荷载，对于建筑基础部分的承载能力提出更高的要求，特别是在一些特殊地质条件下，要求更加严格。因此，桩端后压技术在建筑工程建设中发挥了重要作用，并得到了推广。

1. 桩端后压浆法适用的地质条件

桩端后压浆法一般适用于砂砾碎石层、卵石层等地质条件，碎石含量应在50%以上，碎石、卵石和土的粘合力差，本身较为坚硬，分散均匀，如果采用桩端后压浆法，要注意其厚度能够达到规定值。

2. 加固机理

在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设，桩砼的强度达到规定值，把有聚合作用的浆液经过压力推动，穿过管道进入碎石地质中，把原来没有凝和，松散而分离的石头，土，杂质等粘连在一起，与泥浆融为一个硬度较大，承重能力较强的整体，扩散过程本身作为根系的原理，向下方和两侧扩展，而群桩更将底层连接起来，使所有成分融合在一起，进而使得无法达到受力标准的碎石也具有了承载能力，在灌注桩工艺开展时，不管怎样进行清孔，依然会留下沉渣，只是数量多少的问题。初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，提升该地区的紧密效果，使承受能力变

大，浆液出现上泛的过程减少了泥皮问题的产生，使得桩稳定性，另外，浆液的水平渗透具有提升固体直径的效果，这几种方法能够显著提升桩的稳固性。其效果不容忽视。

3. 压浆参数的设定

压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，因为地质条件的差异，工程的参数标准上也有差异，工程桩工艺开展以前，要参照从前的工作经验，初设定一个参数值，根据这个值进行试验操作，试验得到最佳效果后对于桩的状态进行测验和记录，得到最终参数。

3.1 水灰比。

水灰比是一个范围值，通常不应该设置的太大或者是太小，如果太大的话，就会干扰到压浆活动，但是太小的话，在压力的影响下，就会发生离析现象。一般数值的选取在015～017 左右。

3.2 压浆量。

压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石含量以及桩间距有关，取决于碎石层的孔隙率，在碎石层碎石含量为50%～70%，桩间距为4 ～ 5m的条件下，压浆量一般为115 ～ 210t。它是控制后压浆施工是否完成的主要参数。

3.3 闭盘压力。

闭盘压力是指结束压浆的控制压力，通常说来，对灌注桩的压浆量的掌握控制，一定会参照通过试验得到的参数值，但也应考虑压浆的动力带来的情况变化，压浆量与计划不符，而压力超过时就要静止压浆工作，压力太大可能发生离析而使管道无法畅通，另外，压力太大对碎石层造成过大压力，可能反倒推动桩上升，一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa. 参照事先计划好的参数值（通常根据相似工程值设定），开展桩体施工，合格后检验静载结果，并计算出本次压浆的参照值，经过审核判定，就可开展工作。

4. 后压浆施工工艺

4.1 施工工艺流程。

灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩→混凝土后压浆施工。

4.2 施工要点。

4.2.1 压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（俗称花管），在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个）、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。

4.2.2 压浆管的布置。将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。

4.2.3 压浆桩位的选择。参照从前的经验，水泥浆通过压力进入到内层中，所进入的面积和深度都较广，为了杜绝某些薄弱点成为泥浆的突破口，灌注工艺3～7d以后才能开始压浆，并且四周8m内区域内已经停止钻孔工艺，而周围砼浇筑工作都要超过3 天时间。

4.2.4 水泥浆液的制作：压浆水泥浆液采用普通硅酸盐P.O42.5制作，第一盘水灰比为0.7，第二盘加大水泥用量，水灰比变为0.5直至压浆结

束。水泥浆液应经过筛网过滤，防止有未搅开的水泥颗粒堵塞压浆管。

4.2.5 压浆施工顺序：压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩；压浆时采用2根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%（111 ～ 114t水泥），压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1根桩的B管和第2根桩的B管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30 ～ 60min以上，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。

4.2.6 压浆量、压浆压力和压浆控制标准：因压浆量无成型的理论计算公式，并且不同的地质条件压浆量也会不同，经专家分析论证，该工程单桩压浆量可控制在0.8～1.2t水泥之间。压浆压力在1.5MPa～2.5MPa之间。压浆时采用控制压浆量和控制压浆压力的双控办法，优先控制注入水泥量在0.8t～1.2t 之间，其次控制压力，即压浆无明显吃浆现象且压力持续上升到2.0MPa即可停止压浆。

5. 压浆施工中出现的问题和相应措施

底部管阀防水胶布和密封橡皮破损。管阀加工时，要严格保护防水胶布和密封橡皮，在钢筋笼吊放过程中，严禁扭笼、墩笼、撞笼，主要要缓慢竖直下放钢筋笼，在钢筋笼接近桩底时，严谨扭动钢筋笼，在进入土层时必须严防管阀受到损坏；如在浇筑混凝土过程发现管阀破损，应在混凝土浇筑完毕24h后，用清水冲洗管阀，后注浆时，应先施工该注浆孔，后再施工其它孔。

5.1 喷头打不开。

使用超过10mpa的压力不能打开喷头，则可以判定喷头已经出现故障，不能再继续施压，选择其它管，使该管的缺失量得到补充。

5.2 出现冒浆。

压浆的过程会发生水泥浆液溢出的情况，如果溢出点在地面或者另外的桩体中出现，则说明底部已经较满，无需继续压浆，如果溢出的位置是该桩的旁侧，也基本可以判定为压浆完成，如果溢出点在本桩旁侧但是压浆量不多，就要把该管使用洁净水进行冲洗干净，第二日待已经压入的水泥浆发生终凝，溢出孔道已经出现阻塞再行压浆。

5.3 注浆中断。

一旦发生注浆中断，应立即查明注浆中断原因，并采取排除故障的有效措施，故障排除后要尽快恢复注浆，先从注稀浆开始恢复注浆，逐级增加浆液浓度，若注浆压力大幅度上升，进浆量明显减少，短时间内即注浆结束，很可能是杂物堵塞被注介质内的裂隙，此时，应立即重新扫孔和冲洗，扫孔及冲洗后再进行注浆，若注浆效果仍无改善，则先间歇一段时间，再在在附近钻孔补注，若恢复注浆后，当进浆量已接近中断前的进浆量，则可尽快恢复到中断前的注浆稠度。

5.4 桩体上抬和地面隆起。

在进行桩端后注浆时，应时刻观测地面和桩顶是否发生隆起，若发现地面有隆起或桩体有明显上抬，则应立即降低注浆压力继续灌注，同时查明导致地面隆起和桩体上抬的原因，采取相应措施解决桩体上抬和地面隆起。

5.5 注浆达不到结束标准。

压浆过程最好一次完成，利用群桩，调整施工封闭圆，在中间开始工作，这有助于压浆效果的提升，如果发现单个压浆量无法完成效果，可以采取以下措施解决问题：a. 通过采用加大水灰比来提高浆液的浓度，同时加入速凝剂（如水玻璃等），此外，要严格控制浆液的凝胶时间；b.采用间歇注浆的方式，间歇时间长短和注浆材料用量需要根据地质条件和注浆目的来决定，间歇注浆可以促使浆液在静止状态下沉积；c.采取措施促使浆液中的颗粒尽快沉积，比如：尽量减小浆液在裂隙中的流动速度，降低注浆压力，限制浆液流量；d.对于地下水丰富的区域，宜采用反复间歇注浆办法，对于填充注浆，可采用专门的注浆设备进行注浆，并在浆液中加入砂等粗粒料。参考是否可以增大临近桩的压浆效果，弥补其不足。

6. 结语

地质情况的不同导致了施工条件的不同，可以说没有两个工程压浆参数是完全一样的，所谓的预设参数也是根据工程的相似性来设定的，最终得到的参数应当是试验桩的测定结果，我国这方面的工艺落后，因此经验的积累需要时间和技术的提升，加之善于总结，最终形成完善的技术系统。灌注桩工艺加上后压浆办法，使得桩体的承受能力增强，效率提高，节约花费，因此，在适当的条件下，进行压浆工艺的推广前景良好。

参考文献

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[5] 李桂池. 钻孔压浆成桩法施工工艺[J]. 建筑技术1993（3）.

智能压浆技术 篇3

压浆技术在桥梁施工中有重要意义,据统计,由于压浆不密实导致的预应力提前丧失致使桥梁结构毫无征兆地突然坍塌的案例比比皆是,桥梁坍塌的危害不言而喻。比如,某大桥工程建成后仅使用2014年就出现了坍塌问题。在事故后的调查报告中,可以发现,管道压浆不密实,预应力机构就无法得到保证,最终导致桥梁耐久性不足,于是发生了突然坍塌的事故。“短命”桥梁普遍存在压浆不严的问题,采用的智能压浆新技术新工艺,能够精确控制有效预应力大小,提高压浆密实度与充盈度,能有效提高桥梁安全度,具有重大的意义。

1 智能压浆技术概述

大智能压浆系统是由主机、测控系统、循环压浆系统共同构成。浆液通过持续循环进而排除由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内的空气,消除压浆不密实的可能原因的发生;在管道进、出浆口分别对应给对系统主机,供其进行分析判断,根据主机命令具体内容,测控系统对压力与流量进行计算整理,在施工技术规范要求下,确保预应力管道完成压浆过程,同时确保压浆饱满和密实;进、出浆口压力差是否恒定是判断主机管道是否充盈的重要依据。智能压浆技术采用的是现代计算机技术,对整个工程项目建设中的压浆过程进行管控,并且采用浆液循环模式将管道中的杂质和空气有效排除,整个过程无需人工开泵、人工手动补压,施工过程中的压浆工艺实现了智能化;还具有浆液满管路持续循环排除管道内空气、能够准确控制压力和调节流量等功能;准确控制水胶比;一次压注双孔,提高工效;实现高速制浆,规范搅拌时间;监测压浆过程,实现远程管理;系统集成度高,简单适用等特点与功能,能够保证压浆饱满密实,有效提升建筑结构耐久性。从应用效果来看,智能压浆技术、产品具有经济实用性强、操作轻便灵活以及操作简单等特点,可实现多种专用配件任意组合应用,不仅可以有效满足基本的工程建设压浆施工作业需求,而且还可以搭配先进的技术配件完成一些精确要求、施工质量要求较高的任务。

智能压浆能够有效避免预应力筋受锈蚀,也是加强桥梁结构耐久性。在桥梁建设施工的过程中,预应力筋一般通过水泥浆和混凝土混合而成,是完整的不可分割的整体,预应力筋能够提高使锚固的可靠性,进而提高桥梁结构物的抗裂性能和承载能力。智能压浆能够极大提升孔道压浆密实度,保证梁体中的钢铁与钢绞线不易锈蚀,能有效提高预应力结构的耐久性,提升建筑工程的质量,是该领域最先进的施工工艺。在施工过程中,预应力管道压浆不密实达不到标准,将会严重影响桥梁结构物的耐久性,更严重影响整个桥梁建设的质量和耐久。而在施工中运用智能压浆系统,就能够成功地解决上文提出的问题。

2 常用压浆方法的缺陷与智能压浆技术的优势

(1)常用压浆方法的缺陷。传统的压浆方法的缺陷主要包括传统压浆技术无法将管道内的空气全部排出,在管道内遗留气室或空气仓;材料质量及用量控制不标准,为增加浆液流动性,施工中往往采用加水的方式,使得泌水率超出标准。两者共同作用,便形成导致钢绞线锈蚀的环境。一般真空辅助压浆在理论层面上可以充分排出管道内存留的空气,但由于封锚效果一般,导致管道内部无法建立真空度,在孔道的两端出现高度差额较大的情况,孔道最高点顶部依旧会出现空洞,当孔道发生倾斜时,在倾角处浆液会产生先流现象。所以,传统的真空辅助压浆无法从根本上解决注浆的密实度问题。(2)智能压浆技术的优势。智能压浆技术,其灌浆过程由计算机实现精准控制,人为、环境因素的影响效果非常低,所以具有传统技术无可比拟的技术优势。在桥梁建设中采用智能压浆系统,避免了孔道内空气排不尽、浆液无法适应施工要求、压力不够等多种问题,更解决了压浆不密实、压浆质量过低的常见质量问题。由于智能压浆技术运用了密封盖加弹性垫片的技术,同时解决了锚头密封的顽固问题。另一方面与传统的压浆技术相比,智能压浆系统成功的免除了人为因素干扰,有效保证桥梁工程施工质量也提高了技术平均水平,满足施工要求,稳定了灌浆压力,保证了灌浆的持续时间,总的来说,成功地实现了压浆密实工作目标,提高了桥梁建设的质量和效益。

3 智能压浆系统在桥梁建设中的运用

3.1 智能压浆技术在桥梁建设中的运用步骤

(1)检查设备录入注浆参数。使用智能压浆技术进行桥梁建设工作的第一步是检查设备是否处于完好状态,这一步是后续工作能够正常进行的基础。如发现连接有不完整情况,需要马上进行休整,腰包在进浆管连接到注浆嘴、返浆管连接到出浆嘴,确认连接完整之后,施工人员需要根据先前的计算得到的数据结果,在主机上输入各孔的注浆参数。(2)准备水泥浆。智能制浆采用高速搅拌机,制浆之前,需要严格按配合比对原材料进行称量制浆材料,其误差必须控制在±1.0% 以内,拌和机启动先放入水然后放入水泥和外加剂,使混合料在拌和机内高速搅拌2min以上以使水泥浆均匀,务必保证浆液流动性、泌水率、水胶比均应吻合技术规范的要求,只有如此,才能保证浆液的质量,以及后续工序的顺利进行。(3)一键完成智能注浆。将规范要求下计算好的数据输入主机程序,也可调用存储好的参数,根据将要注浆的孔道编号一键启动注浆程序,随即注浆系统自动开始注浆。当进、出浆口压力稳定后,施工人员需要进一步判断管道充盈程度,随后进行实时监测:保证管道内浆液体积与充盈程度;对测定的压力、流量的情况实时进行调整,保证各项指标达到规范要求,随后设备将自动生成注浆质检报告,提示注浆完成。系统回路结构图如图1所示。

3.2 智能压浆系统在桥梁建设中的作用效果

(1)浆液能够实现持续循环,可完全排除管内空气及其他杂质。管道内浆液从出浆口流至储浆桶,随后从进浆口进入管道,形成的循环回路使得浆液在管道内能够持续循环,在这种循环之下,智能压浆技术通过调整压力和流量,使得管道内空气和杂质通过出浆口和钢绞线丝间空隙全部排出。(2)准确调整压力实现流量调节。智能压浆技术,能够完成实时自动测量,并根据测量标准自动调整管道压力,保证管内压力损失后,管道内最低压力值依然能达到基本要求。智能压浆技术能够保证在稳压期间补充浆液持续进入孔道,优化压浆效果,提高压浆密实度。施工人员可以通过进、出浆口位置的压力差衡量管道的充盈程度; 通过进出口调节阀对流量和压力大小及时进行调整。(3)准确控制水胶比例。压浆过程中,计算机控制能够保证控制的精准度,保证按施工要求的勾兑比例自动加水,科学地调整加水量,确保水胶比例符合要求,一般情况而言,“浆液水胶比率一般在0.26~0.28的范围内浮动。(4)同时压注双孔。一次能够对两个孔压注,能够有效地减少工作时间,同时提高工作效率。在整个压浆过程中,智能压浆技术实现了双孔同时压浆作业,把浆液从位置较低的孔压入,再从位置较高的孔压出,导流回到储浆桶,不仅降低了劳动成本,还缩短了压浆工作的时间,提高了工程效率与质量。(5)快速制浆。一般在规定中,压浆技术要求“搅拌机的转速应不低于1 000 r/min,其叶片的线速度不宜小于10 m/s”。智能压浆技术能够实现这一指标,智能压浆系统可以完成高速搅拌,旋转速度可达到1420 r/min,叶片线速度达到10 m/s以上,能够满足压浆技术的要求规范,并且更高速完成制浆过程。(6)规避人为影响与环境影响。智能压浆技术整个压浆过程由计算机控制,人为影响无法发挥作用,系统能够准确监测浆液和环境温度、灌浆压力及稳压时间等。并在网络环境之下,完成无输技术实现数据共享,有利于相关工作人员操作以及使用。

4 结语

在桥梁建设过程中,采用智能压浆系统能够收到良好的施工效果,并且能够填补传统施工中存在的许多漏洞,有利于提高桥梁结构的安全度耐久度与稳定性,为桥梁施工建立有效的预应力体系。与此同时,智能压浆还能够达成对预应力钢绞线保护的目标,使钢绞线不会被锈蚀,有效减少预应力的损失,整体提高桥梁结构的抗弯刚度,从而确保桥梁结构的承载能力符合桥梁建设的全部要求,进一步提高预应力桥梁结构的耐久性和安全水平,值得未来在实际工作过程中逐步推广、发展以及运用。然而,智能压浆施工效果提高还依靠施工经验的总结分析和研究,今后在施工过程中,更应该重视对相关经验的总结分析,进而逐步提高施工水平,确保智能压浆技术在桥梁建设中能有更全面的发挥。

摘要：在施工中采用智能压浆技术能够提高施工质量和企业经济效益,文章针对传统的预应力孔道压浆工艺的局限性,研究了智能压浆技术的应用,探讨了智能压浆系统的组成、工作原理及应用优势,并阐述了该工艺的施工流程与具体的应用成果。

智能压浆技术 篇4

【关键词】灌注桩；压浆参数；施工技术

建筑施工中，地质情况千差万别，地基中时常有流砂、淤泥、砂卵石、地下水等，这给基础施工带来了很大的难度，基于这种考虑，我国设计和施工工作者经过多年的探索和实践，总结了一套钻孔灌注桩后压浆法加固桩端地基的方法，大大缩短了桩长，取得了良好的经济效益。

1.适用的地质条件

本文介绍的施工方法适用于灌注桩的持力层应为碎石层，碎石含量应在50 %以上，充填土与碎石无胶结或者为轻微胶结，碎石的石质要坚硬，碎石分布均匀，碎石层厚度要满足设计要求。

2.加固机理

在灌注桩施工中将钢管沿桩钢筋笼外壁埋设， 桩混凝土强度满足要求后，将水泥浆液通过钢管由压力作用压入桩端的碎石层孔隙中，使得原本松散的沉渣、碎石、土粒和裂隙胶结成一个高强度的结合体。水泥浆液在压力作用下由桩端在碎石层的孔隙里向四周扩散，对于单桩区域，向四周扩散相当于增加了端部的直径，向下扩散相当于增加了桩长；群桩区域所有的浆液连成一片，使得碎石层成为一个整体，从而使得原来不满足要求的碎石层满足结构的承载力要求。在钻孔灌注桩施工过程中，无论如何清孔，孔底都会留有或多或少的沉渣；在初灌时，混凝土从细长的导管落下，因落差太大造成桩底部位的混凝土离析形成“虚尖”、“干碴石”；孔壁的泥皮阻碍了桩身与桩周土的结合，降低了摩擦系数，以上几点都影响到灌注桩的桩端承载力和侧壁摩阻力。浆液压入桩端后首先和桩端的沉渣、离析的“虚尖”、“干碴石”相结合，增强该部分的密实程度，提高了承载力；浆液沿着桩身和土层的结合层上返，消除了泥皮，提高了桩侧摩阻力，同时浆液横向渗透到桩侧土层中也起到了加大桩径的作用。以上几点均对提高灌注桩的单桩承载力起到不可忽视的作用。

3.压浆参数的设定

压浆参数主要包括压浆水灰比、压浆量以及闭盘压力，由于地质条件的不同，不同工程应采用不同的参数。在工程桩施工前，应该根据以往工程的实践情况，先设定参数，然后根据设定的参数，进行试桩的施工，试桩完成后达到设计的强度，进行桩的静载试验，最终确定试验参数。

3.1水灰比

水灰比一般不宜过大和过小，过大会造成压浆困难，过小会使水泥浆在压力作用下形成离析，一般采用015～017。

3.2压浆量

压浆量是指单桩压浆的水泥用量，它与碎石层的碎石含量以及桩间距有关，取决于碎石层的孔隙率，在碎石层碎石含量为50%～70%，桩间距为4～5m的条件下，压浆量一般为115～210t.它是控制后压浆施工是否完成的主要参数。

3.3闭盘压力

闭盘压力是指结束压浆的控制压力，一般来说什么时候结束一根灌注桩的压浆，应该根据事先设定的压浆量来控制，但同时也要控制压浆的压力值。在达不到预先设定的压浆量，但达到一定的压力时就要停止压浆，压浆的压力过大，一方面会造成水泥浆的离析，堵塞管道，另一方面，压力过大可能扰动碎石层，也有可能使得桩体上浮。一般闭盘的最大压力应该控制在018MPa.根据预先设定的参数，进行试验桩的施工，再根据试桩的静载试验结果，最后确定工程桩的压浆参数，就可以进行工程桩的施工了。

4.后压浆施工工艺

4.1施工工艺流程

灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩混凝土后压浆施工。

4.2施工要点

（1）压浆管的制作。在制作钢筋笼的同时制作压浆管。压浆管采用直径为25mm的黑铁管制作，接头采用丝扣连接，两端采用丝堵封严。压浆管长度比钢筋笼长度多出55cm，在桩底部长出钢筋笼5cm，上部高出桩顶混凝土面50cm但不得露出地面以便于保护。压浆管在最下部20cm制作成压浆喷头（俗称花管） ，在该部分采用钻头均匀钻出4排（每排4个） 、间距3cm、直径3mm的压浆孔作为压浆喷头；用图钉将压浆孔堵严，外面套上同直径的自行车内胎并在两端用胶带封严，这样压浆喷头就形成了一个简易的单向装置：当注浆时压浆管中压力将车胎迸裂、图钉弹出，水泥浆通过注浆孔和图钉的孔隙压入碎石层中，而混凝土灌注时该装置又保证混凝土浆不会将压浆管堵塞。

（2）压浆管的布置。将2根压浆管对称绑在钢筋笼外侧。成孔后清孔、提钻、下钢筋笼，在钢筋笼吊装安放过程中要注意对压浆管的保护，钢筋笼不得扭曲，以免造成压浆管在丝扣连接处松动，喷头部分应加混凝土垫块保护，不得摩擦孔壁以免车胎破裂造成压浆孔的堵塞。按照规范要求灌注混凝土。

（3）压浆桩位的选择。根据以往工程实践，在碎石层中，水泥浆在工作压力作用下影响面积较大。为防止压浆时水泥浆液从临近薄弱地点冒出，压浆的桩应在混凝土灌注完成3～7d后，并且该桩周围至少8m范围内没有钻机钻孔作业，该范围内的桩混凝土灌注完成也应在3d以上。

（4）压浆施工顺序。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩位再施工中间桩；压浆时采用2 根桩循环压浆，即先压第1根桩的A管，压浆量约占总量的70%（111～114t水泥），压完后再压另1根桩的A管，然后依次为第1 根桩的B 管和第2根桩的B 管，这样就能保证同一根桩2根管压浆时间间隔30～60min以上，给水泥浆一个在碎石层中扩散的时间。压浆时应做好施工记录，记录的内容应包括施工时间、压浆开始及结束时间、压浆数量以及出现的异常情况和处理的措施等。

5.压浆施工中出现的问题和相应措施

（1）喷头打不开。压力达到10MPa以上仍然打不开压浆喷头，说明喷头部位已经损坏，不要强行增加压力，可在另一根管中补足压浆数量。

（2）出现冒浆。压浆时常会发生水泥浆沿着桩侧或在其他部位冒浆的现象，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆；若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，等到第2天原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。

（3）单桩压浆量不足。压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。

6.结语

智能压浆技术 篇5

1 传统张拉压浆技术存在的问题

1.1 桥梁施工中的张拉力存在误差以及损失过大

在桥梁施工中, 之前的张拉压浆工作都是人工操作完成的, 但是人工张拉压浆却存在着诸多缺点, 在张拉力的实际施加过程中, 张拉力具有一定误差。而且张拉期间存在较大的张拉损失, 具体来说主要包括管道壁间摩擦以及预应力钢筋所造成的应力损失, 当锚具变形、预应力筋回缩以及接缝压缩的时候也会引发相应的应力损失[2]。此外, 弹性压缩、预应力筋出现松弛、桥梁施工期间的混凝土收缩或者是徐变都会引起相应的应力损失。从某种程度上讲, 张拉期间的实际损失程度以及具体张拉过程的规范性有着密切联系。

1.2 桥梁施工中预应力的张拉质量存在问题

预应力张拉期间存在一定的质量问题, 当有效预应力相对偏小的时候, 则预应力度就会不足, 进而使桥梁结构出现裂缝以及下挠超限。当有效预应力过大的时候, 可能会造成预应力筋的实际安全储备情况不足, 进而由于结构过大出现变形问题或者是裂纹等质量问题, 甚至还会存在脆性破坏。此外, 如果有效预应力在实际操作过程中不均匀, 就会引起预应力筋过早疲劳, 然后严格影响到桥梁的实际使用寿命。从专业化角度出发, 预应力的质量通病主要表现在断丝以及滑丝方面、锚下开裂方面、张拉强度与张拉时间失去控制方面、锚夹具的质量相对较差、材料质量问题以及绞线在孔道位置缠绕等方面。

1.3 施工期间的管道压降不科学

桥梁施工建设期间的孔道压浆可以使预应力筋避免受到锈蚀, 从而确保结构物具有较强的耐久性, 然而预应力筋处于高应力状态之下的时候非常容易出现锈蚀。当预应力筋借助灰浆与混凝土之间结成整体之后, 可以在一定程度上增加锚固所具有的可靠性, 进一步提高结构承载能力以及抗裂性, 其灌入孔道的相关水泥浆, 不仅能够包裹预应力筋, 还会接触到孔道壁, 之后将预应力筋以及孔道壁进行紧密粘结, 发挥共同作用。目前, 传统形式的张拉压浆技术存在压浆密实度不够的问题, 究其原因在于管道出现堵塞、相应压浆工艺不能够确保管道的充盈度以及浆液质量差等。

2 智能张拉压浆技术在T梁中的具体应用

2.1 智能张拉压浆技术应用期间的原理分析

一般情况下, 智能化的张拉系统主要包括系统主机、千斤顶以及油泵, 主要指标在于应力控制, 其核对指标是系统的伸长量, 最终达到双控的目的。从智能张拉技术工作原理上来看, 张拉系统将会借助传感技术以及无线路由器来准确收集设备工作压力与钢绞线具体伸长量数据信息等, 之后将数据信息传输到主机实施科学判断。然后张拉设备会实时调整该变频电机参数, 调控油泵的实际电机转速, 进行张拉力与加载速度的有效控制。从智能压浆技术角度出发, 智能压浆设备主要包括制浆系统、压浆系统、测控系统以及循环回路系统组成。开始阶段, 水泥浆液将会在循环回路系统中进行持续循环, 排净管道内部所有空气, 并及时发现管道堵塞问题, 加大压力, 从而更好地冲孔以及排出杂质, 最大限度消除压浆不密实因素。之后实施浆液压力的监测, 最后借助测控系统对压力进行调整, 确保压浆的饱满度以及密实度。

2.2 智能张拉压浆技术的应用优势

智能张拉压浆在实际应用期间具有较强优势, 在智能张拉技术应用过程中, 借助计算机可以同步控制管理两个千斤顶, 有效杜绝人工手动张拉工作中的张拉不同步问题, 实现精确性的同步张拉, 最终提升张拉工作质量水平。利用先进的计算机技术, 能够实现张拉全过程的自动化以及智能化, 避免手动测量的不规范性。此外, 智能张拉不会受环境因素相关影响, 在加载速率方面以及持荷时间方面都可以符合桥梁设计要求以及桥涵施工规范, 降低张拉预应力损失发生率。智能张拉能够通过计算机一体化控制, 实现张拉监控的实时性, 在张拉之前可以把T梁中任意要素实施有效输入, 主要有承包单位的名称、钢绞线根数、监理单位的名称、T梁大桥名称、混凝土的实际试块强度情况、梁号以及设计弹性模量等。在实际张拉期间的千斤顶时间以及压力时间等都能够比较清晰地看到, 随时对相关数据实施准确分析, 当出现异常情况的时候会对其进行调整之后再施工。从智能压浆技术应用角度出发, 当水泥浆液能够充满预应力规定管道, 然后实现持续性循环的时候, 将会彻底排除管道内部相应空气以及杂质, 形成科学化的大循环回路。并按照管道内部实际干净程度, 及时调整压力以及流量, 完全排出管道内部空气与部分杂质[3]。智能压浆技术能够准确控制实际压浆操作期间的进出浆压力, 对流量与灌浆压力进行合理化调节, 减少管道压力损失, 并确保压力损失之后仍然可以使管道压力满足最低压力值。此外, 智能化压浆技术可以实现一次性的双孔压浆, 从而在一定程度上提升工效, 节约压浆时间, 该技术的操作界面非常简单, 可以实时反映出压力、水胶比以及温度的相关数据信息, 实时反映。在实际压浆期间, 能够实现实时监测, 监测浆液指标、环境温指标、灌浆压力指标以及稳压时间指标等, 实现理论以及实际操作的科学对接。智能压浆系统具有相对较高的集成度, 且适用简单, 在压浆开始的时候, 只需要开启电脑以及输入相关参数之后就能够进行压浆, 便于推广。

3 结语

总而言之, 桥梁的张拉以及压浆施工工作是一项专业性以及复杂性都相对较强的工作, 涉及的范围较广, 直接关系到桥梁施工建设的质量水平。因此, 在桥梁施工期间, 要高度重视张拉与压浆的科学化操作。目前, 智能化张拉压浆技术的应用, 可以实现工程的精细化以及标准化, 确保桥梁结构耐久性以及安全性, 从根本上提升施工效率。

参考文献

[1]毛东.智能张拉压浆系统在预制T梁中的应用[J].北方交通, 2014 (S1) :37-39.

[2]李君, 郑惟仁.智能张拉与循环压浆技术在鸭绿江桥上的应用及其温度适应性研究[J].科技与企业, 2015 (15) :118-119.

智能压浆技术 篇6

关键词：预应力孔道,大循环智能压浆技术,桥梁,耐久性

预应力是桥梁的生命线, 预应力孔道的压浆质量直接决定着桥梁的安全性和耐久性。据统计, 由于压浆不密实导致的预应力提前丧失, 严重的可使桥梁结构在毫无征兆的情况下突然坍塌。如:1985年2月1日, 英国威尔士的Ynys-Gwas大桥在毫无征兆的情况下突然倒塌;仅投入使用10年的湖北钟祥汉江大桥在2005年拆除, 设计寿命为50年;2011年7月15日, 通车仅14年的杭州钱江三桥引桥坍塌。在事故后的调查中, 管道压浆不密实, 从而无法有效保护预应力机构, 导致的桥梁耐久性不足的质量缺陷是事故发生的主要原因之一。可以看出, “短命”桥梁的屡屡出现, 压浆不密实导致桥梁没有建立有效预应力体系是其主要原因之一。

我省 (山西) 地形以山地丘陵为主, 在我省的公路建设中, 桥梁建设占很大的比重, 如何保障桥梁的施工质量, 保证桥梁建立有效的预应力体系是需要解决的一个问题。在山西苛临高速 (岢岚至临县高速公路) 公路制梁施工中, 采用的智能压浆新技术新工艺, 能够精确控制有效预应力大小, 消除人工操作误差, 提高压浆密实度与充盈度, 具有广阔的应用前景。

1 预应力孔道压浆的作用

在我国的几起桥梁坍塌事故的调查中, 都存在着由于压浆不密实, 预应力筋失去有效保护而锈蚀, 从而导致预应力失效 (见图1) 。随着时间的推移, 梁体产生裂缝和下挠, 梁体发生结构性破坏, 造成坍塌事故。

在预应力桥梁中, 预应力筋要充分发挥设计效果, 抵消车辆和行人对桥面的压力, 预应力管道的注浆质量效果是最重要因素之一。

预应力孔道压浆在桥梁预应力体系中的作用:

1) 保护预应力筋免遭锈蚀。预应力筋在高预应力状态下, 很容易发生锈蚀, 约是普通状态下的6倍。通过在孔道中注浆有利于保证其耐久性。

2) 通过在孔道中注浆, 包裹预应力筋的同时接触孔道壁, 把预应力筋和孔道壁粘结起来, 使得预应力筋与周围混凝土结成整体, 共同作用, 增强锚固效果, 提高结构的抗裂性和承载能力。

3) 保证预应力在梁体内的有效传递, 防止工作锚具等的疲劳损坏。

注浆质量直接影响着预应力筋能否充分发挥作用。预应力桥梁的预应力管道注浆质量, 是确保施工质量达到设计要求的重要环节之一。当存在注浆质量缺陷时, 随着桥梁使用年限的增加, 出现预应力损失现象, 改变梁体的设计受力状态, 降低桥的承载力, 从而影响桥梁的使用寿命。因此, 提高预应力管道的注浆质量是保证桥梁施工质量的重要措施。

2 大循环智能压浆系统结构及工作原理

大循环桥梁预应力智能压浆技术是由湖南联智桥隧技术有限公司研发, 通过计算机技术来控制整个压浆作业过程, 精确控制浆液质量、即时调控灌浆压力大小和稳压时间;采用浆液循环方式使得管内空气和杂质完全排除, 不需要人工开泵和手动补压, 杜绝了人为操作失误, 从而确保预应力管道的压浆密实度。

大循环智能压浆系统由制浆系统、压浆系统、测控系统、循环回路系统组成 (见图2) 。

在使用过程中, 浆液在预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续进行循环, 可将管道内的空气及杂质排除。如果管道出现堵塞时, 可加压冲孔, 排出堵塞的杂质, 从而消除压浆不密实的因素。

在管道进、出浆口的位置分别设置有传感器, 实现实时监测管道内的压力并将其反馈给系统主机, 测控系统根据主机发送的指令进行压力调整, 从而保证预应力管道内的浆液质量、压力大小、稳压时间等指标实时符合施工技术规范要求, 确保压浆质量 (见图3) 。

主机则根据进、出浆口的压力差是否在一定的时间内恒定来判断管道的充盈度。

3 智能压浆技术比真空压浆技术的优势

在JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范中, 对压浆材料有了严格的技术要求, 包括了低水胶比、高流动度、零泌水率的技术指标。使用智能压浆系统, 保证管道内浆液完全充盈, 实现对压浆过程中浆液水胶比、压浆压力、浆液流量的实时测控, 从而保证压浆质量和效果。

3.1 常用压浆方法的缺陷

在常用的压浆工艺中, 真空辅助压浆法采用了压浆质量监测仪等设备, 相比较传统的压浆工艺, 压浆质量明显提高。

传统的压浆方法存在的主要问题包括:1) 不能将管道内的空气完全排出, 在管道内存在气室或空气仓。2) 材料质量及用量控制不严, 为增加浆液流动性, 施工中往往采用加水的方式, 使得泌水率过大。两者共同作用, 便形成了钢绞线锈蚀的环境。真空辅助压浆在理论上是可以完全排出管道内的空气, 但由于封锚效果不佳, 无法建立真空度;孔道的两端高差较大时, 孔道最高点顶部仍会出现空洞;当孔道有倾角时, 在倾角处浆液会产生先流现象。所以说, 真空辅助压浆难以从根本上解决注浆的密实度问题。

3.2 智能压浆技术的优势

采用大循环智能压浆技术, 其灌浆过程由计算机实现精准控制, 受人为、环境因素影响低, 具有传统技术无可比拟的技术优势。

1) 浆液实现持续循环, 可有效排除管内空气及杂质 (见图4) 。管道内浆液从出浆口流至储浆桶, 再从进浆口进入管道, 形成的大循环回路使得浆液在管道内持续循环, 通过调整压力和流量, 使得管道内空气和杂质通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出。

2) 准确调整和保持压力 (见图5) , 实现流量调节。使用智能压浆技术, 实现了实时自动测量并调整管道压力, 使得管内压力损失后管道内仍具有满足规范要求的最低压力值;在稳压期间不间断的补充浆液进入孔道, 保证压浆效果, 提高压浆密实度;通过进、出浆口位置的压力差来判断管道的充盈度;通过进出口调节阀对流量和压力大小进行调节。

3) 准确控制水胶比 (见图6) 。在整个压浆过程中, 由计算机精准控制, 保证可按施工要求的配合比数量自动加水, 准确调整加水量, 从而保证水胶比符合规范中“浆液水胶比宜为0.26~0.28”这一要求。

4) 一次压注双孔 (见图7) , 提高工效。在整个压浆过程中, 实现了双孔同时进行压浆作业, 将浆液从位置较低的一孔压入, 从位置较高的一孔压出回流至储浆桶, 既节约劳动力, 又可提高工作效率。

5) 高速制浆, 规范搅拌时间。在规范中, 要求“搅拌机的转速应不低于1 000 r/min, 其叶片的线速度不宜小于10 m/s”。联智桥隧研发的智能压浆系统可将水泥、压浆剂和水进行高速搅拌, 其转速可达1 420 r/min, 叶片线速度大于10 m/s, 完全满足规范要求。

6) 实时远程监测, 避免人为影响。整个压浆过程由计算机程序控制, 避免人为影响, 准确监测浆液和环境温度、灌浆压力及稳压时间等。通过无线传输技术实现数据共享, 可自动打印记录压浆作业数据。

4 施工流程

智能压浆系统将制浆、储浆、进返浆测控、压浆等集成一体, 现场使用只需将进浆管、返浆管与预应力管道对接, 实现了“一键灌浆”, 操作简单, 省工省时。

施工流程如图8所示。

5 结语

大循环智能压浆施工工艺是一种新型的压浆工艺, 可将管道内的空气及杂质排出, 使得管道内的浆液饱满、密实, 从而保证桥梁施工质量, 具有提高桥梁承载力, 降低工程造价, 节约后期维护成本, 加快工程进度的优势。因此, 在我国, 大力推广和应用大循环智能压浆技术, 对于提高预应力管道压浆质量, 提高桥梁预应力结构的耐久性具有重大意义。

参考文献

[1]梁晓东, 刘德坤, 徐有为.大循环智能压浆工艺在后张预应力管道压浆中的应用研究[J].城市道桥与防洪, 2012 (6) :30-31.

[2]湖南联智桥隧技术有限公司.让中国桥梁更安全——预应力智能张拉与压浆技术研究[Z].2012.

[3]桥梁预应力智能压浆技术, http://www.hnlzqs.com/products/2012/0917/33.html, 2013.

[4]甘肃临合五标现场ZQ2000智能压浆现场推广, http://wenku.baidu.com/view/37b7f3d258f5f61fb7366677.html, 2013.

智能张拉压浆在T梁施工中的应用 篇7

因此, 在施工过程中, 预应力张拉压浆的质量同样重要, 同样需要采用先进的技术作为支撑, 保证桥梁的施工质量, 这同样也就促使了智能张拉压浆系统以及设备的创新。

1 工程简介

为了确保桥梁施工质量, 对施工中至关重要的张拉、压浆环节进行有效控制, 建兴项目决定统一采用湖南智联桥隧的智能张拉压浆设备。

凌源至绥中高速公路建昌至兴城支线第一合同段1#预制场总共预制T梁395片, 其中玲珑塔大桥250片, 白狼山大桥65片, 洞子沟高架桥80片。预制顺序是:玲珑塔大桥右幅—玲珑塔大桥左幅—白狼山大桥左幅—洞子沟高架桥—白狼山大桥左幅。

2 智能张拉

2.1 智能张拉系统

智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶三部分组成, 以应力的控制为主要指标, 伸长量为核对指标, 实现双控。

智能张拉系统的工作原理:系统主要是通过传感技术, 利用无线路由器收集两台张拉设备 (即千斤顶) 的工作压力 (即控制力) 和钢绞线的伸长量 (包含回缩量) 等数据, 并将实时数据传输给系统主机进行分析判断, 于此同时张拉设备 (油泵站) 接受到系统的指令, 实时来调整变频电机的工作参数, 实现了高精度实时调控油泵电机的转速, 同时也实现张拉力及加载速度的实时精准控制。系统还会根据已有的既定程序, 由主机发出指令, 同步控制两台设备的每一个机械动作, 从而自动完成整个张拉过程 (工作原理见图1) 。

2.2 智能张拉的优点

与传统张拉相比较, 智能张拉有以下四大优点:

(1) 利用一台计算机同步控制两个千斤顶工作, 实现了以前所不能的“多顶同步”施工, 杜绝了人工手动张拉过程中两端张拉不同步, 实现精确同步张拉, 提升张拉质量。

(2) 利用计算机控制技术, 实现了预应力张拉的全过程智能化, 不再需要人工手动开启油泵、手动量测伸长量。这样也避免了因手动量测而产生的误差。

(3) 预应力的全过程智能化张拉, 不会受到人为、环境因素的影响;加载速率、持荷时间等张拉过程控制要素完全符合桥梁设计和桥涵施工技术规范要求, 很大程度上避免或减少了张拉过程中预应力的损失。与传统张拉相比, 也就很大程度上减小了误差, 完全按照《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011) 7.12.2第2款规定“保证千斤顶具有足够的持荷时间 (5min) ”。

(4) 智能张拉采用计算机过程的一体化控制, 对张拉实时监控:

张拉开始前可以将所要张拉的T梁的各个要素全部进行输入, 比如承包单位名称、监理单位名称、T梁所属大桥的名称、梁号、钢绞线的根数、设计弹性模量、混凝土试块强度等。

张拉过程中每个行程每个千斤顶的时间-压力、时间-伸长量曲线清晰可见, 可随时对数据进行分析, 如遇到不正常现象, 可及时停止张拉, 分析原因, 调整之后继续施工。

张拉结束之后能自动显示每束钢绞线实际伸长量、设计伸长量以及两者的偏差, 且能够迅速校核伸长量误差是否在±6%以内, 真正意义上实现应力与伸长量“双控”。 (《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011) 7.6.3第3款规定“预应力筋采用应力控制方法张拉时, 应以伸长量进行校核。实际伸长量与理论伸长量的差值应符合设计规定;设计未规定时, 其偏差应控制在±6%以内”。) 另外也可以自动弹出数据, 出示张拉时间及每个行程的伸长量变化, 自动保存相关数据以及张拉过程的视频, 为以后数据的分析提供原始的资料, 杜绝人为造假的可能, 同时还省去了张拉控制力、伸长量差值等数据的复杂的计算、填写过程, 提高了工作效率。

2.3 智能张拉的缺点

当然, 在建兴项目实际施工过程中也发现, 智联桥隧的智能张拉设备也存在一些不完善的地方:

(1) 张拉程序结束之后, 数据无法自动导入到设定的位置, 需要人工进行调整, 难免会出现误差。

(2) 张拉程序结束之后, 导出的数据无法正常显示张拉时间, 每片T梁的张拉时间都是一致的, 这就导致保留的数据不能更好地显示正常的张拉时间, 无法对张拉时间和混凝土浇注时间进行准确的分析。

(3) 智能张拉系统采用的是局域网WIFI连接计算机与张拉仪, 利用张拉仪自带的无线网卡进行作业, 虽然快捷方便, 但是无线网卡在作业过程中容易受到外界各种因素的干扰而导致无法对张拉仪和计算机进行连接, 从而无法进行张拉作业。从现场实际的施工来看, 干扰因素主要有:

(1) 障碍物:计算机和张拉仪必须在可视范围内, 保证中间没有障碍物, 尤其是模板;

(2) 天气:在天气情况不好的情况下, 计算机也极易与张拉仪失去连接。

(4) 智能张拉的千斤顶的位移传感器容易出现故障, 导致计算机上无法显示此千斤顶时间-位移曲线, 进而无法计算实际伸长量。

3 智能压浆

3.1 智能压浆系统

循环智能压浆设备的组成:由制浆、压浆、测控、循环回路四大系统组成。

循环智能压浆系统的工作原理:刚开始时水泥浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵等组成的循环回路内持续循环, 此过程主要是排净管道内的空气, 及时发现预应力管道的堵塞等情况, 从而通过加大压力进行冲孔, 排出大部分杂质, 消除导致压浆不饱满、不密实的因素。而后根据管道进、出浆口分别设置的精密传感器实时监测浆液压力, 并实时反馈给系统主机进行分析判断, 最后测控系统根据主机指令进行压力的调整, 保证预应力管道在桥涵施工技术规范要求的水泥浆液质量、压浆压力大小、稳压期时间等重要指标的约束下完成压浆过程, 确保压浆饱满和密实。

主机判断管道内浆液是否饱满 (及充盈度) 的依据是进出浆口的压力差在一定时间内是否保持恒定。

3.2 智能压浆的优点

与传统压浆系统相比较, 循环智能压浆系统有以下特点:

(1) 水泥浆液充满预应力管道并持续循环, 可以有效排除管道内空气、杂质

管道内水泥浆液从出浆口导流至储浆桶, 再从进浆口进入管道内, 形成大循环回路, 浆液充满管道并持续循环, 根据管道内的干净程度, 通过调整压力和流量, 将管道内空气、部分杂质通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出。这个过程在计算机控制终端上显示的是没有开始进行压浆作业, 但实际上是通过浆液排除管道内的空气、杂质。

(2) 准确控制进出浆压力, 调节流量

精确调节和保持灌浆压力:智能压浆系统能自动实测管道压力损失, 以出浆口的压力值作为设置灌浆压力值, 看是否满足规范要求的最低压力值, 这样就能保证在沿途压力损失后管道内的压力仍满足规范要求的最低压力值。关闭出浆口后长时间内保持不低于0.5MPa的压力。 (《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011) 7.9.8条规定“对水平或曲线孔道, 压浆的压力宜为0.5~0.7MPa…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3~5min) 稳压期间若压力值低于规范最低值, 系统会持续补充浆液进入孔道, 从而保证管道饱满、密实。

(3) 准确控制水胶比

压浆开始之前, 先按事前已计算好的施工配合比数量进行自动加水, 这就准确控制了浆液的用水量, 保证水胶比符合规范要求。 (《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011) 7.9.3条规定“检测项目浆液性能指标中水胶比宜为0.26~0.28)

(4) 一次性进行双孔压浆, 提高工效

由于建兴项目是30m预制T梁, 因此可以采用1、2孔双孔同时压浆, 从位置较高的第一孔压入, 从位置较低的第二孔压出, 回流至储浆桶, 这样既节约了劳动力, 又节约了压浆时间, 提高了工效。

(5) 智能系统的操作界面简单易懂, 压力、温度、水胶比等信息实时反映, 一目了然。

(6) 压浆过程实时监测, 实现压浆远程管理

灌浆全过程由计算机终端程序完全控制, 降低了压浆过程受人为因素的影响, 能准确监测到浆液、环境温度、灌浆压力、稳压时间等各个指标, 真正满足规范与设计要求, 实现了理论与实际的对接。理论上系统还能自动记录压浆数据, 打印数据报表, 通过无线路由传输技术, 将数据反馈至相关部门, 实现了预应力压浆的远程控制和管理。

(7) 系统集成度高, 简单适用

预应力压浆系统将高速制浆机、储浆桶、进返浆测控仪、压浆泵等集成于一体, 现场施工时只须将进返浆管与需要压浆的预应力管道进行对接, 不需另外增加管道长度。压浆开始时, 开启电脑, 输入相关梁体参数之后, 即可进行压浆施工。操作十分简单, 利于推广。

3.3 智能压浆的缺点

在智能压浆系统的实际操作过程中, 也发现了一些不足之处:

(1) 与智能张拉系统一样, 结束后数据无法自动导入到设定的位置, 需要人工进行调整, 难免会出现误差。

(2) 进浆管、返浆管很容易出现堵塞。当然, 这个与施工过程中的操作以及预应力管道内的清洁程度也有关。

(3) 施工过程中由于封锚的形式各异, 所以实际操作过程中, 压力的控制并不一定能达到预期的效果。

4 结语

由于我国正处于高速公路快速发展的阶段, 桥梁的施工又占了较大的比例, 所以桥梁预应力张拉、压浆施工的质量就显得尤为重要, 智能张拉、压浆系统的推广和利用不仅更好地解决了传统施工中存在的各种对桥梁强度、稳定性等可能产生的病害, 而且实现了施工过程的自动化、精细化、标准化管理, 保证了桥梁结构的安全性、耐久性, 提高了工作效率, 降低了施工成本。

摘要：与传统的张拉压浆相比较, 论述了桥梁预应力智能张拉压浆系统的优缺点, 智能张拉压浆系统可以成功解决预应力张拉压浆施工作业过程中存在的许多问题, 保证了张拉、压浆质量。

关键词：智能张拉,智能压浆,传统张拉

参考文献

[1]JTG/T F50-2011, 公路桥涵施工技术规范[S].

[2]联智桥隧桥梁预应力智能张拉、压浆技术.

智能压浆技术 篇8

桥梁预应力施工是保证桥梁结构安全和耐久性的关键工序, 是结构安全的生命线。大量现役桥梁的调查和检测结果表明:预应力桥梁主要质量隐患来源于预应力张拉不规范和缺乏有效的质量控制手段, 其实质是没有建立有效预应力, 或有效预应力失效、不足。为了预防预应力张拉力不足或超张、压浆不饱满、起拱过大等质量通病, 项目部推行了预应力智能张拉、真空辅助压浆等工艺

2 T梁预应力张拉

建泰高速公路A6标于2011年6月份引进预应力智能张拉仪, 是福建省首家引进并应用智能张拉技术的标段。智能张拉仪通常情况下张拉一片T梁用时60分钟左右。

2.1预应力智能张拉仪的特点

2.1.1实现了张拉过程的程序化、标准化、规范化, 提高了张拉质量

桥梁预应力施工质量智能控制系统, 实现了预应力张拉施工由计算机自动完成与管理的理念。传统张拉工艺与现代信息 (物联网) 技术相结合, 实现了张拉过程的程序化、标准化、规范化, 提高了张拉质量。通过计算机控制张拉施工全过程, 按照设计好程序张拉 (如30米T梁三孔四次的顺序为50%N2→100N3→100%N2→100%N1) 。一个步聚完成之后程序自动进行下一个步聚, 完全改变了传统的通过人工来操纵油泵进行张拉操作的模式, 从而排除人为、环境等因素影响。

2.1.2精确控制施工过程中所施加的预应力力值

预应力智能张拉设备张拉时根据输入好的数据, 智能张拉系统能精确控制施工过程中所施加的预应力力值, 应力精度达0.01Mp, 张拉力自动补张, 降低了由于预应力施加不足或超过引起的桥梁开裂、下挠等风险, 有利于保证结构安全, 提高耐久性, 延长使用寿命, 降低养护维修成本。另外持荷时间自动控制, 如持荷时间设置300s, 则在每一个分级张拉完成后, 只有等待持荷时间完成后方可进入下一个步聚。传统张拉方式应力由工人操作油泵, 应力及持荷时间受人为影响大, 另外油表的精度较低, 稳定性差。

2.1.3自动记录张拉数据, 杜绝人为造假

预应力伸长量通过系统的感应器自动测试, 精度达到0.1mm, 数据无线传输, 无需人工读数, 也无需人工记录, 所有张拉数据自动保存, 实际伸长量与理论伸长量误差系统自动计算即时显示。杜绝了人为造假质量数据, 可进行真实的质量追溯。真正实现了预应力张拉的双控。

如图3所示:张拉过程再现, 张拉加载速率、停顿点、加载力、伸长量、持荷时间等张拉要素真实记录, 一览无余。传统的预应力张拉方式, 施工质量的好坏随着封锚的完成, 被掩盖得严严实实。预应力智能化张拉技术的应用, 改变了这一切。

2.1.4实现“多顶同步张拉”工艺

一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张拉, 实现“多顶同步张拉”工艺。同步张拉消除了对称张拉不同步对结构造成的扭曲等危害。

2.1.5实现了施工质量远程监控功能

业主、监理、施工、检测单位可在同一个互联网平台, 实时进行交互, 突破了地域的限制, 及时掌控预制梁场和桥梁预应力施工质量情况, 实现远程监控功能, 方便质量管理, 提高管理效率。监督人员能在不去现场的情况下对张拉施工质量进行及时、高效的掌握。

2.2预应力智能张拉步聚

2.2.1准备工作

需要张拉的T梁梁片龄期及混凝土强度满足设计要求;钢绞线及夹片安装完毕;提供施工临时用电闸箱, 具备张拉所用的三相五线电源及电脑所用的二相220V电源;通知监理工程师, 征得同意后方可张拉。

2.2.2张拉过程

2.2.2.1布置张拉控制站, 请专业电工连接好电源。

2.2.2.2连接好油管, 将油嘴及快接头擦拭干净, 回油管安装在张拉时远离梁板的一端, 油管必须顶紧后, 方可拧动螺帽。

2.2.2.3安装位移传感器, 拧紧位移传感器的螺丝, 保证传感器与导向杆平行安装, 传感器伸缩杆伸缩自然。

2.2.2.4启动电脑, 连接好无线网关, 双击软件图标, 单击“启动张拉程序”, 进入“张拉施工控制”界面。

2.2.2.5设备通讯正常后, 进行启动调试。

2.2.2.6按照张拉程序填写或调用张拉梁参数, 相关参数必须反复检查, 切勿出错。

2.2.2.7张拉操作员检查设备及连线安装情况, 合格后开始张拉。气温低时, 仪器要进行预热。

2.2.2.8循环张拉, 每束张拉完成后, 设备自动退顶, 保存数据, 并自动跳到下一个张拉步骤。每一个张拉步聚开始之前, 计算机操作人员应再次检查锚具、千斤顶、限位板是否正确嵌套, 传感器螺丝是否拧紧, 千斤顶是否与钢筋有冲突等, 确保无误后方可张拉。

2.3结束工作

张拉结束之后, 关闭软件、电脑、电机、切断电源;取下位移传感器, 放入工具箱保存;张拉仪推入室内存放或视情况进行严密覆盖, 做到防雨防晒;张拉数据及时打印签字确认。

2.4预应力智能张拉仪使用效果

截止到2011年9月30日项目部使用智能张拉仪共张拉了88片T梁。数据统计如下:

2.4.1伸长量统计情况

智能张拉88片T梁, 伸长量数值共计264个, 合格率为98.5%, 不合格伸长量数值共4个, 位于不同的梁片, 分别为+7.42%, +6.03%和+6.46%和+8.65%, 两端伸长量均方偏差为5.3mm。经分析导致伸长量增加的主要原因是工作锚与锚垫板开始时接合不好造成的。与传统张拉仪相比, 伸长量合格率有显著提高, 两端伸长量更为均匀。

2.4.2应力统计情况

智能张拉88片T梁共264个数值, 1#顶油压表终值与理论值偏差情况:极值为+1.65Mp, 均方偏差为0.29Mp;2#顶油压表终值与理论值偏差值情况:极值为+2.00Mp, 均方偏差为0.20Mp。传统张拉仪因持荷时间不规范、表盘精度不高等因素很难记录最终锚固应力值。

2.5预应力智能张拉仪注意事项

2.5.1做好张拉仪的保管工作, 不能曝晒雨淋, 不能强烈振动, 不能把砂子弄进油管。

2.5.2输入张拉数据一定要经过不同的人复核, 确保准确无误, 调用方案一定与所张拉的T梁类型一致。

2.5.3张拉时要防止电磁干扰, 电脑操作员要紧盯张拉界面, 特别是接近目标值时。

3预应力管道压浆

本标段采用真空压浆工艺, 由ZKB (MBV80) 型真空泵与和活塞式灰浆机配合使用。在应用过程中, 可使预应力孔道内部产生-0.06~-0.1Mpa的负压并保持住, 然后从孔道另一端压入灰浆直至充满整个孔道。这样, 通过真空负压的作用能减少灌注用水泥浆的水灰比, 消除孔道和水泥浆中的气泡, 减少孔隙和泌水现象, 使灌浆的饱满性、密实性及强度得到保证。管道压浆的步聚如下:

3.1钢绞线封锚

压浆的前一天, 用砂轮机割除钢绞线, 并用水泥砼封堵密实, 外用塑料薄膜包裹, 不得露气。

3.2搅拌水泥浆

本标段采用红狮P.O 42.5水泥, 外加剂采用复合型压浆剂, 在施工过程中严格按照批复的配合比施工, 对所有量具都需要试验室对其进行标定并做好标记。搅拌时间控制在2分钟以上, 确保搅拌出合格的水泥静浆。

3.3真空抽气

连接真空机, 注浆口连接压浆机, 关闭注浆口开关, 开启真空机, 将管道内压力控制在-0.06~-0.1MPa。

3.4压浆

当孔道压力处于-0.06至-0.1MPa时, 可开启压浆机, 同时打开注浆阀门, 真空压浆机继续工作, 当从透明胶管观察到浆液进入负压容器内部时, 立即关闭阀门4和真空泵, 打开阀门2, 让浆液流出孔道, 一直到出浆口出现稠度和储浆池静浆稠度一样时才关闭出浆口阀门, 压浆机继续工作, 压力维持在0.5~0.7MPa, 稳压期的保持时间为3~5min。同时利用水泥浆在高压下易沁水的特点, 将出浆端封锚水泥敲散, 露出钢绞线间隙, 再用灌浆机正常补压稳压。此时, 从钢绞线缝隙中会被逼出水份, 通过排除多余的水分, 可降低孔道内浆液的实际水灰比, 灌浆会更饱满、更密实。

结语

项目部引进智能张拉仪及真空泵之后, 通过采用新技术和新工艺, T梁预制质量通病得到了较好的治理。减少人为因素对质量的影响, 以工艺保质量、以标准化保质量是我们今后质量控制的必由之路。

参考文献

智能压浆技术 篇9

关键词：灌注桩后压浆技术；超高层建筑；应用

目前，钻孔灌注桩已经广泛应用于我国铁路、公路、建筑等各项建设工程中，尤其是在高层、超高层建筑中，已经成为主导桩型。但随着建筑物规模的不断扩大，传统钻孔灌注桩的施工工艺受到限制，已经难以满足不断提高桩基承载力的要求，工程造价也难以控制，给施工造成困难。这种情况下，灌注桩后压浆技术作为一种改良方法就得到了广泛的应用。

1 灌注桩后压浆技术概述

1.1 灌注桩后压浆技术的基本原理

灌注桩后压浆，是先将压浆管预先埋置在桩身或庄周，待灌注桩成桩且达到预定强度后，利用预埋置的压浆管将浆液直接压入桩端持力土层或桩身周围的土体中。浆液主要起胶结固化的作用，通过渗透、压密等物理、化学变化，使土体的物理性质和力学状态发生改变，通过不同程度的提高桩端阻力、桩侧摩阻力来减小桩的沉降量，并提高桩的承载力。

1.2 灌注桩后压浆法的优势特点

灌注桩后压浆技术能有效提高单桩承载力，降低桩身沉降量，在施工中具有十分明显的经济效益：

（1）适用广泛。灌注桩后压浆技术既适用于渗透性较大的地基土质土层加固，如砂卵石层，也适用渗透性较差的软弱土层，如地基土质为粉土和粘土、淤泥、粉细砂层等，甚至对存在地下溶洞的岩溶地层土层也能进行加固。

（2）在不影响成桩质量的前提下扩散浆液作用范围。灌注桩后压浆技术能够使压浆浆液既对喷射流程破坏范围以内的土地加固，也能对喷射流程破坏范围以外土体加固。对前者加固，主要是通过渗透、挤密、充填和劈裂等方法实现；对后者加固，主要是通过压缩粘结置换的方式来实现。

（3）状态可控。应用灌注桩后压浆技术，浆液扩散的方向、深度和扩散的具体位置都能够控制，能够根据设计要求调解浆液固化后的旋喷桩体与桩身混凝土所形成的固结体强度，来提高桩基承载力；施工时浆液凝固的时间也能够调解，有效控制建筑物附加沉降和差异沉降。

另外，灌注桩后压浆技术所需注浆管孔径小，对已有建筑物基础与地面损害小，施工安全、简便，对施工现场没有要求，既适合狭窄施工场地，也适合基础需要加固补强的施工现场，且无噪音和材料污染。总之，灌注桩后压浆是一种简便、安全、环保的适用性广泛的建筑施工技术。

2 工程概况

2.1 基本概况

北京市某建筑工程地处繁华商务区，拟建工程为超高层写字楼项目，地下4层，地上60层，高度为265m。建筑结构来兴为钢—混凝土混合结构，地基基础设计等级甲级、建筑桩基安全等级甲级，主楼核心筒结构，周边设有纯地下车库，属于一类超高层建筑，楼下采用的钻孔灌注基础桩。

本工程基础桩（桩径分别为800mm和1000mm）共计538根，桩长范围13.7m～37.9m。为了满足超高层建筑结构承载力和沉降要求，采用灌注桩桩端桩侧后压浆技术，以提高性能，满足要求。其中主楼区域基础桩采用桩端桩侧后压浆技术，纯地下室部分采用桩侧后压浆技术。

2.2 水文地质条件

根据岩土工程勘察报告，实测到4层地下水，具体情况见下表：

根据钻探勘察与测试结果，按地层沉积年代及其成因类型，将拟建工程场地地层划分为人工堆积层及第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及物理力学性质指标进一步划分为17个大层，以标高-9.51～-12.37m以下的细砂、中砂层和卵石层作为桩端持力层。

3 后压浆设计与参数确定

3.1 后压浆装置的设置

根据本工程项目的具体条件设计后压浆装置：桩端桩侧后压浆均设置两根直径为25mm的焊接钢管，焊接钢管绑扎于钢筋笼上，在每个钢管底端都安装一个单向压浆阀，伸出钢筋笼底100mm；桩侧压浆在地面以下卵石层中设压浆阀一道，其压浆导管为焊接钢管，下端通过三通与花瓣形加筋PVC压浆管阀相连接。

3.2 后压浆装置的要求

3.2.1 压浆管

在制作钢筋笼时，同时采用直径25mm的焊接钢管制作压浆管，采用丝扣连接接头，两端也用丝扣堵封严。在钢筋笼外侧对称布置压浆管并绑扎。吊装安放钢筋笼时不得扭转弯曲，以免压浆管丝扣连接处松动；为避免摩擦压浆管的孔壁使压浆孔堵塞，压浆喷头也需要用混凝土垫块保护起来。

3.2.2 压浆导管的连接

压浆导管的连接采用一般有管箍连接和套管焊接两种方式，本工程中采用套管焊接方式，焊接时必须连续且密闭，不能出现孔隙和砂眼。

3.3 后压浆参数确定

根据设计要求与现场具体地质条件，确定本工程桩压浆技术参数：

（1）压浆参数：压浆材料为普通硅酸盐水泥浆液，压浆水灰比选择为0.70，注浆流量控制在 50L/min 左右。

（2）采用压浆量和压浆压力双控方法来对后压浆质量进行控制，以压浆量控制为主，以终止压力控制为辅。桩径800mm和1000mm的单桩桩端压浆量分别为水泥1.4t和1.8t，终止泵送压力均≮2.0MPa；单桩桩侧压浆量均为0.5t，终止泵送压力均≮1.0MPa。

（3）在后压浆作业开始前，按照上述要求注入水泥浆，并进行现场压浆试验，具体的参数确定以现场试验结果为标准来最终确定。

4 基础灌注桩后压浆施工工艺

4.1 工艺流程

成孔、清空→制作钢筋笼、加工压浆管→布置压浆管→吊装钢筋，安装压浆阀笼→检查压浆管质量→二次清孔→灌注混凝土→配置水泥浆，实施压浆。

4.2 后压浆管件设置

后压浆导管采用国标低流体输送用焊接管，壁厚要≮2.0mm。后压浆管件设置应遵循如下药店：

（1）压浆导管上端均设有管螺纹、管箍和丝堵；下端设有G3/4"螺纹和用以插接桩侧压浆阀的三通。

（2）压浆导管与钢筋笼绑扎固定时，采用12号铅丝用十字绑扎法固定，应绑扎牢固，绑扎点均匀。

（3）压浆导管上端低于桩施工作业地坪下200mm；钢筋笼上压浆导管与孔口部位压浆导管接口位于钢筋笼最上一道加筋箍下20cm处；桩端压浆导管下端口据钢筋笼底端380mm。

（4）预先焊接好孔口段压浆管，与钢筋笼一次起吊入孔。起吊钢筋笼入孔前旋接压浆阀，入孔时插接桩侧压浆阀。

（5）吊放钢筋笼时不得冲撞、扭动，应沉放到底，不得悬吊。

（6）灌注完毕回填后，设置明显保护标识，以防车辆碾压。

4.3 质量保证

在基础灌注桩后压浆施工中，为了确保后压浆质量控制，本工程采用压浆量和压浆压力双控方法，以水泥注入量的控制为主要质量控制方法。其质量保证的关键是压浆装置的选择和各道工序成品的保护以及水泥浆压入操控等全过程控制，并及时反馈监测信息。

结语

在本工程项目中，后压浆技术在超高层建筑基础中的得到了成功应用。通过钻孔灌注桩桩端、桩侧后注浆技术，能够提高桩基承载力、增强群桩稳定性，有效控制桩基沉降，实践證明，灌注桩桩端桩底后压浆技术在工程实践中具有很高的应用价值。

参考文献：

[1] 葛明军.钻孔灌注桩桩端后压浆技术在昆山高层建筑中的应用[J].西部探矿工程，2010（01）

[2] 邱玲智，王健.浅析钻孔灌注桩后注浆技术在河流冲积地层高层建筑中的应用[J].中国勘察设计，2012（08）

智能压浆技术 篇10

1 工程概况

本文论述的工程项目是某市的重点工程, 本合同段是从xxx至xxx高速公路第三合同段, 起讫桩号为K18+750———K43+090, 全段长度为16.52千米。本合同段主要工程的内容是桥涵、路基以及隧道的建设。在这之中, 桥梁数量为12座, 分别为xx口一号公公分离式立交桥、xx口公路桥、xx口二号公公分离式立交桥、xx洞公公分离式立交、xx沟公路桥、xxx子公公分离式立交、xx沟中桥、xx公路桥、xx一号公路桥、xx二号公路桥和xx公路桥。在所有的工程桥梁中, T型梁的数量为786片, 板梁为453片。

2 桥梁运用预应力传统张拉工艺的特点

运用传统的预应力张拉工艺, 需要施工人员手动驱动油泵, 然后根据油泵上显示的压力值来控制张拉力, 等到压力表上的读数达到定制时, 需要施工人员用钢尺进行测量, 测出张拉伸长值, 进行记录。

3 传统张拉力工艺存在的问题

由上述可知, 传统张拉力工艺主要是通过施工人员的人力完成, 所以在操作过程中会遇到许多问题。 (1) 张拉力的控制超过了标准误差范围, 人工控制可以达到±10%的误差。 (2) 人工对绞线伸长值不能立即进行精确的测量, 张拉力加上伸长值的双重同步控制不能达到既定的目标。 (3) 人工在张拉过程中, 会出现操作手法不规范的情况, 使预应力出现较大的损失。 (4) T型梁张拉过程中, 两端可能出现对称不同步的情况, 导致结构出现受力不均的问题。 (5) 人工记录数据, 可能出现记录错误, 掩盖了潜在的质量问题。 (6) 在施工过程中, 会出现威胁人身安全的问题。

4 传统人工操作张拉压浆存在的问题

(1) 预应力张拉质量不达标: (1) 有效应力较小, 预应力力度不够, 导致工程结构很早出现裂缝, 下挠超限。 (2) 有效预应力较大, 导致工程结构内预应力筋的拉长程度不够, 工程结构出现很大程度的变形或者裂纹。 (3) 有效预应力不均匀, 导致工程结构内预应力筋过早出现了疲劳状态, 直接影响到公路桥梁的使用寿命。

(2) 不恰当施加张拉力和张拉过程中预应力的损失: (1) 预应力筋出现松弛状态, 引起应力损失问题。 (2) 弹性压缩引起的应力损失问题。 (3) 预应力筋出现回缩状态, 接缝出现压缩以及锚具出现形变状况, 引起应力损失问题。 (4) 工程管道壁间存在摩擦力, 加上预应力钢筋的影响, 出现应力损失。 (5) 应力的损失程度和张拉过程的操作手法是否规范有关。 (6) 混凝土出现收缩状态, 加上徐变的影响, 引起应力损失问题。

(3) 管道压浆出现缝隙。进行孔道压浆的主要目的是为了保护预应力筋, 防止被锈蚀, 保证预应力结构的完整性。通过实践表明, 预应力筋在高压环境下更容易出现锈蚀情况。预应力筋通过灰浆的连接与周围混凝土形成一个整理, 加强了锚固的稳定性和可靠程度, 提高了预应力结构的承载能力和抗裂性能。灌入到孔道中的泥浆, 一方面可以包裹住预应力筋, 另一方面可以接触孔道壁, 将孔道壁和预应力筋相结合, 两者共同作用。

孔道压浆之所以会出现缝隙的主要原因包括: (1) 浆液质量差, 水胶比重较大, 出现泌水现象; (2) 压浆工艺不能保证管道的充盈状况; (3) 管道出现堵塞现象。

(4) 预应力施工质量的普遍问题。预应力施工质量的普遍问题包括了:滑丝、锚下开裂、断丝、锚夹具质量差、混凝土材料质量问题、下陷、绞线在孔道内缠绕数量问题、张拉强度和时间失控问题。

5 预应力智能张拉技术

5.1 精确施压

使用了预应力智能张拉技术之后, 系统会自动施加压力, 并且压力数值能够被精确地控制, 与传统张拉误差范围 (±10%) 相比, 智能张拉误差范围可以控制在±1%以内。

5.2 及时对伸长量进行验证

在张拉过程中, 智能张拉技术可以实现双控的目标, 系统对钢绞线伸长量进行实时控制, 并且自动计算伸长数值, 这样可以及时核对实际伸长量数值, 将伸长量误差范围控制在±6%以内。

5.3 张拉实施对称同步

两台或者多台千斤顶同时同步进行张拉对称, 这样可以从一台计算机控制发展到两台计算机控制, 实现了多顶同步张拉的目标。

5.4 对张拉过程进行智能控制, 减少预应力的损失量

对张拉程度进行智能控制, 这样就不会受到环境和人为操作的影响, 加载速率, 卸载速率, 停顿点、持荷时间等数据都可以符合桥梁设计的要求, 一般情况下, 规定持荷时间为五分钟左右。所以运用了智能张拉技术后, 预应力损失量大大减少。

5.5 管理质量

施工人员可以掌握最真实的数据资料, 张拉施工的整个过程都会被真实记录。

6 智能压浆技术的特点

在浆液满管状态下, 持续循环排除管道内的空气, 管道内的浆液从端口处流到储浆桶, 再从进浆口泵进入管道, 形成一个循环状态。浆液在管道内不断循环, 通过调整流量和压力的方式, 将管道内的空气通过钢绞线的间隙和出浆口排除, 也能将管道内的杂物清除干净。

(1) 管理质量, 保持灌浆压力。智能张拉系统会对管道内的压力损失自动进行测试, 灌浆压力值的设置是参照出浆口的最低压力数值, 所以即便是压力出现损失状况, 最低压力值也会满足管道内的需求。 (2) 提高工效。智能压浆系统节约了人力, 使工效得到提升, 操作流程主要是从较低位置的孔口压入, 从较高位置的孔口压出, 回流到储浆桶中。 (3) 智能压浆系统可以判定管道的充盈情况, 当进浆和出浆的压力差保持稳定后再进行判定。 (4) 可以自动调节流量和压力的大小, 主要是通过进端口和出端口的调节阀来进行, 对水胶比例进行控制。系统按照施工要求设计好比例, 并自动进行加水, 能够控制加水量。

7 结束语

本文基于智能张拉压浆系统的内容特点, 详细论述了T型梁与T型梁工程中智能张拉压浆系统的应用, 希望对相关工作者有所帮助。

参考文献

[1]吕贵敏.40m跨后张法预应力混凝土T型梁质量控制[J].水科学与工程技术, 2009, 02∶74-76.

[2]唐前松.T梁预应力智能张拉精细化施工工艺及施工控制[J].公路工程, 2011, 04∶155-157+169.