港口后张法预应力混凝土大管桩生产中压力灌浆质量控制.pdf

2 0 1 6年第 1 期 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 6 No 1 J a n u r a r y 港 口后张法预应力混凝土大管桩生产中 压力灌浆质量控制 王 冬 1 ,2 ,3 ， 丛 建 ， 石明建 一 ， 祝烨然 1 ,2 ,3 ( 1 南京水利科学研究院 ， 2 1 0 0 2 4 ； 2 江苏省水工新材料工程技术研究中心 ， 南京 2 1 0 0 2 4； 3 南京瑞迪高新技术有限公司， 2 1 1 1 6 1 ) 摘要 ： 针对港 口后张法预应力混凝 土大管桩 灌浆 生产 的质 量控 制 做 了压浆料 配比、 生产及施工 工艺条件 对比 试验。试验结果表明 ： 压浆剂和水的用量对浆体稳 定性影 响显著 ， 现场原材料试验确定压浆料配比对压力灌浆生产质 量控制是非常必要的 ； 正确的生产、 施 工工艺可有效提 高浆体 密实性 ， 不仅是 压力灌浆 生产 质量控制的 关键过 程 ， 还 是实现结构安全性 、 可靠性 与耐久性 的有利保 障。 关键词 ： 预应 力大管桩 ； 压力灌浆； 压浆剂 ； 真 空辅助压浆工艺 Ab s t r a c t ： F o r t h e c o n t r o l q u a l i t y o f p r o d u c t i o n a b o u t p r e s s u r e g r o u t i n g o n p o r t e n g i n e e ri n g l a r g e d i a me t e r p o s t t e n s i o n e d p r e s t r e s s c o n c r e t e c y l i n d e r p i l e ， t h e c o n t r a s t t e s t s o f u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s ， t h e i n fl u e n c e o f p r e s s u r e g r o u t i n g a n d p r o d u c t i o n a n d c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y a r e c a r r i e d o u t T h e r e s u h s s h o w t h a t t h e i n fl u e n c e o f t h e d o s a g e o f t h e g r o u t i n g a g e n t a n d t h e wa t e r i s s i g n i fi c a n t l y o n t h e s t a b i l i t y o f s l u r r y ， a n d i t S v e r y n e c e s s a r y t o d e t e r mi n e t h e p r e s s u r e r a t i o t o t h e q u a l i t y c o n t r o l of p r e s s u r e gro u t i n g p r o d u c t i o n b y t h e r a w ma t e ri a l t e s t ；t h e c o r r e c t p r o d u c t i o n c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o gy c a n e ff e c t i v e l y i mp r o v e t h e d e n s i t y o f s l u r r y ，t h a t i s t h e k e y p r o c e s s t o t h e q u a l i t y c o n t rol o f p r e s s u r e g r o u t i n g a n d t h e g u a r a n t e e t o r e a l i z e s t ruc t u r e s e c u ri t y ， r e l i a b i l i t y a n d d u r a b i l i t y Ke y wo r d s ： P r e s t r e s s e d c o n c r e t e l a r g e d i a me t e r p i l e ；P r e s s u r e g r o u t i n g ；Gr o u t i n g a g e n t ；Va c u u m a s s i s t a n t p r e s s g r o u t i n g t e c h n q u e s 中图分类号： T U 5 2 8 7 9 文献标识码 ： A 文章编号： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 6 ) 0 1 3 8 0 4 0前 言 在沿 海 高 桩 码 头 中采 用 后 张 法 预 应 力 混 凝 土 大直径管桩 ( 以下简称大管桩 ) ， 已有多年经验 。大 管桩对 于使用在海岸与海洋工程的桩柱结构方 面 具有优越性 ， 与钢管桩相比， 经济效益 明显 ， 应用前 景十分广阔。宁波某公司开发研制的免压蒸长管节 后张 法预 应力 混凝 土 大管桩( 管节直 径 O 1 2 0 0 m m， 单 节 管 节 长 度 可 达 l O m，管 节 拼 接 总 长 度 可 达 8 5 m) ，可有效解决现有 4 m长管节大管桩接头过多 和顶节接头暴露在水位变动 区影响桩基耐久性问 题 目前该种大管桩在水运工程建设 中得到大量推 广 应用 。 大管桩制造工艺流程主要包括管节成型和管 节拼接两大部分。管节拼接是将管节预留孔内穿人 高强钢绞线 ( 或高强钢丝束 ) ， 然后施加一定 的预压 应力 ， 进行压力灌注水 泥灰浆 自锚 ， 将预制的管节 拼接成 一定 长度 的管 桩 。压力 灌浆 是管 节拼 接过程 中的关键环节 其质量好坏直接影响整个预应力混 凝土结构的安全性和可靠性。其主要作用如下 ： 一 38一 保护预应力筋不锈蚀 ： 在结构混凝土与预应力筋 之间提供黏结力 ，使得预应力混凝土的截面完整 ， 从而保证体系的强度 、 安全性 、 可靠性以及耐久性 ， 延长混凝土结构的使用年限。 如 图 1 所示 ，大管桩主筋 1 6根沿周边均匀布 置，每个预留孔道中设置高强度低松弛钢绞线 2 3 根 。在 这种孑 L 径 细小 、 预 应力 孔道 超长 情况下 ， 压 力 灌浆 常 出现 孔 道 中水 泥 浆 不 饱 满 、 压 浆 不 畅 、 水 泥 浆硬化后强度不满足规范要求 、 水 泥浆体硬化后收 缩与孑 L 道壁分离等质量通病。本文试验研究 了压浆 料配合 比、 生产及施工工艺 ， 以便更好地控制压力 灌浆质量 。 1 试 验研 究 1 1 试 验 目的 对 比分析压浆料合理使用配比，确定搅拌工艺 ， 并在不 同压力条件下观测 压力灌浆孔道 内浆体 质 量情况 ，总 结压力 灌浆 关键 操作 过程 ，为保 证 8 5 m 超长预应力孔道压力灌浆质量提供试验依据 。 1 2 测试性能 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王冬 ， 丛建 ， 石明建 ， 等港 口后张法预应力混凝土大管桩生产 中压力灌浆质量控制 一 _ 7 ! l 硐啊 畦 l ( I H 祗 一枣 瑚 。 _ 1 I 删 I1 一 啪豳嘲 _ _ _ I 1 O o 0 1 2 0 00 1 0 0 0 5 0 0 0 ( L) o o o ( 3 o o o 、 2 0 0 0 、 1 0 0 0 ) 4 0 O 0 4 0 0 O n A 4 0 0 0 ， J 图 1 大管桩结构图( 单位 ： mm) 主要是从浆液的流动度 、 膨胀率 、 泌水率 、 充盈 度及抗 压 强度 、 抗折 强 度等 指标 来进 行评 定 ， 具体 试 验方法及判定标准依据 G B T 2 5 1 8 2 -2 0 1 0 预应力 孔道灌浆剂 1 。 1 3 试验 原材 料 水 泥 ： P O 4 2 5级水 泥 。 压浆剂 ： 南京某公司生产的 H L C V I I 压浆剂。 水 ： 自来 水 。 1 4试验结果 1 4 1 压浆 料 配 比确定 压浆料主要 由水泥 、 压浆剂和水构成 。 各组份 间比重相差较大 。压浆料流动性越大 ， 越有利于填 充， 但黏聚性降低 ， 压浆料各组成之间产生离析分 离 的倾 向增加 ；而要 压浆料具有 良好的抗离析性 能 ， 则要求压浆料具有较好 的黏聚性 。 此 时对流 动 性 则 存 在不 利 的影 响 ， 上述 几 者 的关 系可 用 图 2表 示l 2 l 。因此 ， 从流变学 的角度来看 。 必须合理协调压 浆料的黏聚性和流动性 ，以保证压浆料整体性 ， 使 压浆料大流态 、 高密度 、 微膨胀 、 高强度 的性能有效 实 现 。 试 验 采 用水 泥 胶砂 搅 拌 机 ， 以 1 4 0 r m i n转速 拌 环向钢筋 图 2压浆料性能关系示意图 制压浆料。分别测试不 同水灰比与不同压浆剂掺量 对 压 浆料各 方 面性能 的影 响 。 试验 配 比见表 1 ， 性 能 测试结果见表 2 。 表 1 压 浆 料 配 比 表 2 压浆料浆体性能 由表 2中 Y 1 1 Y 1 3试验 结果 可 见 ： 在 相 同工 艺 、 相同 HL C 一 压浆剂掺量条件下 ， 水灰 比由 0 3 0 增加到 0 3 5 ， 浆体初始流动度增快 ； 0 3 5水灰 比， 3 h 钢 丝 间 出现 泌 水 ； 3 h 、 2 4 h 自由膨 胀 率 和 7 d 、 2 8 d抗 压 抗折强度随水灰比增加而降低 由表 2中 Y1 3 Y1 5试 验 结果 可见 ： 在 相 同工 艺 、 相同水灰 比条件下 ， HL C V I I 压浆剂掺量 由 2 5 增加到 3 5 ，浆体初始流动度呈先快后慢趋势变 化 ； 3 h钢丝间、 2 4 h泌水率增大 ； 3 h 、 2 4 h自由膨胀率 和 7 d 、 2 8 d抗压 抗折强度随 H L C V II 压浆剂掺量增 加而降低。 综上所述 ， 浆体在用水量过多或压浆剂过量使 用时会 出现表 面大量浮浆 ， 硬化后这部分浆体结构 疏松 、 多孔 、 无强度 ； 塑性 阶段和后期浆体的膨胀也 一 3 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 冬， 丛建 ， 石 明建 ， 等港 口后张法预应力混凝土大管桩生产中压力灌浆质量控制 试 验结 果见 表 4 。 由表 4试 验 结 果 可 见 ：采 用 真 空 辅 助压 浆 工 道 中部 和顶 部 压 浆 饱 满 ， 无 孔 洞 、 露 筋 、 与 管 触不紧密情况发生 ；而采用普通压浆工艺 ， 管 部和顶部匀 出现预应力 筋暴露 和压浆不密实 。由此可见 ， 压浆工艺也是预应力管道压浆施 量控制的重要环节。 表 4不 同压浆工艺试验结果 占 语 ( 1 ) 压浆剂和水 的用量对浆体稳定性影响显著， 原材 料试验确定压浆料配 比对压力灌浆 生产 控制是非常必要。 ( 2 ) 搅拌机转速对浆体稳定度性能影 响极为重 搅拌机转速达到 1 0 0 0 r mi n 。 各种成分之间得 分混合 ， 浆体流速快 ， 不易产生泌水 ， 有效塑性 得 到充分 发 挥 。 ( 3 ) 二次加 水生产工艺可提高浆体 各项性能 ； 真空辅助压浆工艺可大大提高浆体密实度 。因此 ， 正确的生产 、 施工工艺是压力灌浆生产质量控制 的 关键过程 ， 是实现结构安全性 、 可靠性与耐久性 的 有利保障。 参考文献： f 1 】中国建 筑科 学研究 院 G B T 2 5 1 8 2 -2 0 1 0预应力 孔道 灌 浆剂f S 】 北京： 中国标 准出版社， 2 0 1 0 【 2 】 郝永 真 水 泥浆 主要流变 参数 的确 定与分 析 J 水 利水 电 科技进展 2 0 0 0 ( 8 ) ： 3 2 3 6 3 1中交第 一公路 工程局 有限公 司J T G 厂 I F 5 0 2 叭 1公路桥 涵施工技术规范 S 1 北京： 人民交通 出版社， 2 0 1 1 中铁 工程设计 咨询集 团有 限公 司 T B T 3 1 9 2 -2 0 0 8铁路 后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件 S 】 北京： 中国铁道 出 版 社 。 2 0 0 8 5 A J S c h o k k e r J E B r e e n ， ME K r e g e r S i mu l a t e d F i e l d T e s t i n g o f Hi g h P e r f o r m a n c e G r o u t s f o r P o s t - T e n s i o n i n g J J o u rna l o f B ri d g e E n g i n e e rin g ， 2 0 0 2 ， 7 ( 2 ) ： 1 2 7 1 3 3 收 稿 日期 ： 2 0 1 5 1 O 一 2 8 作者简介 ： 王冬 ( 1 9 7 3 一 ) ， 女 ， 高级 工程 师。 通讯地址 ： 南京市虎踞关 3 4号 联系电话 ： 1 3 8 1 5 8 8 5 5 4 3 E- ma i l ： d wa n gn h r i c n 天先特材 欢避选用 硅灰高强高性能砼之必需品 本产 品是一种 高活性 、 无定 形球状颗粒 。 主体成份 为 S i O ： ， 细度及 比表面积是水 泥的 8 0 1 0 0 倍 。 在砼 中使用适量 的硅灰 ， 可起到如下作用 ： 显著提 高砼 的抗压 、 抗折 、 抗渗 、 防腐 、 抗冲击及耐磨性 能。 具有保水 、 防止离 析 、 泌水 、 大幅度降低泵送砼泵送 阻力 的作用 。 显著延长砼 的使用寿命 。特别是在硫酸盐 侵蚀 、 氯盐污染 、 高湿 度等恶劣环境下 可使砼 的耐久性 提高一倍 以上。 大幅度减少 喷射砼 的落地灰 ， 并提高其单次喷层厚度 。 是超高强砼 的必要 成份 ， 已有 C 1 5 0砼的工程应用 。 具有约 5 倍水泥 的功效 ， 在普通砼 中应用 ， 可降低其成本 。 其主要应用领域有 ： 活性粉末砼 ( R P C) ； 高铁轨道板掺合料 ； 商品砼 ； 高强砼 ； 自流平砼 ； 抗渗砼 ： 高强无 收缩灌浆料 ； 耐磨 工业地坪 ； 修补砂 浆 ； 聚合物砂浆 ； 保 温砂 浆 ； 砼密 实剂 ； 砼 防腐剂 ； 面层水泥基防水剂等。 适用对象为： 高层建筑 物、 海港码头、 水库大坝、 水利涵闸、 高速铁路、 铁路公路桥梁、 地铁 、 隧道、 机场跑道 、 砼 路面及煤矿巷道锚喷等 。 欢迎垂 询 资料样 品备 索 宁夏惠农区天先特种材料研究所 地 址 ： 宁 夏 石 嘴 山市 惠 农 火 车站 电话 ： 0 9 5 2 3 6 9 2 0 6 3 邮编 ： 7 5 3 2 0 3 传真 ： 0 9 5 2 3 6 9 1 7 3 0 手机 ： 1 3 9 0 9 5 2 5 6 7 3 驻京 办事处 ： 北京市通州区永乐店永新路 6 3号 电话 ： O 1 0 61 5 8 0 2 4 8 邮 编 ： 1 0 1 1 0 5 传 真 ： 01 0 6 1 5 8 0 2 4 7 手机 ： 1 3 3 2 1 1 8 81 0 0 网址 ： WWW b d y p o l y c o rn 一 4l一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m