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摘要：在后张法预应力砼结构中，孔道注浆的目的是保证预应力筋和砼能够有效粘结共同受力、使预应力筋和空气水分隔绝有效保护预应力筋，因而注浆质量直接影响到预应力构件的安全性和耐久性。随着科学技术的发展，注浆工艺从传统注浆工艺、广泛应用的真空注浆工艺到目前新的大循环智能注浆工艺也几经革新，本文介绍采用对比的方式对传统注浆与智能注浆浅析。
关键词：智能注浆；传统注浆；后张法
1工程概况
平赞高速八标段设大桥5座共计2260米T梁共计670片，其中30mT梁460片，40mT梁210片。西岭底大桥桥孔设计为20-30m/20-30m，西王家庄1#大桥桥孔设计为6-30m，西王家庄2#大桥桥孔设计为5-30m，南沙滩大桥桥孔设计为15-30m，这4座大桥交角均为90°，上部采用30m预应力混凝土T梁；石棋沟大桥桥孔设计为22-40m/20-40m交角为90°，上部结构采用40m预应力混凝土T梁。
2预应力管道压浆的作用
在预制T梁后张法预应力砼结构中，预应力是桥梁的生命线，预应力孔道压浆质量决定预应力桥梁的安全性和耐久性，其中预应力钢绞线及预应力筋和砼之间的有效粘结共同作用尤为重要，是桥梁生命的“保护神”。
预应力管道压浆的作用：
（1）保护预应力筋不受腐蚀，提高结构的耐久性，在应力状态下容易腐蚀（约6倍于正常状态）。
（2）通过水泥浆，预应力筋于周围混凝土粘结灌浆成一个整体，增加了锚固的可靠性，提高了承载能力和抗裂性能。通入孔道的水泥浆，既包裹了预应力筋又接触了孔道壁，把预应力筋和孔道壁粘结起来，共同作用，防止工作锚具的疲劳损坏。
预应力管道压降不密实将严重影响结构的耐久性，一方面使钢绞线失去保护易于锈蚀，预应力筋的锈蚀又进一步削弱了压浆料对预应力筋的粘结力，导致有效预应力下降，另一方面，管道内存在的空洞使得钢绞线与混凝土未形成一个共同作用，降低了结构刚度与承载能力。
因此注浆质量直接影响预应力能否充分发挥作用，预应力管道注浆质量，是确保施工质量满足设计要求的重要环节之一。当注浆质量出现缺陷时，随着桥梁使用年限的增加，出现预应力损失的现象，会改变梁体的设计受力状态，影响梁体的使用寿命，因此提高梁体预应力管道的注浆质量是保证梁体使用寿命的重要保证措施。
传统的普通压浆工艺及辅助真空压浆工艺并不能完全保证压浆的密实性，而循环智能压浆技术是利用水泥浆的沉淀性和泌水性（浆体总是在管道的下部沉淀，上部空间总有或多或少的空洞），使用预应力管道作为浆液的循环路径对预应力管道进行压浆，浆体从压浆机出发，再流回压浆机。该工艺能保证预应力管道压浆的密实性，实时监控灌浆压力、浆液流量与浆液的水胶比。
3 传统压浆的现状问题
（1）设备缺陷：传统的压浆设备为单缸灰浆泵和低速制浆—储浆机。制浆设备转速一般为50-70r/min，当浆液较粘稠时并不能完全搅拌开，其浆液不均匀性很大。单缸活塞加压方式为泄压式加压，其压力的不懂范围很大，不能提供稳定的压力输出，从而不能保证压力施加稳定，高水胶比浆液在用单缸泵加压时，其压力泌水率甚大，在实际灌浆过程中可见锚头外漏钢丝间清水呈流线状溢出。
（2）工艺缺陷：传统压浆工艺较为简单，过程也不规范，主要存在问题如下表所示：
（3）管理缺陷：施工现场对压浆施工的管理往往比较忽视，通常制浆时由工人控制加多少水、料，而往往提高了流动度，水的用量大幅度失控，另外对压浆数据的记录往往不真实，数据不可靠，而压浆施工实际是隐蔽工程，压浆施工完成以后并没有快捷而经济的方法进行质量检测，因此唯一可查的数据只有压浆记录表，但其可靠性却不高，因此如何让质量管理人员加强对过程的监管十分必要。
4 智能循环压浆
4.1系统组成及工作原理
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（如下图）。浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续循环以排净管道内空气，及时发现 管道堵塞等情况，并通过加大压力冲洗，排除杂质，消除致 压浆不密实的因素；在管道进、出浆口分别设置精密传感器 实时监测压力、流量与浆液水胶比等各个参数，并实时反馈给系统主机进行分析判断，测控系统根据主机指令进行压力与流量的调整，保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，实时满足施工技术规范要求，确保压浆饱满和密实；主机判断管道充盈的依据为进出浆口压力差在一定的时间内是 否保持恒定，同时以流量来进行校核。
4.2智能循环压浆工艺特点
（1）有效保证注浆浆液质量。在大循环智能注浆工艺中，水泥浆采用低水胶比多组分配比、高速制浆机搅拌，大大提 高了水泥浆性能；通过在储浆桶上绑定水胶比测试仪，在现 场连续压浆过程中对浆液的水胶比实时监测，避免偏差过大（一般情况下是用水量过大导致偏大），改善了水泥浆的水密 性和抗化学腐蚀性，消除了水泥浆泌水、离析、收缩和裂缝 的产生，有效保证了浆液的质量，使构件达到安全耐久的目的。
（2）大循环智能注浆压力稳定，流量可调。系统采用三缸活塞泵，与单缸泵供给的压力不稳定、波动范围较大不易控制相比，三缸活塞泵的压力稳定，流量可调。
（3）浆液持续循环排除管道内空气。对于曲线管道，一次性过浆往往很难将孔道内的空气完全带出，而采用大 循环回路方式，即将出浆口浆液导流至储浆桶，从而可使得浆液在孔道内持续循环，通过进返浆测控仪对浆液压力 和流量进行实时测定并整，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出，提高了水泥浆在管道的饱满性和密实性。
（4）大循环智能注浆对成孔材料无特殊要求，可采取传统成孔材料成孔，降低工程造价。
（5）大循环智能注浆可一次压注双孔，提高工效。对跨径 30m 内的预制梁，单孔长度小于 35m 的预应力管道均可双孔同时压浆，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，节约劳动力，提高工效 96%。
（6）规范压浆过程，实现远程监控。浆过程由计算机程序控制，减少人为因素影响，准确监测到浆液的水胶比、灌浆压力、稳压时间、流量及充盈度各个指标，自动记录，并打印报表。无线传输将数据实时反馈至相关部门，实现预应力管道压浆的远程监控。
（7）系统集成度高，简单适用 。系统将高速制浆机、储 浆桶、水胶比测试仪、进浆测控仪、返浆测控仪、压浆泵集成于一体，现场使用只须将进浆管、返浆管与预应力管道对 接，无需增加管道长度，即可进行压浆施工。操作十分简单，适用于各种结构的管道压浆。
5智能压浆与传统压浆的比较
表2智能压浆与传统压浆的比较表
序号比较内容传统压浆智能测控压浆
1排出管道空气普通压浆靠浆液自流排气，真空辅助压浆因封锚问题难以达到真正的负压大循环回路让浆液在管道内持续循环以排净管道内的空气
2压力大小以及稳压时间控制较随意，往往导致出浆孔没压力，导致压浆不密实自动调整压力大小，以保证全管路按规范要求的大小和时间稳压
3水胶比控制现场材料比控制不严，往往通过加水改善流动情况实时监控水胶比，超限报警，切实控制泥浆性能
4测试管道时机压力损失无此功能实时测试得到管道压力损失，便于调整灌浆压力
5流量控制无此功能实时监测流量，以发现管道是否通畅
6封锚普通水泥浆封锚专用封锚罩加高弹性橡胶垫片，以保证封锚严实
7压浆工艺低进高出，压浆过程不得中断，排气孔要依次打开，操作难度大封闭循环回路，解决这些难题，工艺简单，易操作
8压浆记录人工记录，可信度低自动记录，真实可靠再现整个压浆过程
9安全保障两端关闭阀门时，可能对操作人员造成伤害自动关闭，操作人员远离进浆出浆孔
10质量管理真是的质量状况难以掌握，压浆密实度难以查验可进行质量追溯，还原压浆全过程
6结语
通过对比，智能压浆工艺可将管道内的杂质及空气排出，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，大力推广和应用智能循环压浆技术，对提高预应力管道压浆质量，提高桥梁预应力结构的耐久性和安全性具有重大意义。
参考文献：
[1]熊维. 智能张拉压浆系统在T梁预制中的应用[J]. 南方农机，2017，48（14）：87+97.
[2]张天科，张俊虎. 张拉压浆双智能设备在预制T梁施工中的应用[J]. 中华建设，2014，（08）：150-151.
[4]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.
论文作者:李昀琦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/2/2
标签：预应力论文; 浆液论文; 管道论文; 压力论文; 水泥浆论文; 智能论文; 注浆论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;