摘要：針對橋梁灌漿不密實的問題，本文對其原因進行了分析，通過泌水試驗研究了漿體水灰比以及外加劑對漿體泌水性的影響，確定了水灰比為0.38，并加入外加劑時的水泥漿體的泌水率最小。通過現場灌漿試驗，檢驗了漏漿問題處理措施的有效性，其中將孔道內漿體沖出重新灌漿的效果最好。

　　關鍵詞：灌漿,泌水,密實性

　　0 引言

　　現代預應力混凝土橋梁結構體系中，預應力孔道灌漿的作用[1]主要有三點：一是保護預應力孔道內鋼筋不外露而遭水分、雜散電流等介質的銹蝕;二是使孔道內預應力鋼筋與梁體混凝土之間有良好的粘結，使兩者共同作用;三是消除橋梁預應力體系在反復荷載作用下對錨具造成的疲勞破壞，延長錨具的使用壽命，提高結構的耐久性。因此，孔道灌漿質量的好壞，將直接影響整個橋梁預應力結構體系的安全性和可靠性。

　　國內外因灌漿不密實的而使橋梁倒塌的實例屢見不鮮：如國外1985年英國Ynys-Gwas預應力混凝土大橋[2]的突然倒塌事故;我國2004年6月坍塌的遼河大橋等。國內外學者對此展開了廣泛的研究，國外的fib等學術機構、荷蘭VSL公司等從管道鋪設、灌漿料配置等方面入手進行了研究，我國大量學者從真空灌漿、高性能灌漿料方面入手等進行了較多的探索[3,4]，取得了不錯的研究進展。但在實際工程灌漿施工中，存在較多的問題，導致預應力孔道灌漿的不密實。

　　1 孔道灌漿不密實的原因分析

　　目前，我國在預應力孔道灌漿過程中導致灌漿不密實的原因主要有兩類：技術原因和施工原因。技術原因主要來源于灌漿材料的質量、灌漿工藝、灌漿的設備水平等;施工原因主要是一些人為因素，包括管理者的重視程度、施工工人的施工水平及責任心等。歸納主要原因有以下幾點：

　　(1)粗劣的灌漿施工工藝：目前工程施工中，普遍采用普通的灌漿工藝，真空灌漿等都較少采用，灌漿設備簡陋，工藝不規范。

　　(2)灌漿材料質量不過關：目前市場上充斥著良蕎不齊的灌漿料產品，由于缺乏專門的質量要求及檢測方法，很難考證其質量的優劣。

　　(3)缺乏對灌漿質量的有效檢測手段：缺少有效的檢測手段致使預應力孔道灌漿質量得不到有效的監督。

　　(4)灌漿人員缺乏足夠的專業培訓：在目前的施工過程中，絕大多數的灌漿施工人員都沒有經過任何的灌漿專業培訓，普通缺乏專業的技能，責任心不強，造成了灌漿質量的低劣。

　　針對上述問題，有的需要我國建立完善的規范系統，有的需要提高現場施工隊伍的專業素質，這僅僅依靠一個人的力量是難以完成的。本文從灌漿材料的泌水及灌漿過程中出現問題的處理辦法兩方面入手，來探討橋梁灌漿的密實性。

　　2 漿體泌水的影響因素

　　2.1 漿體泌水率

　　預應力孔道在灌漿后，比重較大的水泥漿將下沉到預應力孔道的底部，而比重較小的水和微細的物質會上浮在預應力孔道頂部，工程中把這種水泥漿中水分上浮的現象稱之為泌水。漿體的泌水率對于灌漿結果來說具有重要的意義，泌水率過大，其自由水不能夠完全被水泥水化反應所吸收，則隨著泌水的消失而勢必在預應力孔道內部留下空洞，導致灌漿不密實。因此，國內外規范都對此做了嚴格規定：

　　2000年《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041-2000)[5]規定水泥漿的泌水率最大不得超過3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，泌水應在24h內重新全部被漿體吸回;2008年國家標準《水泥基灌漿材料應用技術規范》(GB/T 50448-2008)[6]，規定所有類型的灌漿材料的泌水率均為0%。2008年鐵道部行業標準《鐵路后張法預應力混凝土梁管道壓漿技術條件》(TB/T 3192-2008)[7]，規定水泥漿體3h泌水率≤0.1%，24h泌水率為0%。歐盟規范規定灌漿料3h后泌水率不大于0.3%。美國后張預應力協會(PTI)規范[8]規定灌漿料3h后泌水率為0。

　　2.2 水灰比對泌水率的影響

　　影響漿體泌水的主要因素有：水灰比、外加劑的性質、水泥的細度等。其中，水泥漿體的水灰比是影響漿體泌水的最主要因素，不同水灰比的水泥漿體的泌水率如圖1所示。

　　由圖1可看出，水灰比越小，漿體泌水率則越小，但鑒于漿體流動性的需要，顯然漿體的水灰比不可能無限制的減小，文獻顯示[9]，漿體的水灰比在0.36～0.40之間較為合適，通過添加外加劑可以有效減小水灰比，從而減小漿體的泌水率。

　　2.3 外加劑對泌水率的影響

　　在試驗中，將水泥漿體分為兩種，第一種漿體中不添加外加劑，為純水泥漿體;第二種漿體中加入北京某研究院生產的ANG高強無收縮灌漿料，摻量為水泥用量的3.5%。設置兩種水泥漿體的水灰比都分別為0.36、0.38、0.40，將配置好的水泥漿體800ml倒入容量為1000ml的玻璃量筒中，記下體積數值，并將量筒口封閉嚴密，分別記錄水泥漿體倒入量筒后1h、2h和3h后的泌水的體積，并以式(1)進行漿體泌水率的計算。

　　(1)

　　式中：Wb——漿體中的含水體積，ml;

　　W——泌水體積，ml。

　　無外加劑的水泥漿體泌水率如表1所示。

　　由表1可以看出，在不添加外加劑的情況下，隨著水灰比的增大，水泥漿體的泌水率也逐漸增加，且都不滿足我國規范的規定。但從這些數據可以看出，在試驗室施工條件較好的情況下，無外加劑的水泥漿體也不可能實現完全無泌水，若在現場施工中，考慮到施工條件較差，想要做到預應力孔道灌漿無泌水幾乎是不可能實現的目標。

　　由表2可得，在添加外加劑之后，各水灰比下的水泥漿體的泌水率都有大幅度的下降，在水灰比為0.38時，水泥漿體的泌水率已滿足我國規范的規定。且通過各水灰比下的漿體泌水率可得，在添加外加劑之后，水泥漿體的泌水率并非隨著水灰比的增加而增大，而是存在一個最佳水灰比0.38，使得水泥漿體在此時，能夠在水化反應過程中，將產生的泌水全部吸收，實現規范規定的24h無泌水的目標。

　　將有、無外加劑的水泥漿體泌水率繪于圖2中，做一對比即可發現，在添加外加劑之后，水泥漿體的泌水率下降明顯，且隨著時間的發展，泌水率持續維持在較低水平上，這對減少孔道空洞，降低鋼筋腐蝕，增加預應力結構的耐久性具有重要的意義。

　　3 現場灌漿試驗及問題處理

　　以現場灌漿試驗基準，對引起預應力孔道灌漿不密實問題的原因之一——漏漿的問題原因、處理方法以及處理之后的結果進行試驗分析。在某一預應力混凝土簡支梁預制現場，澆筑一榀包含四孔預應力孔道的矩形梁，分別為N1～N4，梁體寬為0.55m，高位1.25m。為充分顯示預應力孔道內部灌漿密實性的效果，在孔道內部不放置鋼絞線。

　　試驗中，設計孔道N1能夠完全按規定進行灌漿，漿體配合比按上述試驗中水灰比為0.38且有外加劑的配比進行配置。孔道N2、N3和N4將由于孔道周圍混凝土原因使得孔道將會漏漿，并分別采取不同的措施對孔道N3和N4進行漏漿處理，孔道N1和N2作為對比不做任何處理，以驗證孔道灌漿過程中漏漿處理措施的有效性。

　　針對試驗梁各孔道的漏漿問題，試驗中，由于N3孔道漏漿位置明顯且集中，因此，對N3孔道的漏漿處進行堵漏處理，采用市場上一種快速凝結的混凝土進堵漏。N4孔道由于漏漿位置較多，故首先將孔道N4內的水泥漿體用水沖出(圖3)，然后將漏漿處的混凝土鑿除，采用級別較高的混凝土修補完善之后(圖4)，待缺陷處修補后的混凝土養護完成之后，重新對孔道N4進行灌漿。

　　待試驗梁內水泥漿體凝結之后，將試驗梁按預定截面截開，檢查各孔道內灌漿的密實情況。如圖5～圖8所示。

　　N1為沒有漏漿的孔道，N2為漏漿之后沒有采取措施進行處理的孔道，均為對比孔道。由各孔道漏漿處理后的效果圖示可以看出，N1和N4(重新灌漿)的灌漿效果最好，說明在漏漿的處理措施中，將孔道內漿體沖出重新灌漿的效果最好。而灌漿過程中采用隨時堵漏的處理措施的效果(N3)雖然比沒有采取措施的效果好(N2)，但效果也不太顯著。另外也可看出，水泥漿體在實驗室的試驗過程中也完全沒有了泌水的存在，但在現場灌漿試驗的過程中，仍然不能讓孔道完全密實，這顯然與現場施工的管理制度有關。

　　4 結論

　　1)本文對預應力孔道灌漿不密實的原因進行了分析。

　　2)鑒于泌水對灌漿密實性具有較大的影響，分析了漿體水灰比以及外加劑對漿體泌水性的影響，確定了水灰比為0.38，并加入外加劑時的水泥漿體的泌水率最小。

　　3)通過現場灌漿試驗，檢驗了灌漿過程中漏漿問題的處理措施的有效性，其中將孔道內漿體沖出重新灌漿的效果最好。

　　參考文獻

　　[1] 谷坤鵬，李 漠. 后張預應力高性能灌漿料體積穩定性的研究[J].混凝土，2007(10)：30-32.

　　[2]吳志金，邱杰.曲線預應力孔道灌漿試驗與施工[J].交通標準化，2006(8)：86-87.

　　[3] 石晉濤. 模擬酸雨環境下后張預應力體系耐久性研究[D]. 北京：北京交通大學，2008.

　　[4] 劉 椿，朱爾玉，朱曉偉.預應力混凝土橋梁的發展狀況及其耐久性研究進展[J].鐵道建筑，2005(11)：1-2.

　　[5]中華人民共和國行業標準. 公路橋涵施工技術規范[S]. JTJ041-2000.

　　[6]中華人民共和國國家標準. 水泥基灌漿材料應用技術規范[S]. GB/T 50448-2008.

　　[7] 中華人民共和國鐵道行業標準.鐵路后張法預應力混凝土梁孔道壓漿技術條件[S].TB/T 3192-2008.

　　[8]PTI committee on grouting specifications.guide specification for grouting of post-tensioned structures[Z].America：Post-Tensioning Institute，2003.

　　[9]王思源.預應力混凝土孔道灌漿材料及施工工藝改進研究[D].南京:東南大學,2002.