公路施工中真空灌漿技術(shù)的應(yīng)用分析

馬萬(wàn)君

【摘要】水泥混凝土路面在我國(guó)已有多年的使用歷史，近年來(lái)，我國(guó)現(xiàn)有的水泥混凝土路面有相當(dāng)一部分已接近或超過(guò)設(shè)計(jì)年限，隨著交通量的增加，尤其是汽車(chē)軸載日益重型化，在連續(xù)荷載作用下，出現(xiàn)路面損壞，使用品質(zhì)下降等情況，水泥混凝土路面最嚴(yán)重的病害路面板的斷板直至破碎，而這種情況往往是由于板下脫空所引起的。如果能解決板底脫空問(wèn)題，那么水泥混凝土路面的使用年限將大大延長(zhǎng)，板下灌漿技術(shù)是很有效的解決辦法，它是通過(guò)對(duì)水泥混凝土路面板下灌注水泥漿液、水泥粉煤灰漿液、水泥砂漿，充實(shí)板底脫空空隙，達(dá)到穩(wěn)定水泥混凝土板塊的目的，改善路面通車(chē)狀況的方法。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土路面；灌漿技術(shù)；應(yīng)用

【Abstract】Cement concrete pavement in our country has a long history， in recent years， our country's existing cement concrete pavement has quite a part is close to or exceed the design life， with the increase of traffic volume， especially in the automotive axle load is heavy， under continuous loads， the pavement damage， the use of reduced quality etc. until the crushing plate， off road panel the most serious diseases of cement concrete pavement， and this is often the result of cavity beneath slab caused by. If we can solve the slab hollow problems， so the use of cement concrete pavement life will be greatly extended， in grout technology is a very effective solution， which is based on the cement concrete pavement cement slurry， cement fly ash slurry， cement mortar， enrich the slab void void， achieve stability to cement concrete plate methods of improving pavement condition.

【Key words】Cement concrete pavement；Grouting technology；Application

水泥混凝土路面是我國(guó)公路路面主要形式之一，在我國(guó)公路網(wǎng)構(gòu)成中占有較大比重。它具有強(qiáng)度高、剛度大、受溫度影響小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但水泥混凝土路面接縫較多，對(duì)超載較為敏感，易發(fā)生脫空、唧泥、裂縫等先期病害，從而導(dǎo)致路面的破損。如何治理與預(yù)防脫空、唧泥等病害，搞好水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)公路的使用壽命，改善其通行能力，具有十分重要的意義。

1. 灌漿加固機(jī)理

灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，通過(guò)注漿把漿液均勻地注入地層中，漿液以填充，滲透和擠密等方式，趕走土顆粒間或巖石裂隙中的水分和空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)一定時(shí)間后，漿液將原來(lái)松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度高、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體”。

2. 真空灌漿技術(shù)需要注意的問(wèn)題

（1）真空灌漿技術(shù)是后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一項(xiàng)新技術(shù)，在我國(guó)應(yīng)用比較少，缺乏相應(yīng)的技術(shù)依據(jù)，同時(shí)真空灌漿施工需要有較高水平的質(zhì)量控制。因此，需要結(jié)合現(xiàn)有的施工材料和設(shè)備，摸索能夠符合預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量要求而又切實(shí)可行的施工工藝。包括對(duì)真空灌漿實(shí)施的施工步驟和技術(shù)措施：預(yù)應(yīng)力孔道制作過(guò)程的質(zhì)量保證以及材料、機(jī)械設(shè)備選擇的要求等，從工藝設(shè)計(jì)一材料設(shè)備一施工措施進(jìn)行全面的試驗(yàn)分析和比較，這是實(shí)施真空灌漿技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容。

（2）真空灌漿技術(shù)同時(shí)需要合適的灌漿材料，這是完成真空灌漿技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)施工工藝排除90%以上孔道空氣的同時(shí)，如何改善水泥漿的水灰比，減少由于水泥漿收縮而產(chǎn)生的孔道空隙就顯得尤為重要。因此，和易性好、空隙率低、滲透性小、具有較高強(qiáng)度和耐久性的灌漿材料，是我們研究的主要目標(biāo)之一。

（3）編制相關(guān)的施工操作程序，以便于及時(shí)總結(jié)，規(guī)范施工方法，以達(dá)到推廣先進(jìn)的施工工藝，提高工程質(zhì)量的目的。

（4）根據(jù)真空灌漿技術(shù)的基本原理，經(jīng)過(guò)反復(fù)的分析比較，確定總體的施工方法為：真空→真空+灌漿→灌漿三步法不間斷施工工藝。

3. 真空灌漿技術(shù)的基本流程

3.1漿體配比設(shè)計(jì)。

（1）這種高性能水泥漿與普通水泥漿相比，在原材料的配比方面主要差異為低水灰比和多成份，其目的是為了增加水泥漿的密實(shí)度，改善水泥漿性能，從而達(dá)到高強(qiáng)和耐久的目的。

（2）水泥漿試塊采用70.7×70.7×70.7mm的鋼模型，在常溫下24h后拆模，進(jìn)行試驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：水灰比琥小，強(qiáng)度越高，用525#普硅水泥7天強(qiáng)度最大達(dá)到78MPa，大大超過(guò)所要求的強(qiáng)度。改選用42聃普硅水泥，7天強(qiáng)度最大達(dá)到55MPa以上，因此，選用425#普硅水泥即可達(dá)到要求。

3.2真空灌漿施工工藝。

3.2.1預(yù)應(yīng)力筋成孔管材。 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中有采用直束、彎曲和u型束等的布筋方式，金屬波紋管在預(yù)應(yīng)力筋管成孔方面不能滿足小半徑的彎曲及u型柬的布筋要求，故采用新型成孔材料——塑料波紋管。與金屬波紋管相比，在強(qiáng)度和耐腐蝕方面，有更好的保護(hù)作用。endprint

3.2.2施工步驟。

3.2.2.1首先，準(zhǔn)備工作。

（1）檢查確認(rèn)材料數(shù)量，種類(lèi)是否齊備，品質(zhì)是否保證；

（2）檢查機(jī)具是否齊備、完好。

（3）檢查供水、供電是否齊全、方便。

（4）按配方秤量漿體材料，減水劑首先溶于一部分水，待用。

（5）連接裝好各部件。

3.2.2.2第二，試抽真空：將灌漿閥、排氣閥全都關(guān)閉，抽真空閥找開(kāi)；啟動(dòng)真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數(shù)，即管內(nèi)的真空度，當(dāng)管內(nèi)的真空度維持在時(shí)（壓力盡量低為好），停泵約1分鐘時(shí)間，若壓力能保持不變即可認(rèn)為孔道能達(dá)到并維持真空。

3.2.3攪拌水泥漿。

（1）攪拌水泥漿之前要求，加水空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，將積水倒凈，使攪拌機(jī)內(nèi)壁充分濕潤(rùn)。攪拌好的灰漿要做至基本御盡。

（2）裝料：首先將稱量好的水（扣除用于溶化減水劑的那部分水）、水泥、膨脹水泥、粉煤灰倒入攪拌機(jī)，攪拌2分鐘；將溶于水的減水劑倒八攪拌機(jī)中，攪拌3分鐘出料；水泥漿出料后應(yīng)盡量馬上進(jìn)行泵送，否則要不停地?cái)嚢?；必須?yán)格控制用水量，否則多加的水全部泌出，易造成管道頂端有空隙；對(duì)未及時(shí)使用而降低了流動(dòng)性的水泥漿，嚴(yán)禁采用增加水的辦法來(lái)增加灰漿的流動(dòng)性。

3.2.1.4灌漿。

（1）將灰漿加至灌漿泵中，在灌漿泵的高壓橡膠管出口打出漿體，待這些漿體濃度與灌漿泵中的濃度一樣時(shí)，關(guān)掉灌漿泵，將高壓橡膠管此端接至孔道的灌漿管上，扎牢。

（2）關(guān)掉灌漿閥，啟動(dòng)真空泵，當(dāng)真空度達(dá)到度維持在-0.06～一0.09MPa值時(shí)，啟動(dòng)灌漿泵，打開(kāi)灌漿閥，開(kāi)始灌漿，當(dāng)漿體經(jīng)過(guò)空氣濾清器時(shí)，關(guān)掉真空泵及抽氣閥，打開(kāi)排氣閥。

（3）觀察排氣管的出漿情況，當(dāng)漿體稠度和灌入之稠度一樣時(shí)，關(guān)掉排氣閥，仍繼續(xù)灌漿2～分鐘，使管道內(nèi)有一定的壓力，最后關(guān)掉灌漿閥。

3.2.5清洗。 拆下抽真空管的兩個(gè)活接，卸下真空泵；拆下空氣濾清器和灌漿膠管，清洗灌漿泵、攪拌機(jī)、閥門(mén)、空氣濾清器以及粘有灰漿的工具。

4. 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）鉆孔定位。要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，盡量把孔位設(shè)在脫空深度最大處，每塊水泥混凝土板應(yīng)鉆4～5個(gè)孔。

（2）灌漿。

（3）嚴(yán)格控制進(jìn)場(chǎng)材料的質(zhì)量，確保達(dá)到要求：

（4）嚴(yán)格控制配合比，各種材料計(jì)量準(zhǔn)確.且拌和均勻，注重用水量：

（5）灌漿時(shí)若發(fā)現(xiàn)灰漿已從壓過(guò)或未壓過(guò)的孔溢出時(shí)，應(yīng)及時(shí)用木塞塞緊，10 mln后拔出木塞：

（6）灌漿機(jī)壓力達(dá)到015～110 MPa或水泥灰漿從其它孔溢出或從邊縫、裂縫等處溢出時(shí)，將自動(dòng)停機(jī)或人工停機(jī)，視為壓滿：

（7）交通控制，灌漿完成后的板塊，禁止車(chē)輛通行，待灰漿強(qiáng)度大于3MPa以上時(shí)方可開(kāi)放交通。

灌漿技術(shù)作為一種新型的加固技術(shù)，可廣泛地使用到公路施工其他方面，如：高速公路橋頭跳車(chē)、軟土地基處理、機(jī)場(chǎng)路加固等。而且由于其處治質(zhì)量主要控制指標(biāo)——彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設(shè)計(jì)指標(biāo)相吻合，具有一定科學(xué)性，所以也適用于舊板加罩瀝青面層的加固處治。大多數(shù)破損板本身的質(zhì)量良好，病害原因主要是由于下承層造成的。有關(guān)資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3～5cm，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，鉆孔深度應(yīng)穿透基層達(dá)到墊層中。傳統(tǒng)的“換板”處治，在破碎時(shí)由于操作人員的失誤或連接桿的傳遞影響，可能造成相臨混凝土板塊不同程度的松動(dòng)或破損，處治一處病害又出現(xiàn)多處新的病害，且只能改善板本身狀態(tài)，正是所謂的“治標(biāo)不治本”，而混凝土板下灌漿通過(guò)灌漿壓力可把漿液滲透到相鄰混凝土板下，起到灌漿一塊板加固幾塊板的作用。

總之，由于真空灌漿施工工藝本身有較高水平的質(zhì)量控制，加上采用合理配比的混合材料，采用真空灌漿技術(shù)將能保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個(gè)密實(shí)、不透水的保護(hù)層，并能消除孔隙。另外，塑料波紋管是絕緣體，與金屬波紋管相比，具有更強(qiáng)的耐腐蝕性，大大改善了構(gòu)件的防腐蝕性能。因此真空灌漿技術(shù)是確保高質(zhì)量灌漿的一個(gè)強(qiáng)有力的手段。

[文章編號(hào)]1619-2737（2014）04-08-297endprint