真空灌漿技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

摘要：作為公路工程施工中的重要環(huán)節(jié)，公路工程灌漿施工的質(zhì)量對公路工程整體質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，而灌漿施工技術(shù)又決定了灌漿施工質(zhì)量，對公路工程灌漿施工有更高的技術(shù)要求。真空灌漿施工技術(shù)就是在公路工程中廣泛應(yīng)用的一種新型施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路施工；真空灌漿技術(shù)；公路工程；施工質(zhì)量；新型施工技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號：U412 文章編號：1009-2374（2015）05-0068-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0366

1 公路工程灌漿施工論述

灌漿施工主要是指運(yùn)用混凝土或其他漿液對鉆孔或土體進(jìn)行填充，通過壓密擴(kuò)展，構(gòu)成漿脈。作為公路工程施工建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，公路工程灌漿施工的施工質(zhì)量對公路工程整體質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，其重要性顯而易見。公路工程灌漿施工技術(shù)是指運(yùn)用相關(guān)儀器對所需的灌注材料的鉆孔或土體開展灌漿操作，從而達(dá)到洞隙填充、地基加固、土層強(qiáng)化的目的。目前，我國公路常見的質(zhì)量問題有路面苔蘚、路基松軟等，運(yùn)用灌漿施工技術(shù)不僅能對公路地基進(jìn)行有效加固，填充路面塌陷的洞隙，將地基松軟問題得到解決，對工程質(zhì)量的提升產(chǎn)生有利作用，從而節(jié)約了工程成本。

2 灌漿加固技術(shù)的原理分析

灌漿法是通過對氣壓、液壓或電化學(xué)原理，運(yùn)用帶有鉆頭的灌漿器械向需要處理的裂縫和軟土中灌注水泥漿，通過水泥漿液的凝固原理，將水泥裂縫得到填充及滲透。通過一段時(shí)間的發(fā)展，漿液會(huì)使原來松散的土粒或裂縫相互膠結(jié)，從而構(gòu)成整體，使水泥混凝土路面有未定的新結(jié)構(gòu)形成，存在承壓高、穩(wěn)定性強(qiáng)且防水性好等施工特點(diǎn)。

3 真空灌漿技術(shù)在公路工程中的施工要點(diǎn)

3.1 施工前的準(zhǔn)備

3.1.1 施工材料的準(zhǔn)備。首先，在施工之前，應(yīng)將合適材料使用的實(shí)際情況做好，使材料性能、材料種類以及材料強(qiáng)度都能符合設(shè)計(jì)要求。要求事先準(zhǔn)備的漿體材料有足夠的量存在，要想使?jié){體施工時(shí)的配合比例與設(shè)計(jì)需求相滿足，稱量方式應(yīng)根據(jù)配方為主，并準(zhǔn)備足量的減水劑溶液。由于真空灌漿技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用會(huì)在一定程度上有特殊的漿體要求存在，與普通類型的泥漿相比，特殊的泥漿在水灰比和成分方面會(huì)有較大的區(qū)別，在一定程度上能夠使公路基層的耐久性和強(qiáng)度得到提升。由于在公路工程施工中對真空灌漿技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，需運(yùn)用特殊類型的材料作為輔助工作，才能使施工工作得到順利開展，在實(shí)際操作過程中，應(yīng)先排除孔道內(nèi)90%以上的空氣以后才能對材料進(jìn)行注入，確保灌漿材料的滲透性較小、耐久性及強(qiáng)度較高、空隙率較低且和易性較好。

3.1.2 準(zhǔn)備施工輔助設(shè)施。在施工之前，應(yīng)核對機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量、種類及數(shù)量等是否與設(shè)計(jì)要求相符，是否符合機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，對水、電等能否正常供應(yīng)進(jìn)行檢查，若電、水等無法正常供應(yīng)，則需要運(yùn)用有效措施進(jìn)行立即維修和處理。

3.1.3 準(zhǔn)備壓漿施工。與施工設(shè)計(jì)要求相結(jié)合，開展部件的正確組裝和連接工作，全面關(guān)閉大部分的排氣閥和灌漿閥，啟動(dòng)真空機(jī)，檢查真空壓力表，確保管內(nèi)含有的真空度能夠與需求相滿足。若真空度能滿足預(yù)訂目標(biāo)的需求時(shí)，應(yīng)對真空泵施工進(jìn)行大概1min的停止，觀察真空壓力表，若壓力處于不變且穩(wěn)定的狀態(tài)，則表明管道內(nèi)的真空狀態(tài)能符合預(yù)期要求，停止抽真空操作，為灌漿施工做好準(zhǔn)備工作。

3.2 水泥漿攪拌施工的施工工藝

3.2.1 在攪拌水泥漿之前，要想確保攪拌機(jī)保持在正常的狀態(tài)。首先在水泥漿攪拌施工之前對攪拌機(jī)進(jìn)行濕潤處理，在攪拌機(jī)內(nèi)對適量的水進(jìn)行添加，將攪拌機(jī)保持幾分鐘的空轉(zhuǎn)，使攪拌機(jī)內(nèi)壁達(dá)到完全濕潤即可，然后清理干凈攪拌機(jī)內(nèi)殘余的積水以后即可對水泥漿進(jìn)行攪拌。

3.2.2 攪拌機(jī)內(nèi)的裝料應(yīng)符合比例要求。在攪拌機(jī)內(nèi)對膨脹水泥、粉煤灰、水泥、水等材料進(jìn)行加入之前，應(yīng)將配合比做好。在加入攪拌機(jī)內(nèi)以后開展2min左右的攪拌施工，根據(jù)比例要求在攪拌機(jī)內(nèi)倒入一定比例的減水劑溶液，開展3min的攪拌處理以后即可實(shí)施出料操作。

3.2.3 一般在完成水泥漿攪拌處理施工以后，應(yīng)在最快的時(shí)間內(nèi)開展泵送施工。確保攪拌機(jī)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中進(jìn)行卸料，直至完全卸出水泥漿以后方可停止攪拌機(jī)操作。一般在水泥漿完全用完之前，禁止再次投入原材料進(jìn)行攪拌，同時(shí)也應(yīng)將一邊進(jìn)料、一邊出料的情況進(jìn)行避免，通常在完成水泥漿攪拌施工以后，應(yīng)一次將攪拌好的水泥漿使用完成。

3.2.4 為了確保水泥漿符合相關(guān)質(zhì)量要求，則應(yīng)嚴(yán)格控制用水量。在水泥漿攪拌過程中，若用水比例超出設(shè)計(jì)要求，則會(huì)有多余水泌出，避免管道頂端有空隙的情況產(chǎn)生。另外，還應(yīng)將水泥漿的流動(dòng)性保持在良好的范圍內(nèi)，避免水泥漿攪拌過程中有泥漿阻礙淤積的現(xiàn)象產(chǎn)生。若在攪拌水泥漿時(shí)流動(dòng)性出現(xiàn)逐漸降低，那么則應(yīng)通過針對性的對策有效增加水泥漿的流動(dòng)性，禁止通過增加水的方式使水泥漿流動(dòng)性的情況得到提升。

3.3 灌漿施工的施工工藝

3.3.1 在完成水泥漿攪拌工作以后，加入至灌漿泵中。通過灌漿泵自身的高壓作用，水泥漿通過高壓橡膠管設(shè)備噴射出來。

3.3.2 當(dāng)水泥漿在灌漿泵中的濃度等于水泥漿實(shí)際濃度時(shí)，則應(yīng)關(guān)閉灌漿泵，同時(shí)對孔道以及高壓橡膠管的灌漿管進(jìn)行扎牢處理。

3.3.3 啟動(dòng)真空泵以后，在管道內(nèi)開展抽真空作業(yè)。管道內(nèi)存在的負(fù)壓值保持在0.6～0.9×105Pa時(shí)，即可開展灌漿施工。

3.3.4 啟動(dòng)灌漿泵以后，即可開展真空灌漿施工，在灌漿施工過程中，真空泵會(huì)有連續(xù)保持的狀態(tài)存在。若空氣濾清器通過水泥漿體時(shí)，關(guān)閉閥門，并打開排氣閥門，有效觀察排氣管排出水泥漿的情況。

3.3.5 一般灌漿泵在持續(xù)施工過程中，應(yīng)將灌漿施工的時(shí)間保持在2～5min范圍內(nèi)，若管道內(nèi)壓力與0.6×106Pa的需求相滿足時(shí)，則應(yīng)全面關(guān)閉灌漿前端閥門和灌漿泵。

3.3.6 在灌漿施工完成以后，拆除閥門、空氣濾清器、灌漿膠管、外接管路及附件等，若設(shè)備上有水泥漿殘余時(shí)，應(yīng)將清洗操作做好。在真空灌漿施工后的60min以內(nèi)，將出漿端和壓漿端的球閥拆除完成，并清理干凈。

4 真空灌漿技術(shù)施工質(zhì)量控制的具體措施

4.1 真空灌漿材料的質(zhì)量控制

一般選擇的真空灌漿材料應(yīng)符合施工作業(yè)的需求，所以應(yīng)對水泥漿材料的流動(dòng)性、和易性、滲透性及水灰比等進(jìn)行選擇。能夠在水泥漿中添加適量的添加劑，使水泥漿的工作性能的提升得到保障。另外，運(yùn)用的添加劑應(yīng)符合水泥種類性能的基本需求，全面發(fā)揮添加劑的微膨脹、減水和緩凝等作用。

4.2 施工過程質(zhì)量的控制

通常在真空灌漿之前，應(yīng)對預(yù)應(yīng)力管道實(shí)施全面清洗，通過高風(fēng)機(jī)將預(yù)應(yīng)力管道吹干，接著進(jìn)行密封操作，避免有污染等情況產(chǎn)生。另外，還應(yīng)通過水泥砂漿開展封錨處理。灌漿施工之前，應(yīng)將相關(guān)檢查工作做好，確保管道、設(shè)備的連接達(dá)到穩(wěn)固。對水泥漿攪拌進(jìn)行連續(xù)操作，確保水泥漿在管道內(nèi)的流動(dòng)性和均勻性，盡可能避免由于水泥漿淤泥等問題導(dǎo)致灌漿施工的順利開展受到影響，若泥漿未能立即施工，則會(huì)造成泥漿材料的流動(dòng)性能降低，應(yīng)運(yùn)用針對性措施開展相關(guān)的處理操作。

4.3 對波紋管、預(yù)應(yīng)力管道的施工質(zhì)量進(jìn)行控制

預(yù)應(yīng)力管道在真空灌漿施工中的作用極為重要。在施工過程中，應(yīng)確保預(yù)應(yīng)力管道始終保持在封閉的范圍內(nèi)。若真空灌漿施工中波紋管出現(xiàn)損壞現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)運(yùn)用措施實(shí)施修補(bǔ)，使其密封度得到提升。由于金屬波紋管的摩阻系數(shù)較大，在一定程度上對漿液的均勻分布造成影響。因此，應(yīng)運(yùn)用聚乙烯材料作為波紋管，由于該材料的密封性較高、摩阻系數(shù)較小且具有耐腐蝕性和強(qiáng)韌性等優(yōu)勢，因此能夠?qū)㈩A(yù)應(yīng)力筋的氧化破壞問題得到有效避免。

5 真空灌漿技術(shù)的注意事項(xiàng)

第一，作為后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一項(xiàng)新技術(shù)，真空灌漿技術(shù)在我國的應(yīng)用較少，缺乏相應(yīng)的技術(shù)依據(jù)，同時(shí)真空灌漿施工的質(zhì)量控制有較高水平，所以，應(yīng)與現(xiàn)有的施工材料和設(shè)備相結(jié)合，對符合預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量要求及切實(shí)可行的施工工藝進(jìn)行探索，包括真空灌漿施工的步驟與技術(shù)措施、預(yù)應(yīng)力孔道制作過程的質(zhì)量控制、材料與機(jī)械設(shè)備的選擇要求等，從工藝設(shè)計(jì)、材料設(shè)備以及施工措施幾方面開展全面的試驗(yàn)分析與對比，屬于真空灌漿技術(shù)一個(gè)重要內(nèi)容得到應(yīng)用。

第二，真空灌漿技術(shù)同時(shí)應(yīng)具備合適的灌漿材料，是對真空灌漿技術(shù)得到完成的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于在通過施工工藝將90%以上的孔道空氣排除的同時(shí)，如何將水泥漿的水灰比改善，由于水泥漿收縮造成的孔道空隙的減少顯得極為重要。所以，和易性好、滲透性小、空隙率低以及強(qiáng)度及耐久性高的灌漿材料是我們主要研究的一個(gè)目標(biāo)。

第三，相關(guān)施工操作程序的編制，為及時(shí)總結(jié)提供便利，規(guī)范施工方法，從而達(dá)到先進(jìn)施工工藝推廣的目的，提高工程的整體質(zhì)量。

第四，與真空灌漿技術(shù)的基本原理相結(jié)合，通過反復(fù)的對比分析，使總體的施工方法得到有效確定，即真空、真空加灌漿、灌漿三步法不間斷的施工工藝。

6 結(jié)語

總之，隨著我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，公路建設(shè)行業(yè)內(nèi)各類新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮，使我國公路建設(shè)事業(yè)有了顯著的成就。由于真空灌漿技術(shù)的密封性較高、灌漿的飽滿性和強(qiáng)度較高，且灌漿時(shí)間較短等特點(diǎn)，為我國公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生促進(jìn)作用。近年來，真空灌漿施工技術(shù)在我國工程施工中的應(yīng)用逐漸趨于成熟，但在實(shí)際施工中，還需進(jìn)一步完善施工細(xì)節(jié)，是日后業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的重點(diǎn)，為我國日后公路建設(shè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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作者簡介：任春育（1979-），男，河南駐馬店人，供職于駐馬店市農(nóng)村公路管理處，研究方向：路橋施工。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）