注漿處置機(jī)場水泥道面錯(cuò)臺(tái)病害的效果測試分析

王甫來

摘要：為明確注漿處置機(jī)場水泥道面錯(cuò)臺(tái)病害的效果，文章依托華東某機(jī)場跑道基礎(chǔ)注漿項(xiàng)目，通過現(xiàn)場測試，分析了注漿后道面板抬升量，并對比分析了注漿前后道面錯(cuò)臺(tái)量。結(jié)果表明，注漿后道面板橫縫普遍有所抬升，這使得道面錯(cuò)臺(tái)量明顯減小，說明注漿對錯(cuò)臺(tái)病害處置效果明顯。同時(shí)，注漿后道面錯(cuò)臺(tái)量差異減小，從側(cè)面說明注漿能夠顯著改善道面的平整度。

關(guān)鍵詞：注漿;機(jī)場;水泥道面;錯(cuò)臺(tái);效果;測試

0 引言

錯(cuò)臺(tái)是指水泥道面橫向接縫兩側(cè)道面板出現(xiàn)的豎向相對位移，是我國機(jī)場水泥道面常見病害之一[1]。當(dāng)表面水通過接縫滲入基礎(chǔ)使其軟化，或者接縫傳荷能力不足時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)的產(chǎn)生[1]。錯(cuò)臺(tái)的存在嚴(yán)重影響了道面的平整性：一方面增大了動(dòng)荷載作用，加大了道面的損壞概率;另一方面影響了飛機(jī)運(yùn)行的舒適性[2]。因此，亟須對錯(cuò)臺(tái)病害開展處置。

錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的根本原因是基礎(chǔ)不均勻沉降造成的。因此，處置錯(cuò)臺(tái)病害應(yīng)先解決好基礎(chǔ)的問題。當(dāng)前，注漿可有效加固基礎(chǔ)，同時(shí)通過板塊的抬升，可以有效緩解甚至消除錯(cuò)臺(tái)，是最科學(xué)合理的處置方式[3]。

注漿的過程是將水泥漿通過板上的鉆孔泵送到板下。水泥漿可以填充板下或基層下部的小空隙，并且可以置換自由水，防止自由水浸透和削弱支撐，尤其是在接縫和板邊位置。注漿可以恢復(fù)板的支撐，從而減少荷載下的撓度。這有助于保持板的結(jié)構(gòu)完整性，并減少唧泥、錯(cuò)臺(tái)和裂縫等病害。研究表明，只有在支撐損失的接縫處和裂縫處才需要進(jìn)行注漿。對沒有產(chǎn)生接縫處脫空或裂縫時(shí)強(qiáng)行進(jìn)行注漿可能會(huì)導(dǎo)致板抬升，并可能產(chǎn)生不均勻支撐。

本文依托華東某機(jī)場跑道基礎(chǔ)注漿項(xiàng)目，通過現(xiàn)場測試，分析注漿后道面板抬升量。同時(shí)，對比分析注漿前后道面錯(cuò)臺(tái)量，以明確注漿處置水泥道面錯(cuò)臺(tái)病害的效果。

1 注漿方法

1.1 注漿設(shè)備要求

1.1.1 泵

注漿施工應(yīng)使用排液灌漿泵或無脈沖螺桿泵?；钊眯阅懿患?，因?yàn)闀?huì)引起壓力波動(dòng)。重要的是，排液灌漿泵或螺桿泵能夠開始并保持低泵速和噴射壓力。理想的泵速約為5.5 L/min。在灌漿過程中，泵應(yīng)在0.15～1.4 MPa之間保持良好的工作壓力。

1.1.2 鉆孔機(jī)具

任何手持式或機(jī)械式鉆孔機(jī)，只要能在水泥板上鉆出一個(gè)干凈的孔，且沒有表面剝落，都是可以接受的。帶有硬質(zhì)合金或金剛石尖端的氣動(dòng)和液壓旋轉(zhuǎn)沖擊鉆常用于鉆注漿孔，也可以使用高速鉆芯設(shè)備。任何鉆機(jī)的向下壓力，無論是手持式還是機(jī)械式，都應(yīng)<90 kg，以避免板出現(xiàn)錐形剝落。錐形剝落會(huì)嚴(yán)重削弱板體，并可能導(dǎo)致板的徑向和橫向開裂。剝落的材料會(huì)封閉空隙的入口，并在注入過程中成為灌漿的障礙物。施工時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)你@孔尺寸，約為30～50 mm。較大直徑的鉆頭更容易鉆穿板底，而較小的鉆孔不能使孔有效灌漿。

1.1.3 板提升監(jiān)控設(shè)備

必須具有靈敏的板提升監(jiān)控設(shè)備，能夠檢測板的提升，精度至少在0.025 mm。灌漿施工可能需要一些板抬升，但是不希望提升過大。過度提升會(huì)在道面下產(chǎn)生空隙，并形成不均勻支撐。

1.2 灌漿操作

1.2.1 定位鉆孔

施工方必須在混凝土表面鉆幾個(gè)孔以達(dá)到空隙，鉆孔深度取決于混凝土下基層的類型和厚度。最佳孔型和位置取決于接縫間距和板狀況。通常，探地雷達(dá)測試可以為選擇初始孔位置提供一些幫助。灌漿流動(dòng)性也會(huì)影響最佳孔型。如果灌漿在注入過程中容易在孔之間流動(dòng)，施工方可以選擇增加孔之間的間距。如果灌漿不易流動(dòng)，承包商可選擇減小間距。

每個(gè)灌漿項(xiàng)目都是獨(dú)特的，在開始項(xiàng)目時(shí)，進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)是必要的。合同應(yīng)具有一定的靈活性，以允許施工方因項(xiàng)目條件的改變而改變孔型。施工方可以監(jiān)控灌漿操作，并調(diào)整鉆孔位置，以提高穩(wěn)定性。

1.2.2 灌漿

在大多數(shù)情況下，灌漿應(yīng)從每塊板的中心孔開始，并朝靠近道肩的孔進(jìn)行。這種注入方式將把水從板下驅(qū)走，并將其移向外緣。在外緣，水可以通過橫向接縫和肩部接縫溢出。當(dāng)通過靠近道面邊緣的孔進(jìn)行注漿時(shí)，施工人員必須小心避免抬高道肩。漿液材料可以填充道肩下的空隙，但由于道肩比道面板薄，因此更容易提升。

灌漿應(yīng)在較低泵速和壓力下開始。灌漿注入壓力通常在0.3～0.5 MPa，最大建議壓力為0.7 MPa。最初，可能需要短暫的壓力波動(dòng)，以清除灌漿孔中的碎屑，并促使?jié){液穿透空隙。初始壓力波動(dòng)可高達(dá)1.4～2.1 MPa，持續(xù)2～3 s。如果壓力在3 s后沒有下降，則可能存在其他問題，如孔堵塞或孔位置不佳等。

當(dāng)出現(xiàn)以下任何情況時(shí)，施工人員應(yīng)停止泵送：混凝土板開始上升、壓力超過最大允許值或漿液開始通過相鄰孔向上流出時(shí)。當(dāng)水泥漿將水從板下排出時(shí)，施工人員應(yīng)觀察水從相鄰接縫或裂縫流出的情況，并繼續(xù)泵送，直到觀察到未稀釋的水泥漿流出。

在沒有空隙的板下強(qiáng)制灌漿可能會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的支撐、較大的板角撓度，并最終導(dǎo)致板開裂。因此，施工方必須對灌漿項(xiàng)目保持謹(jǐn)慎，并確保施工人員遵守注入壓力指南。注入技術(shù)規(guī)范應(yīng)規(guī)定沒有空隙的混凝土板不接受灌漿。

1.2.3 注漿后脫空評價(jià)

注漿效果評價(jià)可以采用落錘式彎沉儀，注漿前后對水泥混凝土道面進(jìn)行原位彎沉測試，判斷注漿前后道面脫空情況。脫空評價(jià)采用脫空系數(shù)法，該參數(shù)綜合考慮了板邊、板中彎沉的變化以及接縫傳荷能力，是判別板底是否脫空的有效參數(shù)，見式（1）。

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般T<1.5為不脫空;1.5

2 注漿道面概述

本文依托華東某機(jī)場跑道基礎(chǔ)注漿項(xiàng)目，試驗(yàn)選擇了40塊水泥道面板，如下頁圖1（a）所示，對應(yīng)的道面結(jié)構(gòu)如下頁圖1（b）所示。其中，為便于表述，對試驗(yàn)的道面板行列進(jìn)行編號，如下頁圖1（a）所示。

3 注漿方案

根據(jù)注漿方案，該跑道基礎(chǔ)注漿的具體參數(shù)詳細(xì)說明見表1。注漿孔布設(shè)和注漿順序通過文獻(xiàn)調(diào)研[4]并考慮機(jī)場現(xiàn)狀來確定。其中，注漿孔布設(shè)結(jié)合機(jī)場水泥混凝土道面板尺寸，采用“梅花形”布孔（見下頁圖2），注漿孔直徑為5 cm。注漿順序采用“帷幕式”順序，即在外圍注漿形成帷幕，再在區(qū)域內(nèi)部注漿[4]。

通過3 m直尺測試注漿前后橫縫的錯(cuò)臺(tái)量。此外，在注漿過程中，通過水準(zhǔn)儀監(jiān)測道面板橫縫抬升量，并記錄停注后道面抬升量的值。

4 結(jié)果與分析

（1）道面抬升量

根據(jù)注漿過程中測試的道面橫縫抬升量，分析整個(gè)測試區(qū)域的抬升量分布，結(jié)果如圖3所示，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

由圖3和表2可知，抬升量從0.48 mm到11.20 mm變化，這表明注漿后道面板橫縫普遍有所抬升，據(jù)此可以判斷基礎(chǔ)得到比較充分地填充。此外，抬升量在各個(gè)區(qū)段的分布占比相差不大，且變異系數(shù)達(dá)67.1%，這說明道面抬升量在整個(gè)測試區(qū)域差異性較大。

（2）注漿前后錯(cuò)臺(tái)量

根據(jù)注漿前后測試的道面錯(cuò)臺(tái)量，按照A、B、C、D四列道面板統(tǒng)計(jì)錯(cuò)臺(tái)量，結(jié)果如圖4所示。

根據(jù)《民用機(jī)場道面評價(jià)管理技術(shù)規(guī)范》（MH/T 5024-2009）的規(guī)定[5]：<6 mm時(shí)為輕微錯(cuò)臺(tái)，6～13 mm為中等錯(cuò)臺(tái)，>13 mm時(shí)為嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)。據(jù)此，由圖3可知，注漿前道面中等錯(cuò)臺(tái)和輕微錯(cuò)臺(tái)均有分布，而注漿后道面錯(cuò)臺(tái)量明顯減小，均<3 mm，均為輕微錯(cuò)臺(tái)。為進(jìn)一步做出對比，統(tǒng)計(jì)注漿前后錯(cuò)臺(tái)量，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，注漿后道面平均錯(cuò)臺(tái)量明顯減小，且注漿后錯(cuò)臺(tái)均變?yōu)檩p微錯(cuò)臺(tái)，這表明注漿對錯(cuò)臺(tái)病害處置效果明顯。此外，注漿后道面錯(cuò)臺(tái)量的變異系數(shù)明顯減小，這表明注漿后道面錯(cuò)臺(tái)量差異減小，從側(cè)面表明注漿后道面的平整度得到了顯著改善。

5 結(jié)語

（1）注漿后，道面板橫縫普遍有所抬升，據(jù)此可以判斷注漿使得道面基礎(chǔ)得到比較充分的填充。

（2）注漿后，道面錯(cuò)臺(tái)量明顯減小，表明注漿對錯(cuò)臺(tái)病害處置效果明顯。

（3）此外，注漿后道面錯(cuò)臺(tái)量差異減小，從側(cè)面表明注漿能夠顯著改善道面的平整度。

參考文獻(xiàn)：

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[5]MH/T5024-2009，民用機(jī)場道面評價(jià)管理技術(shù)規(guī)范[S].