真空灌漿技術在公路施工中的應用淺祈工學論文
摘要：水泥混凝土路面在我國已有多年的使用歷史，近年來，我國現有的水泥混凝土路面有相當一部分已接近或超過設計年限，隨著交通量的增加，尤其是汽車軸載日益重型化，在連續荷載作用下，出現路面損壞，使用品質下降等情況，水泥混凝土路面最嚴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題，那么水泥混凝土路面的使用年限將大大延長，板下灌漿技術是很有效的解決辦法，它是通過對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，充實板底脫空空隙，達到穩定水泥混凝土板塊的目的，改善路面通車狀況的方法。
關鍵詞：水泥混凝土路面；灌漿技術；應用
水泥混凝土路面是我國公路路面主要形式之一，在我國公路網構成中占有較大比重。它具有強度高、剛度大、受溫度影響小、使用壽命長等優點。但水泥混凝土路面接縫較多，對超載較為敏感，易發生脫空、唧泥、裂縫等先期病害，從而導致路面的破損。如何治理與預防脫空、唧泥等病害，搞好水泥混凝土路面的養護，延長公路的使用壽命，改善其通行能力，具有十分重要的意義。
一、灌漿加固機理
灌漿法是指利用液壓、氣壓或電化學原理，通過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其位置，經一定時間后，漿液將原來松散的土粒或裂隙膠結成一個整體，形成一個結構新、強度高、防水性能好和化學穩定性良好的“結石體。
二、真空灌漿技術需要注意的問題
1、真空灌漿技術是后張預應力混凝土結構施工中的一項新技術，在我國應用比較少，缺乏相應的技術依據，同時真空灌漿施工需要有較高水平的質量控制。因此，需要結合現有的施工材料和設備，摸索能夠符合預應力施工質量要求而又切實可行的施工工藝。包括對真空灌漿實施的施工步驟和技術措施：預應力孔道制作過程的質量保證以及材料、機械設備選擇的要求等，從工藝設計一材料設備一施工措施進行全面的試驗分析和比較，這是實施真空灌漿技術的一個重要內容。
2、真空灌漿技術同時需要合適的灌漿材料，這是完成真空灌漿技術的一個重要環節。因為在通過施工工藝排除90％以上孔道空氣的同時，如何改善水泥漿的水灰比，減少由于水泥漿收縮而產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、具有較高強度和耐久性的灌漿材料，是我們研究的主要目標之一。
3、編制相關的施工操作程序，以便于及時總結，規范施工方法，以達到推廣先進的施工工藝，提高工程質量的目的。
4、根據真空灌漿技術的基本原理，經過反復的分析比較，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。
三、真空灌漿技術的基本流程
1、漿體配比設計
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度，改善水泥漿性能，從而達到高強和耐久的目的。
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，進行試驗室養護。試驗結果表明：水灰比琥小，強度越高，用525#普硅水泥7天強度最大達到78MPa，大大超過所要求的強度。改選用42聃普硅水泥，7天強度最大達到55MPa以上，因此，選用425#普硅水泥即可達到要求。
2、真空灌漿施工工藝
(1)預應力筋成孔管材
預應力混凝土構件中有采用直束、彎曲和u型束等的布筋方式，金屬波紋管在預應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，在強度和耐腐蝕方面，有更好的保護作用。 (2)施工步驟
首先，準備工作
①檢查確認材料數量，種類是否齊備，品質是否保證；
②檢查機具是否齊備、完好；
⑧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按圖所示連接裝好各部件。
第二，試抽真空：將灌漿閥、排氣閥全都關閉，抽真空閥找開；啟動真空泵抽真空，觀察真空壓力表讀數，即管內的真空度，當管內的真空度維持在時(壓力盡量低為好)，停泵約1分鐘時間，若壓力能保持不變即可認為孔道能達到并維持真空。
(3)攪拌水泥漿
①攪拌水泥漿之前要求，加水空轉數分鐘，將積水倒凈，使攪拌機內壁充分濕潤。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，攪拌2分鐘；將溶于水的減水劑倒八攪拌機中，攪拌3分鐘出料；水泥漿出料后應盡量馬上進行泵送，否則要不停地攪拌；必須嚴格控制用水量，否則多加的水全部泌出，易造成管道頂端有空隙；對未及時使用而降低了流動性的水泥漿，嚴禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動性。
(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，關掉灌漿泵，將高壓橡膠管此端接至孔道的灌漿管上，扎牢。
②關掉灌漿閥，啟動真空泵，當真空度達到度維持在－0.06～一0.09MPa值時，啟動灌漿泵，打開灌漿閥，開始灌漿，當漿體經過空氣濾清器時，關掉真空泵及抽氣閥，打開排氣閥。
③觀察排氣管的出漿情況，當漿體稠度和灌入之稠度一樣時，關掉排氣閥，仍繼續灌漿2～分鐘，使管道內有一定的壓力，最后關掉灌漿閥。
(5)清洗
拆下抽真空管的兩個活接，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、閥門、空氣濾清器以及粘有灰漿的工具。
四、質量控制要點
(1)鉆孔定位。要根據施工現場的實際情況，不斷總結經驗，盡量把孔位設在脫空深度最大處，每塊水泥混凝土板應鉆4～5個孔。
(2)灌漿。
①嚴格控制進場材料的質量，確保達到要求：
②嚴格控制配合比，各種材料計量準確.且拌和均勻，注重用水量：
③灌漿時若發現灰漿已從壓過或未壓過的孔溢出時，應及時用木塞塞緊，10 mln后拔出木塞：
④灌漿機壓力達到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，將自動停機或人工停機，視為壓滿：
⑤交通控制，灌漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強度大于3MPa以上時方可開放交通。
灌漿技術作為一種新型的加固技術，可廣泛地使用到公路施工其他方面，如：高速公路橋頭跳車、軟土地基處理、機場路加固等。而且由于其處治質量主要控制指標——彎沉與舊板加鋪瀝青混凝土面層的設計指標相吻合，具有一定科學性，所以也適用于舊板加罩瀝青面層的加固處治。大多數破損板本身的質量良好，病害原因主要是由于下承層造成的。有關資料建議灌漿鉆孔深度一般為混凝土板底3-5cm，根據施工經驗，鉆孔深度應穿透基層達到墊層中。傳統的“換板”處治，在破碎時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或破損，處治一處病害又出現多處新的病害，且只能改善板本身狀態，正是所謂的“治標不治本”，而混凝土板下灌漿通過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量控制，加上采用合理配比的混合材料，采用真空灌漿技術將能保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個密實、不透水的保護層，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，具有更強的耐腐蝕性，大大改善了構件的防腐蝕性能。因此真空灌漿技術是確保高質量灌漿的一個強有力的手段。
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