浅谈水泥砼路面板真空灌浆技术的应用
摘要：我国水泥砼路面有相当一部分日益老化,最为严重的病害是路面板断板,板下灌浆技术是解决该病害较好的办法。
关键词：水泥混凝土路面 灌浆技术 应用
水泥混凝土路面在我国已有多年的使用历史,是我国公路路面主要形式之一,在我国公路网构成中占有较大比重。它具有强度高、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点。但水泥混凝土路面接缝较多,对超载较为敏感,易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害,从而导致路面的破损。如何治理与预防脱空、唧泥等病害,搞好水泥混凝土路面的养护,延长公路的使用寿命,改善其通行能力,具有十分重要的意义。
随着近年来我国现有的水泥混凝土路面有相当一部分已接近或超过设计年限,水泥混凝土路面最严重的病害路面板的断板直至破碎,而这种情况往往是由于板下脱空所引起的。对此板下灌浆技术是很有效的解决办法,它通过对水泥混凝土路面板下灌注水泥浆液、水泥粉煤灰浆液、水泥砂浆,充实板底脱空空隙,达到稳定水泥混凝土板块的目的,改善路面通车状况的方法。
一、灌浆加固机理
灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理,通过注浆把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充,渗透和挤密等方式,赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置,经一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体,形成一个结构新、强度高、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体。
二、真空灌浆技术需要注意的问题
1.真空灌浆技术是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术,在我国应用比较少,缺乏相应的技术依据,同时真空灌浆施工需要有较高水平的质量控制。因此,需要结合现有的施工材料和设备,摸索能够符合预应力施工质量要求而又切实可行的施工工艺。
三、真空灌浆技术的基本流程
1、浆体配比设计
这种高性能水泥浆与普通水泥浆相比,在原材料的配比方面主要差异为低水灰比和多成份,其目的是为了增加水泥浆的密实度,改善水泥浆性能,从而达到高强和耐久的目的。
水泥浆试块采用70.7×70.7×70.7mm的钢模型,在常温下24h后拆模,进行试验室养护。试验结果表明:水灰比琥小,强度越高,用525#普硅水泥7天强度最大达到78MPa,大大超过所要求的强度。改选用425#普硅水泥,7天强度最大达到55MPa以上,因此,选用425#普硅水泥即可达到要求。
2、真空灌浆施工工艺
(1) 预应力筋成孔管材
预应力混凝土构件中有采用直束、弯曲和U型束等的布筋方式,金属波纹管在预应力筋管成孔方面不能满足小半径的弯曲及U型束的布筋要求,故采用新型成孔材料——塑料波纹管。与金属波纹管相比,在强度和耐腐蚀方面,有更好的保护作用。
(2) 施工步骤
首先,准备工作
①检查确认材料数量,种类是否齐备,品质是否保证;
②检查机具是否齐备、完好;
③检查供水、供电是否齐全、方便;
④按配方秤量浆体材料,减水剂首先溶于一部分水,待用;
⑤按图所示连接装好各部件。
第二,试抽真空:将灌浆阀、排气阀全都关闭,抽真空阀找开;启动真空泵抽真空,观察真空压力表读数,即管内的真空度,当管内的真空度维持在时(压力尽量低为好),停泵约1分钟时间,若压力能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。
(3)搅拌水泥浆
①搅拌水泥浆之前要求,加水空转数分钟,将积水倒净,使搅拌机内壁充分湿润。搅拌好的灰浆要做至基本御尽。
②装料:首先将称量好的水(扣除用于溶化减水剂的那部分水)、水泥、膨胀水泥、粉煤灰倒入搅拌机,搅拌2分钟;将溶于水的减水剂倒入搅拌机中,搅拌3分钟出料;水泥浆出料后应尽量马上进行泵送,否则要不停地搅拌;必须严格控制用水量,否则多加的水全部泌出,易造成管道顶端有空隙;对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用增加水的办法来增加灰浆的流动性。
(4)灌浆
①将灰浆加至灌浆泵中,在灌浆泵的高压橡胶管出口打出浆体,待这些浆体浓度与灌浆泵中的浓度一样时,关掉灌浆泵,将高压橡胶管此端接至孔道的灌浆管上,扎牢。
②关掉灌浆阀,启动真空泵,当真空度达到度维持在-0.06~-0.09MPa值时,启动灌浆泵,打开灌浆阀,开始灌浆,当浆体经过空气滤清器时,关掉真空泵及抽气阀,打开排气阀。
③观察排气管的出浆情况,当浆体稠度和灌入之稠度一样时,关掉排气阀,仍继续灌浆2~分钟,使管道内有一定的压力,最后关掉灌浆阀。
(5)清洗
拆下抽真空管的两个活接,卸下真空泵;拆下空气滤清器和灌浆胶管,清洗灌浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器以及粘有灰浆的工具。
四、质量控制要点
(1) 钻孔定位。要根据施工现场的实际情况,不断总结经验,尽量把孔位设在脱空深度最大处,每块水泥混凝土板应钻4~5 个孔。
(2) 灌浆。
①严格控制进场材料的质量,确保达到要求;
②严格控制配合比,各种材料计量准确,且拌和均匀,注重用水量;
③灌浆时若发现灰浆已从压过或未压过的孔溢出时,应及时用木塞塞紧,10 min 后拔出木塞;
④灌浆机压力达到015~110 MPa 或水泥灰浆从其它孔溢出或从边缝、裂缝等处溢出时,将自动停机或人工停机,视为压满;
⑤交通控制,灌浆完成后的板块,禁止车辆通行,待灰浆强度大于3 MPa 以上时方可开放交通。
灌浆技术作为一种新型的加固技术,可广泛地使用到公路施工其他方面,如:高速公路桥头跳车、软土地基处理、机场路加固等。而且由于其处治质量主要控制指标——弯沉与旧板加铺沥青混凝土面层的设计指标相吻合,具有一定科学性,所以也适用于旧板加罩沥青面层的加固处治。
五、结束语
总之,由于真空灌浆施工工艺本身有较高水平的质量控制,加上采用合理配比的混合材料,采用真空灌浆技术将能保证孔道灌浆的均匀性,能形成一个密实、不透水的保护层,并能消除孔隙。另外,塑料波纹管是绝缘体,与金属波纹管相比,具有更强的耐腐蚀性,大大改善了构件的防腐蚀性能。因此真空灌浆技术是确保高质量灌浆的一个强有力的手段。
参考文献
[1]忻伟明.杨昭宇.《软土地基桥头跳车成因及注浆防治技术》.《山西建筑》2009年11期