水泥混凝土路面采用真空灌漿技術(shù)施工分析
關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面 灌漿技術(shù) 應(yīng)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(wǎng)構(gòu)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(yōu)點。但水泥混凝土路面接縫較多,對超載較為敏感,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,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(xué)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(jù)其位置,經(jīng)一定時間后,漿液將原來松散的土?;蛄严赌z結(jié)成一個整體,形成一個結(jié)構(gòu)新、強度高、防水性能好和化學(xué)穩(wěn)定性良好的“結(jié)石體。
二、真空灌漿技術(shù)需要注意的問題
1.真空灌漿技術(shù)是后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一項新技術(shù),在我國應(yīng)用比較少,缺乏相應(yīng)的技術(shù)依據(jù),同時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)量要求而又切實可行的施工工藝。包括對真空灌漿實施的施工步驟和技術(shù)措施;預(yù)應(yīng)力孔道制作過程的質(zhì)量保證以及材料、機械設(shè)備選擇的要求等,從工藝設(shè)計-材料設(shè)備-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(shù)的一個重要內(nèi)容。
2.真空灌漿技術(shù)同時需要合適的灌漿材料,這是完成真空灌漿技術(shù)的一個重要環(huán)節(jié)。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(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,以便于及時總結(jié),規(guī)范施工方法,以達到推廣先進的施工工藝,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。
三、真空灌漿技術(shù)的基本流程
1、漿體配比設(shè)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(yǎng)護。試驗結(jié)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425#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(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型束的布筋要求,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(zhǔn)備工作
①檢查確認(rèn)材料數(shù)量,種類是否齊備,品質(zhì)是否保證;②檢查機具是否齊備、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(guān)閉,抽真空閥找開;啟動真空泵抽真空,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(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(rèn)為孔道能達到并維持真空。
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?。?)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,使攪拌機內(nèi)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入攪拌機中,攪拌3分鐘出料;水泥漿出料后應(yīng)盡量馬上進行泵送,否則要不停地攪拌;必須嚴(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;對未及時使用而降低了流動性的水泥漿,嚴(yán)禁采用增加水的辦法來增加灰漿的流動性。
?。?)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(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,啟動真空泵,當(dāng)真空度達到度維持在-0.06~-0.09MPa值時,啟動灌漿泵,打開灌漿閥,開始灌漿,當(dāng)漿體經(jīng)過空氣濾清器時,關(guān)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(dāng)漿體稠度和灌入之稠度一樣時,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。
?。?)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(zhì)量控制要點
(1)鉆孔定位。要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況,不斷總結(jié)經(jīng)驗,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個孔。
(2)灌漿。
?、賴?yán)格控制進場材料的質(zhì)量,確保達到要求;
?、趪?yán)格控制配合比,各種材料計量準(zhǔn)確,且拌和均勻,注重用水量;
?、酃酀{時若發(fā)現(xiàn)灰漿已從壓過或未壓過的孔溢出時,應(yīng)及時用木塞塞緊,10min后拔出木塞;
?、芄酀{機壓力達到015~110MPa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;
?、萁煌刂?,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(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、軟土地基處理、機場路加固等。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,鉆孔深度應(yīng)穿透基層達到墊層中。傳統(tǒng)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(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(gòu)件的防腐蝕性能。因此真空灌漿技術(shù)是確保高質(zhì)量灌漿的一個強有力的手段。
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