旧水泥混凝土板注浆技术要点浅析

旧水泥混凝土板注浆技术要点浅析

王庆敏

中铁十局集团第三建设有限公司 安徽省 合肥市 230000 

[摘 要]为提高路面承载力，改善道路行车条件需对G107长沙段进行改建由于受工程位置和周围环境限制，进行大规模翻挖改建对交通影响太大，为此通过提出对原有路面在调查基础上对路面板下脱空区进行压密注浆的方法提高其强度和承载力，既保证了达到道路改建之后的行车要求，又缩短了工期，节约了成本，可供长沙区域类似工程借鉴。

[关键词]板底脱空及基层空隙板底压浆    技术要点

1 引言

随着2023年的到来，我国将全面迈入小康社会，因此长沙市为进一步提高人民的生活质量、出行便利，将原有的旧水泥混凝土板路面经病害处理后加铺沥青混凝土面层。以往常见的处理方法为裂缝处理、旧路接缝处理、板角断裂处理、坑洞处理等，但由于工期长、成本高、对地基发生剪切破坏等，在施工中不被首选。而板底注浆处理是通过压浆磊，将胶凝填充材料压入板底脱空处及基础空隙中，形成一层强度高、稳定性好、与混凝土板底密贴的结构层，以恢复混凝土板底的正常承接，起到加固混凝土面板、维护面板正常使用状态和保障路面使用寿命的作用。该方法不需要养护，缩短了板底处理时间，同时可保证较长时间内基层不会出现损坏，省去了大量处理材料，所使用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。        

2 工程简述

G107长沙段位于长沙市长沙县一带，是连接长沙市与岳阳市之间最为重要的纽带，带动岳阳周边经济发展的重要枢纽。本项目位于长沙县北部，路线整体走向为由北向南。路线起于安沙镇南，与现状安沙镇街道改造沥青路面相接，桩号为：K1596+673.8；向南经谭家冲、马鞍铺、灵官塘、毛塘铺等至水渡河大桥，终点桩号为 K1607+232.795，路线全长 8.468km（不包含毛塘铺街道）。经现场调查检测：起点至 K1602+320 段面板断脱空板及板基础不良板占90%，且该段道路平整度较差。K1604+411.489～终点段水泥混凝土路面，大部分刚维修不久，现状路面状况良好，局部路段存在裂缝、修补、接缝破损脱落等病害。

3 施工工艺及质量控制要点

3.1 施工工艺及质量控制流程

3.1.1 旧水泥混凝土路面面板板底压浆工程施工工艺

脱空位置检查-制浆设备配置-布置注浆钻孔施工-制浆-压浆-养生封堵效果检查-封孔清场

3.1.2 浆体的材料组成及技术要求

(1)原材料

水泥:普通硅酸盐水泥,32.5MPa及以上粉煤灰:II级及II级以上

外掺剂:FDN高效减水剂,CAS型膨胀剂

(2)配合比

为得到具有高强、早强、大流动性、微膨胀等特点的灌浆浆体材料,通过工程首件制,得出配合比(重量比)如下:

浆体质量控制要点∶水泥和膨胀剂如出现结块则禁止使用，浆体拌和完成进入储浆桶前应过筛，筛网孔径不大于3mm。流动度是影响可灌性的主要因素，一般流动度越高，可灌性就越好。按采用的设计配合比，室内流动性能试验Marsh流出时间为203s，现场浆体流动性能的检验宜采用Marsh设备检验，流出时间参考室内试验结果，另外采用净浆扩展度作为参考控制指标，建议值为200mm。

3.1.3压浆施工工艺

(1)压浆最基本设备包钻孔机、浆体拌合机和压浆泵。

(2)首先是布孔、钻孔,通常情况下钻3~5孔,距边角40~50cm,孔的直径略大于灌浆机的喷嘴直径,同时孔应贯穿混凝土板,其深度穿越通过稳定的基层垫层,但钻入土基深度不能超过7cm。钻完孔后,用压缩空气将孔中混凝土碎屑、杂物清除干净，以利于灌浆材料在压力泵作用下顺利流入脱空处。

(3)当清孔完毕后,可以进行配料。压浆机事先应清洗并排净水分,根据所需灌注的体积、浆体配合比及施工进度,称取各种材料,将减水剂和早强剂加入水中,将水泥、粉煤灰、膨胀剂倒入灌浆机的搅拌桶内,先进行一定的拌合,然后再将已溶有减水剂和早强剂的水加入井不断搅拌,形成均匀浆体,搅拌时间宜在5~10min。应确保浆体在配置好后半小时内用完,并且施工过程应进行不停的搅拌。

(4)灌浆过程中,应先灌注靠近路面两侧的孔,再灌注路面中间的孔,以有利于灌注密实。将压力泵的压力均匀增加至0.8MPa左右,最大压力控制在1.5MPa,并停留3~5min。当发现浆体从其他孔中或路的两侧挤出时,表明已灌满,减小压力并将喷嘴提起,将孔中灌满浆体,关闭压力泵,将灌浆机移到下一孔继续进行灌浆。

(5)灌浆15min后将孔中的浆体抹平即可,不需另外的封堵材料。灌浆后12小时内控制交通,压浆板上禁止车辆通行,以利于板下浆体的硬化和强度的增强。

3.2压浆质量控制要点

(1)严格控制材料质量和配合比

  水泥:必须购买符合强度要求的水泥,在施工前应作水泥的有关试验,包括安定性、细度,抗压,抗折强度、初凝,终凝时间等。

  粉煤灰:应为新近生产的粉煤灰,对化学成分进行分析。

水:干净、无污染、可饮用水。

外加剂:不能使用过期、失效、不符合要求的添加剂。在厂家销售点购买具有产品指标和合格证的产品。

(2)保证浆体质量

浆体应具备良好的流动性,以便于压力不大的情况下浆体能获得较大的扩展半径,但对于空隙较大及土体疏松或脱空区大的地方,必须具有流动性较小和触变性大的浆体,以免扩散到不必要的地方或产生路基边坡跑浆现象。因此在必要时可在浆体中加入适量细砂或粘土形成既经济又能保证工程质量的浆体,提高浆体中的固体含量,减少用水量。

4压浆过程控制要点

(1)对路面下电、气、水等管线和管沟等埋设物和附属设施进行详细的调查,包括其埋设位置,深度、保护材料和方式等。

(2)压浆板下有埋设物时,根据其埋藏深度等实际情况减小压浆深度或压力,以及采用其他适当方式进行处置。

(3)为避免浆体的沉淀,应缩短浆体从搅拌到压入板底时间、在存放或压入过程中进行不间断搅拌使浆体始终处于运动状态,保证不发生沉淀和离析现象,但时间不应超过初凝时间。

(4)压浆时若发现灰浆从未压或压过的孔溢出时,应及时用木塞塞紧,10min后拔除,且此孔无须再进行压浆

(5)当错台面板抬升高度达到0.5mm,应换下一孔压浆,如此反复压,直到面板抬升到相应的高度,否则极易发生断板。

(6)施工时应重视路基边坡跑浆现象,一旦发生跑浆立即停止压浆,并及时采取堵漏措施,待完成控制后再继续施工,获采取间歇式压浆。

5压浆质量检测

(1)压浆处理7天后进行质量检测,质量检测采用落锤式弯沉仪(FWD)进行动态弯沉测定,或贝克曼梁进行静态弯沉检测,检测频率为逐板,弯沉代表值符合沥青加铺要求,单点实测弯沉值Lrs14.

(2)第一次压浆后经检测弯沉值混凝土板不符合要求,则需进行第二次压浆,布孔则集中在不符合条件的孔位附近补1~2孔。

(3)每天工作日制作灰浆试块一组,7d抗压强度不得低于3.5MPao

6施工过程中遇到的问题以及对相关问题的解决和处理

对当前的施工时间进行具体情况分析，主要存在如下几个方面问题:(1)在灌浆过程中，脱空砼板的正常注入不能进行，如下因素会使得这种现象产生和形成:①钻孔过程中，有岩粉脱落，将空隙堵塞;②板底存在较小的空隙、但是注浆的过程中，选取使用了较大的泵量。对应的解决和处理方法︰洗孔的时候用清水，用清水清洗干净受堵的孔，加深处理钻孔，将过浆断面扩大化。(2)对于注浆整个过程时间，没有进行正确地把握，严重损害了砼板。通常情况下，如果有如下的现象发现，注浆工作就需要马上停止:①相邻的钻孔、裂缝及板间有程串的浆液冒出;②相邻板间出现了程度不等的抬升现象的;③如果压力正常，出现了浆液的完全回管现象的。

7 结论

对本工程的旧混凝土面板脱空进行填注补强的质量评价，包括配合比例是否符合核定的组配比例，其次是灌注浆体的抗压强度（早期及标准）是否符合设计要求。同时采取现场外观质量评定，包括现场浆体流淌状况、施压过程和灌注过程的连续性、注浆量以及工后养生保护是否符合设计和质量要求。

本工程旧水泥混凝土面灌注浆后，在一定龄期后（7～14天），采用弯沉仪和后轴轴载100 KN的标准车，再次测量主点弯沉值和差异弯沉值，复检合格率为90％；当弯沉值符合设计要求值时，可认为灌注浆补强功效已经达到。

通过采用板底注浆工艺地基加固处理方法，解决了G107国道长沙县段脱空板及板基础不良板占90%及该段道路平整度较差的现状。承载能力低，既有处理方法的处理效果、费用、工期不能兼顾的难题，避免了采用破碎版挖补维修引起的路基扰动，最大限度减少了施工影响范围内的土体变形，有效地保证了地基稳定性；同时根据实际测算，板底压浆费用每平米造价19元，而采用破碎板块挖补维修每平米造价需55元。在改造工程中我们能前期施工调查判断准确，及时采用板底压浆处治，不仅缩短了工期较短，降低了成本，且经济和社会效益显著，该方法在未来公司旧水泥混凝土路面提质改造工程处理中值得推广。

参   考   文   献

[1] 《长沙县S207省道改造工程透粘封层及砼板注浆处治施工技术指南》湖南省交通科学研究课题组.湖南长沙,2014

[2]  中华人民共和国标准.公路水泥混凝土养护技术规范JTJ 073.1-2001[S].北京：人民交通出版社，2001.

[3]  傅智.金志强.水泥混凝土施工与养护技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[4]  刘治平，等.灌浆技术处治旧水泥混凝土路面应用探讨[J].黑龙江交通科技，2005.10.

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