舊水泥混凝土路面注漿加固技術(shù)研究
2016-04-18
1 工程概況
對(duì)舊水泥混凝土路面按主點(diǎn)彎沉和差異彎沉雙指標(biāo)控制，橫縫兩側(cè)彎沉差大于0.06 mm時(shí)或橫縫主點(diǎn)彎沉大于0.2 mm時(shí)，必須對(duì)相應(yīng)的部位進(jìn)行注漿加固。注漿技術(shù)是由經(jīng)驗(yàn)方法逐步完善成為一門具有理論的技術(shù)。注漿就是將一定材料配制成漿液，用壓送設(shè)備將其灌入地層（對(duì)道路來(lái)說(shuō)就是基層）或縫隙內(nèi)使其擴(kuò)散、膠凝或固化，以達(dá)到加固地層（基層）或防滲堵漏的目的。
2 注漿技術(shù)工藝原理
在道路工程中，注漿技術(shù)就是用高壓泵將配制好的漿液注入需要補(bǔ)強(qiáng)加固的路面脫空――空隙和被水軟化的基層中。整個(gè)注漿過(guò)程是一個(gè)將空隙中的空氣、水和泥漿排出，注入漿液填充空隙，粘結(jié)并固結(jié)，使面板與基層密貼，改善受力體系。同時(shí)漿液也可填充基層較大的空隙并粘結(jié)，提高其承載力和剛度；對(duì)土基來(lái)說(shuō)，可用注漿來(lái)加固地基，增強(qiáng)路面下層的穩(wěn)定性。
注漿技術(shù)中，注漿材料的選取相當(dāng)重要。結(jié)合工程實(shí)踐表明，灌注漿液選取要求漿液粘度低、流動(dòng)性好，滲水率低（一般不超過(guò)4%），具有一定稠度，能有效填充脫空區(qū)；漿液要求穩(wěn)定性好，能滿足施工工序銜接時(shí)間的需要，凝固時(shí)間適中，具有一定的強(qiáng)度，凝固后無(wú)收縮；對(duì)于無(wú)毒、不污染環(huán)境，對(duì)注漿設(shè)備、管道、混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性并易清洗；漿液配制方便，操作簡(jiǎn)單，材料來(lái)源豐富，價(jià)格便宜。
對(duì)于膠凝材料水泥的選取，工程實(shí)踐表明一般情況下，保水性好、泌水性小的水泥都宜用于砼板底壓漿，硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥優(yōu)先采用。水泥標(biāo)號(hào)不必太高，根據(jù)受力理論分析，只要大于基層的后期強(qiáng)度即可，一般考慮，其后期強(qiáng)度達(dá)到基層與砼面層強(qiáng)度的均值為宜。
注漿材料抗壓強(qiáng)度（7.07×7.07×7.07cm立方體）f7 5.0 MPa，f28 10 MPa。采用配比（重量比）為：水泥：粉煤灰：水=1：0.7：0.8，添加0.5%的SN―Ⅱ早強(qiáng)減水劑。
3 注漿技術(shù)處理
本工程灌注采取填充式注漿，流量取7 L /min－10 L /min范圍之間，但不宜大于20 L /min。采取的注漿處理的流程為：壓漿孔布置→鉆孔→預(yù)埋法蘭螺帽→清孔→壓漿→封孔養(yǎng)生。灌注作業(yè)應(yīng)先從沉陷量大的部位的灌注孔開始，逐步由大到小。待漿液抗壓強(qiáng)度達(dá)到3.0 MPa時(shí)，用水泥砂漿堵孔，即可開放交通。且注漿應(yīng)在原機(jī)非分隔帶未開挖前進(jìn)行。
1）面板灌注前的彎沉測(cè)定。本工程采用5.4 m長(zhǎng)桿彎沉儀及BZZ－100標(biāo)準(zhǔn)汽車。彎沉儀觸點(diǎn)在沿行車方向靠縱縫70 cm，橫縫前后各10 cm測(cè)定主、副點(diǎn)彎沉。對(duì)于主點(diǎn)彎沉超過(guò)0.2 mm的，以及差異彎沉超過(guò)0.06 mm的，即視為面板脫空，需要注漿補(bǔ)強(qiáng)的面板。記錄實(shí)測(cè)主點(diǎn)彎沉和差異彎沉。并用顏色在該面板上標(biāo)注，以備后期檢測(cè)對(duì)比評(píng)定注漿效果。
2）灌注孔布設(shè)與鉆鑿。采取鑿巖機(jī)在路面上打孔，孔的大小應(yīng)和注漿嘴的大小一致，一般為50 mm左右。灌注孔鉆好后，用壓縮空氣將孔中的砼碎屑，雜物清除干凈，并保持干燥。灌注孔的深度應(yīng)視脫空層位而定，同時(shí)考慮基層情況。若砼板與基層之間出現(xiàn)脫空，且基層狀況較好，其孔深為板厚加5 cm。同時(shí)要保證鉆孔垂直度滿足要求。鉆孔順序最好沿一個(gè)車道，邊灌邊鉆，切不可多個(gè)車道一起鉆開。在被注漿面板附近，架設(shè)測(cè)量?jī)x器，觀測(cè)灌注過(guò)程中面板抬高，隆起現(xiàn)象。
3）調(diào)制灌注漿液。灌注漿配比由施工單位在試驗(yàn)室試配，以達(dá)到漿體強(qiáng)度條件下，確保灌注漿具有可操作的流動(dòng)度。若在灌注漿中摻用早強(qiáng)劑，則需進(jìn)行3天抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果不低于3.0 MPa時(shí)方可堵孔開放交通。灌注漿的流動(dòng)度可參照使用錐形漏斗儀進(jìn)行量測(cè)，以流出一定漿體的時(shí)間（s）為標(biāo)準(zhǔn)?？杀日账冶葹?.40的水泥凈漿的流動(dòng)度為標(biāo)準(zhǔn)，所配灌注漿液的流動(dòng)度在30±5 s范圍內(nèi)，可視為合適。而現(xiàn)場(chǎng)漿液流動(dòng)度還應(yīng)根據(jù)溫度、風(fēng)力作適當(dāng)調(diào)整。灌注漿由水泥、粉煤灰、外加劑以及水組成。在實(shí)施前在試驗(yàn)室試配后其配合比例為：水泥：粉煤灰：水＝1：0.7：0.8（重量比），另添加SN-Ⅱ型早強(qiáng)減水外加劑，劑量為水泥重0.5%～0.75%。
4）灌注漿液。灌注漿液采用沖程式壓漿機(jī)，注填式灌漿方法，壓漿的壓力應(yīng)使?jié){液能流動(dòng)灌注即可。當(dāng)漿液從接縫處或另一注漿孔冒出，就可認(rèn)為完成該孔注漿。灌注時(shí)，應(yīng)同時(shí)觀察測(cè)量?jī)x，量測(cè)到注漿面板出現(xiàn)抬高現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)通告施工人員。當(dāng)抬高量達(dá)到0.3 mm時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉壓力閥，停止注漿。
5）壓力控制。壓力的控制應(yīng)視混凝土板的損壞及脫空情況具體確定，壓力一般控制在1 MPa～4 MPa。壓力的控制對(duì)注漿的成本和效果具有重要作用，施工過(guò)程中應(yīng)注意控制。當(dāng)混凝土板縱、橫縫隙有漿冒出時(shí)，繼續(xù)注漿5 s～10 s即應(yīng)停止；板底有積水處，積水會(huì)在漿液壓力下從縫隙冒出，此時(shí)需要繼續(xù)注漿，直到漿液冒出5 s～10 s后停止。漿液從相鄰板縫或三渣與混凝土板縫隙大量冒出時(shí)，立即停止注漿。需頂升混凝土板時(shí)，當(dāng)板塊頂升至高出正常板1 mm～2 mm即停止注漿，此時(shí)隨著注漿壓力的撤離，板塊會(huì)由于重力作用下沉1 mm～2 mm，正好與正常板平齊。一般情況下，當(dāng)注漿壓力大于2 MPa時(shí)，漿體可能會(huì)對(duì)板產(chǎn)生擾動(dòng)，形成新的空洞；或在板上產(chǎn)生輻射狀裂紋。這時(shí)起了反作用，彎沉增大且加速了板的損壞。當(dāng)板邊或板角被抬高1.5 cm時(shí)，立即停止注漿。因此過(guò)高抬起板，可能導(dǎo)致板折斷，或產(chǎn)生新的不均勻沉降。
6）封孔養(yǎng)生。灌注流水作業(yè)時(shí)，鉆好的注孔需要進(jìn)行臨時(shí)封孔；灌注壓漿完成后，應(yīng)立即用木塞封孔，養(yǎng)生期不小于7 d，待漿液抗壓強(qiáng)度達(dá)到3.0 MPa時(shí)，用水泥砂漿堵孔，即可開放交通。
4 注漿特殊情況處理技術(shù)
1）啞孔現(xiàn)象。因板底狀況不明，遇到灌不進(jìn)漿液的孔稱為“啞孔”。可先用泵向孔內(nèi)壓射少量水或噴射空氣，使之形成小空腔并與脫空區(qū)貫連以便漿液的初始分布。如仍灌不進(jìn)，則將孔穿透基層。2）水泥漿從路肩或邊溝中滲出，如注入相當(dāng)?shù)牧亢鬂B出視為注滿，如沒(méi)有多少量即滲出，應(yīng)另鉆一孔繼續(xù)灌注。3）中途停機(jī)或收工時(shí)，必須對(duì)制漿機(jī)、壓漿機(jī)、輸送管道清洗直至沖洗干凈。4）暫時(shí)中斷作業(yè)，應(yīng)將噴嘴浸在水中，吸入一定量的水，防止?jié){體沉淀硬化，阻塞，但不能使水進(jìn)入攪拌筒中；恢復(fù)作業(yè)前應(yīng)先將水排掉，再進(jìn)行注漿。
5 工程實(shí)踐效果
對(duì)本工程的舊混凝土面板脫空進(jìn)行填注補(bǔ)強(qiáng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)，包括配合比例是否符合核定的組配比例，其次是灌注漿體的抗壓強(qiáng)度（早期及標(biāo)準(zhǔn)）是否符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)采取現(xiàn)場(chǎng)外觀質(zhì)量評(píng)定，包括現(xiàn)場(chǎng)漿體流淌狀況、施壓過(guò)程和灌注過(guò)程的連續(xù)性、注漿量以及工后養(yǎng)生保護(hù)是否符合設(shè)計(jì)和質(zhì)量要求。
本工程舊水泥混凝土路面灌注漿后，在一定齡期后（7～14天），采用長(zhǎng)桿彎沉儀和后軸軸載100 KN的標(biāo)準(zhǔn)車，再次測(cè)量主點(diǎn)彎沉值和差異彎沉值，復(fù)檢合格率為≥90％；當(dāng)彎沉值符合設(shè)計(jì)要求值時(shí)，可認(rèn)為灌注漿補(bǔ)強(qiáng)功效已經(jīng)達(dá)到。
6 結(jié)論
在舊水泥混凝土路面對(duì)現(xiàn)有板塊破損采取注漿處理，本文就注漿技術(shù)的原理、材料的選擇、配比試驗(yàn)及施工實(shí)踐等作了較詳盡的介紹，工程實(shí)踐表明，所采取的注漿技術(shù)效果明顯，可為同類工程所參考。
