采用壓漿工藝處理水泥混凝土路面板底脫空
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
本文借鑒后張法預應力構(gòu)件的孔道壓漿原理，結(jié)合104國道曲北段混凝土路面改建工程，采用鉆孔壓漿工藝處理板底脫空病害，取得了較好的效果，并總結(jié)了一定的施工經(jīng)驗，現(xiàn)介紹如下。
1 水泥混凝土路面板底脫空原因分析及處理方案的選擇
104國道曲北段（k582+052-k603+452）為原一級汽車專用路，原設計路面結(jié)構(gòu)為：面層為22cm厚水泥混凝土板，基層為18cm厚石灰土，1987年建成通車，1994年開始出現(xiàn)混凝土面板唧泥、錯臺、斷板、破碎板等病害，且病害逐年增加。雖經(jīng)多次挖補換板處理，仍不能阻止病害的發(fā)展，致使該路段通行能力下降，交通秩序混亂，危及行車安全，急需補強改建。
通過路況調(diào)查與路面檢測分析，認為路面破壞的原因主要有三個，首先是設計標準低，施工質(zhì)量差，造成原路面總體強度不足；其次，石灰土基層水穩(wěn)性差，而路面使用中接縫灌養(yǎng)又不及時，中央綠化帶也沒有排水措施，造成路表水滲入基層后，石灰土濕軟，在頻繁車載作用下產(chǎn)生唧泥，導致板底脫空；近年來的交通量劇增，車輛嚴重超載是該路段損壞的外在原因。
經(jīng)研究決定對該路段進行補強改建，補強措施為加鋪15cm的水泥穩(wěn)定碎石與6cm瀝青混凝土。參考以往工程經(jīng)驗與教訓，施工中對舊板處理進行重點把關(guān)，不僅對斷裂破碎板要認真處理，而且對板底脫空也采用鉆孔壓漿穩(wěn)定處理，避免留下隱患。板底壓漿是借鑒后張法預應力構(gòu)件的孔道壓漿的原理，在混凝面板底部有脫空處鉆孔，通過孔洞利用高強壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙，流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強度，對面板產(chǎn)生均勻承托的作用，達到穩(wěn)固板塊的目的。
2 壓漿材料與機具設備
2、1壓漿材料
壓入板底材料應具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應具備比較高的強度以承受板重及車輛荷載的作用。國內(nèi)外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經(jīng)驗，雖具有較好的流動性但強度偏低，具受溫度的影響大，溫度高時易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。開始曾選用純水泥漿作試驗，發(fā)現(xiàn)要達到政黨施工的流動性，需要很大的水灰比，造成材料強度偏低且泌水收縮率大。后選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達到較好的流動性，且強度較高，收縮量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5:0.45配合比制作的灰漿試件，其室內(nèi)3d的抗壓強度高于5MPa。
2、2壓漿設備
主要有：（1）鉆孔設備——JHZ-2型鉆孔取芯機；（2）制漿設備——JW180L灰漿拌和機；（3）壓漿設備——UB-3A型灰漿泵；（4）緊固裝置——膨脹螺栓壓漿頭。
3 施工準備
3、1脫空板的確定
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，混凝土路面使用中出現(xiàn)的斷板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脫空形成，因而這種類型的板底均應進行壓漿。完好無斷裂破碎的板塊，板底也可能存在脫空，這種類型的脫空板判斷較困難，我們采取外觀觀察及彎沉測試相結(jié)合的方法進行判斷。雨后上路觀察是否有唧泥最直觀；無雨季節(jié)采取間接方式判斷：人在板的邊緣感覺重型車輛通行時是否有垂直位移和翹動的板夫；板角相鄰兩條縫填縫材料嚴重剝落的板塊；相鄰板間出現(xiàn)錯臺時，位置較低的板塊一般有脫空存在。對外觀不易判斷的板塊，測定四個邊角的彎沉（板角是一塊板中彎沉值最大、受力最不利的位置，唧泥脫空首先出現(xiàn)在板角），彎沉值超過0.3mm者，需要壓漿。
3、2鉆孔位置的確定
理論上，唧泥、脫空首先出現(xiàn)在板角，沿板的縱橫縫延伸發(fā)展，因此，完好或輕策裂縫的板塊，在填縫料剝落或接縫處出現(xiàn)錯臺的，板角鉆孔壓漿即可，鉆孔位置一般應距邊角20-40cm；斷裂較嚴重出現(xiàn)錯臺的板塊，斷縫位置也存在脫空，板角、斷縫均應鉆孔壓漿，考慮其邊角位置可能已有支撐，鉆孔距邊角太近時，灰漿很難壓進且注壓力極易從角散失，因此板角的鉆孔應距邊角40-60cm；挖補權(quán)的周邊板塊，四角都應進行壓漿。
4 板底壓漿的工藝流程及要求
具體的工藝流程：定位—鉆孔—制漿—壓漿—壓漿孔封堵—交通控制—彎沉檢測。工藝要求：（1）定位：由監(jiān)理人員和施工技術(shù)人員根據(jù)外觀及彎沉檢測相結(jié)合的方法調(diào)查唧泥脫空板，標畫鉆孔位置。（2）鉆孔：施工人員使用鉆孔取芯機按標定的位置鉆孔，鉆孔深度與板厚一致。孔徑D與壓漿頭直徑d相匹配，且D-d=1—2mm。（3）制漿：按配合比將材料在灰漿拌和機中拌和，至均勻無灰團方可使用，使用中應持續(xù)拌和，防止沉淀。（4）壓漿：用壓漿泵將拌和好的灰漿由壓漿孔壓入混凝土板底，壓力控制在2.0MPa左右，直至鄰孔或接縫中溢漿或無溢漿而板塊略有上升為止。壓漿過程中溢漿的孔就及時用圓狀木塞封堵，防止壓力過度散失。注漿也也在壓漿頭拔除后也應及時用木塞封堵，防止灰漿反流。所有木塞應保持3-5min方可拔除。（5）壓漿孔封堵：木塞拔除后，用灰漿或取出的混凝土芯樣將壓漿孔封嚴。（6）交通控制：壓漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強度達到5MPa以上時方可開放交通，一般需要3d。（7）彎沉檢測：壓漿完成3d后，用JN-150黃河車及貝克曼梁復測壓漿板四角的回彈彎沉值，當彎沉值超過0.3mm時，應重新鉆孔補壓。
5 壓漿效果檢驗與分析
混凝土板底壓漿的目的在于填充板底空隙，給板塊提供一均勻的支承，減少板的翹動和震動。我們通過以下幾種方法檢驗壓漿效果：（1）直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫空板時的運動位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對比相當明顯，板的翹動、震動幅度明顯降低，垂直位移大幅度減小。（2）鉆孔取芯檢查灰漿充填情況：對壓漿板按距注漿孔0.5,1.0,1.5,2.0m的距離范圍取芯，共取芯50個，有45個芯底粘有灰漿，其余未有粘連。粘連的灰漿層的厚度自注漿孔0-2.0m范圍內(nèi)不等（最大3.5cm，最小0.2cm），說明板底空隙并不均勻。（3）采用JN-150黃河車及貝克曼梁對壓漿板逐塊檢測板四角的彎沉值。
由資料可以看出通過對板底壓漿的處理，板的彎沉值有明顯的減小，穩(wěn)定性增強。
6 體會
1）工程實踐表明，采|考試|大|用壓漿工藝處理板底脫空經(jīng)濟可行、簡便實用、效果明顯，即可用于水泥混凝土路面日常養(yǎng)護，也可用于路面的改建工程。
2）板底脫空病害的形成與水的侵蝕有重要關(guān)系，故混凝土路面基層不宜使用石灰土這類水穩(wěn)性差的材料，同時也要加強平時對混凝土路面接縫的養(yǎng)護，減少路面水下滲蝕基層。出現(xiàn)板底脫空現(xiàn)象后要及早處理，防止病定惡化。
3）灰漿在保證施工和易性的前提下，降低水灰比，并添加適當?shù)脑鐝妱⑽⑴蛎泟軌驕p少硬化收縮，更有效地充填空隙，促其早期強度提高，及早開放交通，對性能優(yōu)良的壓漿機，還可考慮添加部分中細砂，提高灰漿強度與抗折性。
4）判斷掊空板與確定鉆孔位置是板底脫空處理中的一項重要工作，它們是確保工程質(zhì)量與壓漿效果的前提條件。
5）壓漿過程中要注意控制好壓力，壓力過高則易造成板塊損壞。
6）無論是日常養(yǎng)護還是改建工程，板底脫空病害都要引起重視，認真處理，決不能認為鋪筑補強層就可以代替處理舊板，這樣做的后果只能是事倍功半，得不償失
1 水泥混凝土路面板底脫空原因分析及處理方案的選擇
104國道曲北段（k582+052-k603+452）為原一級汽車專用路，原設計路面結(jié)構(gòu)為：面層為22cm厚水泥混凝土板，基層為18cm厚石灰土，1987年建成通車，1994年開始出現(xiàn)混凝土面板唧泥、錯臺、斷板、破碎板等病害，且病害逐年增加。雖經(jīng)多次挖補換板處理，仍不能阻止病害的發(fā)展，致使該路段通行能力下降，交通秩序混亂，危及行車安全，急需補強改建。
通過路況調(diào)查與路面檢測分析，認為路面破壞的原因主要有三個，首先是設計標準低，施工質(zhì)量差，造成原路面總體強度不足；其次，石灰土基層水穩(wěn)性差，而路面使用中接縫灌養(yǎng)又不及時，中央綠化帶也沒有排水措施，造成路表水滲入基層后，石灰土濕軟，在頻繁車載作用下產(chǎn)生唧泥，導致板底脫空；近年來的交通量劇增，車輛嚴重超載是該路段損壞的外在原因。
經(jīng)研究決定對該路段進行補強改建，補強措施為加鋪15cm的水泥穩(wěn)定碎石與6cm瀝青混凝土。參考以往工程經(jīng)驗與教訓，施工中對舊板處理進行重點把關(guān)，不僅對斷裂破碎板要認真處理，而且對板底脫空也采用鉆孔壓漿穩(wěn)定處理，避免留下隱患。板底壓漿是借鑒后張法預應力構(gòu)件的孔道壓漿的原理，在混凝面板底部有脫空處鉆孔，通過孔洞利用高強壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙，流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強度，對面板產(chǎn)生均勻承托的作用，達到穩(wěn)固板塊的目的。
2 壓漿材料與機具設備
2、1壓漿材料
壓入板底材料應具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應具備比較高的強度以承受板重及車輛荷載的作用。國內(nèi)外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經(jīng)驗，雖具有較好的流動性但強度偏低，具受溫度的影響大，溫度高時易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。開始曾選用純水泥漿作試驗，發(fā)現(xiàn)要達到政黨施工的流動性，需要很大的水灰比，造成材料強度偏低且泌水收縮率大。后選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達到較好的流動性，且強度較高，收縮量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5:0.45配合比制作的灰漿試件，其室內(nèi)3d的抗壓強度高于5MPa。
2、2壓漿設備
主要有：（1）鉆孔設備——JHZ-2型鉆孔取芯機；（2）制漿設備——JW180L灰漿拌和機；（3）壓漿設備——UB-3A型灰漿泵；（4）緊固裝置——膨脹螺栓壓漿頭。
3 施工準備
3、1脫空板的確定
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，混凝土路面使用中出現(xiàn)的斷板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脫空形成，因而這種類型的板底均應進行壓漿。完好無斷裂破碎的板塊，板底也可能存在脫空，這種類型的脫空板判斷較困難，我們采取外觀觀察及彎沉測試相結(jié)合的方法進行判斷。雨后上路觀察是否有唧泥最直觀；無雨季節(jié)采取間接方式判斷：人在板的邊緣感覺重型車輛通行時是否有垂直位移和翹動的板夫；板角相鄰兩條縫填縫材料嚴重剝落的板塊；相鄰板間出現(xiàn)錯臺時，位置較低的板塊一般有脫空存在。對外觀不易判斷的板塊，測定四個邊角的彎沉（板角是一塊板中彎沉值最大、受力最不利的位置，唧泥脫空首先出現(xiàn)在板角），彎沉值超過0.3mm者，需要壓漿。
3、2鉆孔位置的確定
理論上，唧泥、脫空首先出現(xiàn)在板角，沿板的縱橫縫延伸發(fā)展，因此，完好或輕策裂縫的板塊，在填縫料剝落或接縫處出現(xiàn)錯臺的，板角鉆孔壓漿即可，鉆孔位置一般應距邊角20-40cm；斷裂較嚴重出現(xiàn)錯臺的板塊，斷縫位置也存在脫空，板角、斷縫均應鉆孔壓漿，考慮其邊角位置可能已有支撐，鉆孔距邊角太近時，灰漿很難壓進且注壓力極易從角散失，因此板角的鉆孔應距邊角40-60cm；挖補權(quán)的周邊板塊，四角都應進行壓漿。
4 板底壓漿的工藝流程及要求
具體的工藝流程：定位—鉆孔—制漿—壓漿—壓漿孔封堵—交通控制—彎沉檢測。工藝要求：（1）定位：由監(jiān)理人員和施工技術(shù)人員根據(jù)外觀及彎沉檢測相結(jié)合的方法調(diào)查唧泥脫空板，標畫鉆孔位置。（2）鉆孔：施工人員使用鉆孔取芯機按標定的位置鉆孔，鉆孔深度與板厚一致。孔徑D與壓漿頭直徑d相匹配，且D-d=1—2mm。（3）制漿：按配合比將材料在灰漿拌和機中拌和，至均勻無灰團方可使用，使用中應持續(xù)拌和，防止沉淀。（4）壓漿：用壓漿泵將拌和好的灰漿由壓漿孔壓入混凝土板底，壓力控制在2.0MPa左右，直至鄰孔或接縫中溢漿或無溢漿而板塊略有上升為止。壓漿過程中溢漿的孔就及時用圓狀木塞封堵，防止壓力過度散失。注漿也也在壓漿頭拔除后也應及時用木塞封堵，防止灰漿反流。所有木塞應保持3-5min方可拔除。（5）壓漿孔封堵：木塞拔除后，用灰漿或取出的混凝土芯樣將壓漿孔封嚴。（6）交通控制：壓漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強度達到5MPa以上時方可開放交通，一般需要3d。（7）彎沉檢測：壓漿完成3d后，用JN-150黃河車及貝克曼梁復測壓漿板四角的回彈彎沉值，當彎沉值超過0.3mm時，應重新鉆孔補壓。
5 壓漿效果檢驗與分析
混凝土板底壓漿的目的在于填充板底空隙，給板塊提供一均勻的支承，減少板的翹動和震動。我們通過以下幾種方法檢驗壓漿效果：（1）直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫空板時的運動位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對比相當明顯，板的翹動、震動幅度明顯降低，垂直位移大幅度減小。（2）鉆孔取芯檢查灰漿充填情況：對壓漿板按距注漿孔0.5,1.0,1.5,2.0m的距離范圍取芯，共取芯50個，有45個芯底粘有灰漿，其余未有粘連。粘連的灰漿層的厚度自注漿孔0-2.0m范圍內(nèi)不等（最大3.5cm，最小0.2cm），說明板底空隙并不均勻。（3）采用JN-150黃河車及貝克曼梁對壓漿板逐塊檢測板四角的彎沉值。
由資料可以看出通過對板底壓漿的處理，板的彎沉值有明顯的減小，穩(wěn)定性增強。
6 體會
1）工程實踐表明，采|考試|大|用壓漿工藝處理板底脫空經(jīng)濟可行、簡便實用、效果明顯，即可用于水泥混凝土路面日常養(yǎng)護，也可用于路面的改建工程。
2）板底脫空病害的形成與水的侵蝕有重要關(guān)系，故混凝土路面基層不宜使用石灰土這類水穩(wěn)性差的材料，同時也要加強平時對混凝土路面接縫的養(yǎng)護，減少路面水下滲蝕基層。出現(xiàn)板底脫空現(xiàn)象后要及早處理，防止病定惡化。
3）灰漿在保證施工和易性的前提下，降低水灰比，并添加適當?shù)脑鐝妱⑽⑴蛎泟軌驕p少硬化收縮，更有效地充填空隙，促其早期強度提高，及早開放交通，對性能優(yōu)良的壓漿機，還可考慮添加部分中細砂，提高灰漿強度與抗折性。
4）判斷掊空板與確定鉆孔位置是板底脫空處理中的一項重要工作，它們是確保工程質(zhì)量與壓漿效果的前提條件。
5）壓漿過程中要注意控制好壓力，壓力過高則易造成板塊損壞。
6）無論是日常養(yǎng)護還是改建工程，板底脫空病害都要引起重視，認真處理，決不能認為鋪筑補強層就可以代替處理舊板，這樣做的后果只能是事倍功半，得不償失
