采用壓漿工藝處理水泥混凝土路面板底脫空
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共1頁
本文借鑒后張法預(yù)應(yīng)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(yàn)，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(jí)汽車專用路，原設(shè)計(jì)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(cuò)臺(tái)、斷板、破碎板等病害，且病害逐年增加。雖經(jīng)多次挖補(bǔ)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(bǔ)強(qiáng)改建。
通過路況調(diào)查與路面檢測分析，認(rèn)為路面破壞的原因主要有三個(gè)，首先是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量差，造成原路面總體強(qiáng)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(shí)，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(dǎo)致板底脫空；近年來的交通量劇增，車輛嚴(yán)重超載是該路段損壞的外在原因。
經(jīng)研究決定對(duì)該路段進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)改建，補(bǔ)強(qiáng)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(yàn)與教訓(xùn)，施工中對(duì)舊板處理進(jìn)行重點(diǎn)把關(guān)，不僅對(duì)斷裂破碎板要認(rèn)真處理，而且對(duì)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(yù)應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)度，對(duì)面板產(chǎn)生均勻承托的作用，達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。
2 壓漿材料與機(jī)具設(shè)備
2、1壓漿材料
壓入板底材料應(yīng)具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動(dòng)性大，能順利壓進(jìn)板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應(yīng)具備比較高的強(qiáng)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(yàn)，雖具有較好的流動(dòng)性但強(qiáng)度偏低，具受溫度的影響大，溫度高時(shí)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(yàn)，發(fā)現(xiàn)要達(dá)到政黨施工的流動(dòng)性，需要很大的水灰比，造成材料強(qiáng)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(dá)到較好的流動(dòng)性，且強(qiáng)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(qiáng)度高于5MPa。
2、2壓漿設(shè)備
主要有：（1）鉆孔設(shè)備——JHZ-2型鉆孔取芯機(jī)；（2）制漿設(shè)備——JW180L灰漿拌和機(jī)；（3）壓漿設(shè)備——UB-3A型灰漿泵；（4）緊固裝置——膨脹螺栓壓漿頭。
3 施工準(zhǔn)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(yīng)進(jìn)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(jìn)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(shí)是否有垂直位移和翹動(dòng)的板夫；板角相鄰兩條縫填縫材料嚴(yán)重剝落的板塊；相鄰板間出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)時(shí)，位置較低的板塊一般有脫空存在。對(duì)外觀不易判斷的板塊，測定四個(gè)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(cuò)臺(tái)的，板角鉆孔壓漿即可，鉆孔位置一般應(yīng)距邊角20-40cm；斷裂較嚴(yán)重出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)的板塊，斷縫位置也存在脫空，板角、斷縫均應(yīng)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(shí)，灰漿很難壓進(jìn)且注壓力極易從角散失，因此板角的鉆孔應(yīng)距邊角40-60cm；挖補(bǔ)權(quán)的周邊板塊，四角都應(yīng)進(jìn)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(biāo)畫鉆孔位置。（2）鉆孔：施工人員使用鉆孔取芯機(jī)按標(biāo)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(jī)中拌和，至均勻無灰團(tuán)方可使用，使用中應(yīng)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(shí)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(yīng)及時(shí)用木塞封堵，防止灰漿反流。所有木塞應(yīng)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(yán)。（6）交通控制：壓漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強(qiáng)度達(dá)到5MPa以上時(shí)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(fù)測壓漿板四角的回彈彎沉值，當(dāng)彎沉值超過0.3mm時(shí)，應(yīng)重新鉆孔補(bǔ)壓。
5 壓漿效果檢驗(yàn)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(dòng)和震動(dòng)。我們通過以下幾種方法檢驗(yàn)壓漿效果：（1）直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫空板時(shí)的運(yùn)動(dòng)位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對(duì)比相當(dāng)明顯，板的翹動(dòng)、震動(dòng)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(duì)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(gè)，有45個(gè)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(duì)壓漿板逐塊檢測板四角的彎沉值。
由資料可以看出通過對(duì)板底壓漿的處理，板的彎沉值有明顯的減小，穩(wěn)定性增強(qiáng)。
6 體會(huì)
1）工程實(shí)踐表明，采|考試|大|用壓漿工藝處理板底脫空經(jīng)濟(jì)可行、簡便實(shí)用、效果明顯，即可用于水泥混凝土路面日常養(yǎng)護(hù)，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(shí)也要加強(qiáng)平時(shí)對(duì)混凝土路面接縫的養(yǎng)護(hù)，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(dāng)?shù)脑鐝?qiáng)劑、微膨脹劑，能夠減少硬化收縮，更有效地充填空隙，促其早期強(qiáng)度提高，及早開放交通，對(duì)性能優(yōu)良的壓漿機(jī)，還可考慮添加部分中細(xì)砂，提高灰漿強(qiáng)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(xiàng)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(hù)還是改建工程，板底脫空病害都要引起重視，認(rèn)真處理，決不能認(rèn)為鋪筑補(bǔ)強(qiáng)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(jí)汽車專用路，原設(shè)計(jì)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(cuò)臺(tái)、斷板、破碎板等病害，且病害逐年增加。雖經(jīng)多次挖補(bǔ)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(bǔ)強(qiáng)改建。
通過路況調(diào)查與路面檢測分析，認(rèn)為路面破壞的原因主要有三個(gè)，首先是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量差，造成原路面總體強(qiáng)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(shí)，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(dǎo)致板底脫空；近年來的交通量劇增，車輛嚴(yán)重超載是該路段損壞的外在原因。
經(jīng)研究決定對(duì)該路段進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)改建，補(bǔ)強(qiáng)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(yàn)與教訓(xùn)，施工中對(duì)舊板處理進(jìn)行重點(diǎn)把關(guān)，不僅對(duì)斷裂破碎板要認(rèn)真處理，而且對(duì)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(yù)應(yīng)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(qiáng)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(qiáng)度，對(duì)面板產(chǎn)生均勻承托的作用，達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。
2 壓漿材料與機(jī)具設(shè)備
2、1壓漿材料
壓入板底材料應(yīng)具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動(dòng)性大，能順利壓進(jìn)板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應(yīng)具備比較高的強(qiáng)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(yàn)，雖具有較好的流動(dòng)性但強(qiáng)度偏低，具受溫度的影響大，溫度高時(shí)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(yàn)，發(fā)現(xiàn)要達(dá)到政黨施工的流動(dòng)性，需要很大的水灰比，造成材料強(qiáng)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(dá)到較好的流動(dòng)性，且強(qiáng)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(qiáng)度高于5MPa。
2、2壓漿設(shè)備
主要有：（1）鉆孔設(shè)備——JHZ-2型鉆孔取芯機(jī)；（2）制漿設(shè)備——JW180L灰漿拌和機(jī)；（3）壓漿設(shè)備——UB-3A型灰漿泵；（4）緊固裝置——膨脹螺栓壓漿頭。
3 施工準(zhǔn)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(yīng)進(jìn)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(jìn)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(shí)是否有垂直位移和翹動(dòng)的板夫；板角相鄰兩條縫填縫材料嚴(yán)重剝落的板塊；相鄰板間出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)時(shí)，位置較低的板塊一般有脫空存在。對(duì)外觀不易判斷的板塊，測定四個(gè)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(cuò)臺(tái)的，板角鉆孔壓漿即可，鉆孔位置一般應(yīng)距邊角20-40cm；斷裂較嚴(yán)重出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)的板塊，斷縫位置也存在脫空，板角、斷縫均應(yīng)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(shí)，灰漿很難壓進(jìn)且注壓力極易從角散失，因此板角的鉆孔應(yīng)距邊角40-60cm；挖補(bǔ)權(quán)的周邊板塊，四角都應(yīng)進(jìn)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(biāo)畫鉆孔位置。（2）鉆孔：施工人員使用鉆孔取芯機(jī)按標(biāo)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(jī)中拌和，至均勻無灰團(tuán)方可使用，使用中應(yīng)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(shí)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(yīng)及時(shí)用木塞封堵，防止灰漿反流。所有木塞應(yīng)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(yán)。（6）交通控制：壓漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強(qiáng)度達(dá)到5MPa以上時(shí)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(fù)測壓漿板四角的回彈彎沉值，當(dāng)彎沉值超過0.3mm時(shí)，應(yīng)重新鉆孔補(bǔ)壓。
5 壓漿效果檢驗(yàn)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(dòng)和震動(dòng)。我們通過以下幾種方法檢驗(yàn)壓漿效果：（1）直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫空板時(shí)的運(yùn)動(dòng)位移情況（限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊），壓漿前后對(duì)比相當(dāng)明顯，板的翹動(dòng)、震動(dòng)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(duì)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(gè)，有45個(gè)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(duì)壓漿板逐塊檢測板四角的彎沉值。
由資料可以看出通過對(duì)板底壓漿的處理，板的彎沉值有明顯的減小，穩(wěn)定性增強(qiáng)。
6 體會(huì)
1）工程實(shí)踐表明，采|考試|大|用壓漿工藝處理板底脫空經(jīng)濟(jì)可行、簡便實(shí)用、效果明顯，即可用于水泥混凝土路面日常養(yǎng)護(hù)，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(shí)也要加強(qiáng)平時(shí)對(duì)混凝土路面接縫的養(yǎng)護(hù)，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(dāng)?shù)脑鐝?qiáng)劑、微膨脹劑，能夠減少硬化收縮，更有效地充填空隙，促其早期強(qiáng)度提高，及早開放交通，對(duì)性能優(yōu)良的壓漿機(jī)，還可考慮添加部分中細(xì)砂，提高灰漿強(qiáng)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(xiàng)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(hù)還是改建工程，板底脫空病害都要引起重視，認(rèn)真處理，決不能認(rèn)為鋪筑補(bǔ)強(qiáng)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
