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注浆技术处理水泥混凝土路面脱空板的应用实践

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-04-07  浏览次数:48
核心提示:晋阳高速公路全长36.029 km,于1997年12月建成通车。随着使用时间的延长和汽车荷载的重复作用,原路面结构强度普遍降低,承载力

晋阳高速公路全长36.029 km,于1997年12月建成通车。随着使用时间的延长和汽车荷载的重复作用,原路面结构强度普遍降低,承载力差,破损日趋严笔者就2009年4月参与的晋阳高速公路大修工程中旧水泥混凝土路面病害处理,谈谈自己的观点。

1 旧水泥混凝土面板脱空的原因分析

1.1 路基不均匀沉降

晋阳高速公路位于我省重要的产煤区,重载、超载车辆严重,重车比例始终保持在30%以上,加之高填路堤较多,含水量大,压实度不足,造成多段路基的不均匀沉降,大大加剧了水泥混凝土路面病害的发展,使承载力降低。

1.2 面板下基层的稳定性较差

晋阳高速公路建设较早,受当时高速公路建设经验和材料认识的水平影响,基层设计厚度与最大粒径不匹配,成型差,厚度不均匀,使得基层在荷载和水的作用下发生早期病害,整体稳定性不好。

1.3 水的影响形成动水压力

面板与下层间水的存在,是造成水泥混凝土面板各种形式破坏的主要原因。一方面水使得基层软化,稳定性降低,另一方面受到车辆荷载作用后,水迅速流向压力小的地方形成冲刷,进一步加大了空隙率。

1.4 施工原因

受当时施工技术水平、建设环境、投资等的限制,施工队伍未严格按照《技术规范》施工,随意加大基层铺筑厚度,造成压实强度不均匀,加之纵横缝填料老化,外部雨水渗入,造成基层稳定性较差。

2,旧水泥混凝土面脱空板处治方案

针对晋阳高速公路旧水泥混凝土路面脱空板的实际情况,经过综合分析比较,采用四个板角及板中注浆处理的施工方案。在距板角50 cm位置钻孔(¢=50 mm),孔深为板厚(26 cm)+2 cm,须经过现场检测逐板验证处治结果,必要时板中可增加注浆孔位。压浆后以M30水泥砂浆填充,捣实。

施工采用现场动态控制,即检测→注浆补强→检测,以水泥混凝土面板脱空检测仪检测脱空,采用声振法脱空值作为旧水泥混凝土路面修补的控制指标。

3,注浆加固机理

水泥混凝土板注浆法是利用液压、气压或电化学原理,施加一定压力,通过注浆管将浆液均匀地注入板底空隙、板下基层中,赶走板底、基层裂缝中的积水、空气后占据其位置,浆液以充填、渗透和挤密等方式,经人工控制一定时间后,浆液将原来的松散颗粒或裂缝胶结成一个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”,把下沉的板块抬升至原设计高程,使面板重新获得基层的支承,从而达到加固路面、治理病害、延长使用寿命的目的。
4 水泥混凝土路面注浆处治材料及技术要求

4.1 材料

a)水泥 采用42.5级硅酸盐水泥。施工前必须对所使用的水泥进行抗压强度、抗折强度、初凝时间、终凝时间等项目的室内试验,各项技术指标均应达到规范要求,否则应该更换水泥品种。

b)粉煤灰 选用干排Ⅱ级粉煤灰。粉煤灰中的SiO2、Al2O2、Fe2O3的含量应不小于70%,烧失量不应超过30%,使用时必须将凝固结块的粉煤灰打碎或过筛,对粉煤灰中的有害杂质必须清除干净,以免影响浆液质量和增加施工难度。

c)外加剂 添加适量的早强剂、减水剂、膨胀剂,用量通过试验确定。根据以往注浆加固的施工经验,选用技术可靠、经济合理的产品,外掺剂的单价一般比较高,因此在保证质量的前提下尽量少用或不用,但在关键部位必须使用。

d)水 采用饮用水。

4.2 注浆材料的配置

a)水泥︰粉煤灰︰膨胀剂︰水︰减水剂=1︰2︰0.3︰1.74︰0.015.
b)水胶比=水︰(水泥+粉煤灰+膨胀剂)=0.58.

4.3 注浆液的技术要求

a)Marsh流动度 (20±3)s,现场(30±3)s.
b)净浆扩展度 (200±20)mm.
c)7d强度 大于等于3.5Mpa.

4.4 注浆

压强一般要求1~1.5 MPa ,错台处理时顶板压强可达2.0 MPa,邻孔或接缝冒浆时,应以木锲或麻绳堵、填。

4.5 清洗、养生

注浆后及时冲洗清除路表浮浆,养生3d内不得有重车行驶。

4.6 记录

施工人员应逐孔记录孔号、孔深、稳定压力、最大压力、施压时间、终压时间、稳压时间、压注浆量等数据。

4.7 检验

包括逐日原材料和浆液质量检验、逐板脱空处理效果检测,必要时钻芯取样检验。压浆后应以M30水泥砂浆填充,捣实。

5,注浆施工

钻孔压浆的施工工艺如下:

a)脱空位置检测(定位) 使用水泥混凝土面板检测仪对原路面的脱空板进行调查、检测和评定,用油漆标画需要压浆的板块及压浆位置。

b)钻孔 用直径3 cm钻头钻孔,深度超过板厚2 cm,安排专人量测并记录孔深。

c)清孔 压浆孔钻好以后,保证孔内干净,不能有杂物进入孔内。如果压浆与钻孔分开施工,可在钻孔完毕后用纸或空水泥袋等将孔塞住,等压浆时再取出,防止还未压浆就有杂物进入。

d)制浆 在清孔完毕后,即可进行配料。按照规定的配合比将水泥、粉煤灰、外加剂加入灰浆拌和机中干拌两遍,再逐渐加水湿拌。水加完后持续拌和,直到无灰团即可使用,且使用过程中应使拌和机继续运转以免灰浆沉淀。

e)压浆 压浆是板下封堵施工中最关键的环节。混凝土板底压浆时从坡高低处的压浆孔开始,逐步由小到大进行,压浆机压力控制在0.5~1.0 MPa内,最大不超过1.5 MPa.用灰浆泵从搅拌机汲取浆液,经过泵压后进入高压胶管注入水泥混凝土板底,稳压一段时间,以利于压浆材料在压力作用下充分填实脱空部位,最后卸压。若发现灰浆从已压过或没压过的孔溢出时,应用木塞堵住此孔,待卸压后拔出木塞,且此孔不再压浆;若灰浆从纵横缝处溢出时,宜用麻绳堵住并稳压2分钟后卸压,并视为压满。

f)板块抬升观测 在进行压浆的同时要防止超压压浆造成面板抬升过高。如果抬升过高,则易造成板块的断裂。应在被压浆面板附近,架设测量仪器,观测压浆过程中面板抬高、隆起现象。若测量到面板整体或局部出现抬高,需立即通知压浆机械操作人员。当抬高量达到0.3 mm,应及时关闭压力阀立即停止压浆。

g)补注 由于浆体在板下流动,填封空隙需要一段时间,因此在压完一块板后,应重新往浆孔中再次压浆。
h)养生 压浆施工完毕后,对压浆处理过的水泥板进行保养是压浆处理的又一重要环节。压浆完成后继续控制交通,压浆板上禁止车辆通行,以利于浆液凝固后强度的增强。待强度满足要求后开放交通。普通硅酸盐水泥应保养7d。如为缩短工期可采用高标号的快硬水泥,这时保养期应不小于1 d.

i)第二次压浆 经第一次压浆养生3 d后,用水泥混凝土面板脱空检测仪检测,采用声振法脱空值作为旧水泥混凝土路面修补的控制指标。对于注浆后不满足要求的板块,重复压浆过程,直至声振法脱空值满足要求,若多次压浆仍达不到要求,应将板块作破碎处理,处治基层。

6,结束语

经过注浆处治的旧水泥混凝土路面脱空板,经声振法检测,脱空值均达到控制指标。注浆处理每平方米在15~30元,相比较“换板”120~140元/m2,前者成本明显低。注浆作为一种治理旧水泥混凝土路面病害的技术措施,具有成本低、见效快、操作简便、对车辆影响小等优点,在公路施工和养护工程中,具有良好的经济效益和社会效益。
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