水泥混凝土面板脫空處治工藝

楊金成

隨著城鄉(xiāng)道路的不斷發(fā)展,水泥混凝土路面的施工越來(lái)越廣泛被采用,調(diào)查了多條高速公路水泥混凝土路面的運(yùn)營(yíng)情況,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過多年的使用,路面普遍出現(xiàn)反射裂縫、車轍、沉陷、翻漿、坑槽等病害,隨后路面病害的程度和范圍加劇,為此,本文結(jié)合新鄭—許昌高速公路路面分析了水泥混凝土面板脫空處治的工藝流程及操作要點(diǎn),為混凝土路面改建和維修提供施工參考。新鄭—許昌高速公路全長(zhǎng)45.154 km,于1995年5月4日開工興建,于1996年12月24日正式建成通車,施工工期18個(gè)月。主線結(jié)構(gòu)從上至下依次為5 cm厚瀝青混凝土面層+25 cm厚C30水泥混凝土面板+20 cm厚水泥穩(wěn)定碎石+15 cm厚水泥石灰土。該段工程自1996年通車運(yùn)營(yíng)以來(lái),經(jīng)過7年多的使用,期間除正常養(yǎng)護(hù)外未進(jìn)行專項(xiàng)維修、大修,路面普遍出現(xiàn)反射裂縫、車轍、沉陷、翻漿、坑槽等病害。水泥混凝土面板脫空主要表現(xiàn)為:雨后路面有白漿冒出、板塊錯(cuò)臺(tái)大于5 mm和彎沉值大于0.2 mm。

1 原理及適用范圍

采用深層壓漿的處理方案,通過壓漿填封板下、基層、底基層材料間的空隙,使松散的基層、底基層材料結(jié)合起來(lái),提高路面結(jié)構(gòu)層的整體強(qiáng)度,壓漿范圍為脫空區(qū)域的板塊和兩端相鄰的板塊,注漿孔深65 cm,以穿透底基層為準(zhǔn)。適用范圍為混凝土面板未破碎的脫孔板。

2 水泥混凝土面板脫空處治的工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 水泥混凝土面板脫空的確定

水泥混凝土面板脫空可采用雷達(dá)檢測(cè)、目測(cè)錯(cuò)臺(tái)大于5 mm,雨后唧泥和彎沉檢測(cè)彎沉值大于0.2 mm,可以認(rèn)定為水泥混凝土面板脫空,現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)主要采用彎沉檢測(cè)、雨后唧泥和錯(cuò)臺(tái)大于5 mm作為確定水泥混凝土面板脫空的依據(jù)。1)彎沉檢測(cè)設(shè)備一套:采用 5.4 m貝克曼梁彎沉儀兩根、百分表兩只、后軸重100 kN,輪胎氣壓0.7 MPa的載重汽車一輛。2)檢測(cè)前準(zhǔn)備:檢查并保持檢測(cè)車的車況及剎車性能良好,輪胎內(nèi)胎符合規(guī)定的充氣壓力。車廂內(nèi)裝載集料進(jìn)行配重、稱量,以符合規(guī)定的后軸重,對(duì)百分表進(jìn)行標(biāo)定。3)彎沉檢測(cè)步驟:a.在車道每條橫向板縫兩側(cè)靠近接縫處的4個(gè)角點(diǎn)設(shè)置測(cè)點(diǎn)。b.彎沉車就位,在檢測(cè)車的后輪輪隙處安放貝克曼梁的感應(yīng)支點(diǎn),梁臂不得碰到輪胎,安裝百分表于彎沉儀的測(cè)桿上,用手輕敲彎沉梁,檢查初始讀數(shù)是否一致,并記錄初始讀數(shù)。c.指揮彎沉車緩慢勻速駛離測(cè)點(diǎn),并駛離檢測(cè)的板塊,待百分表穩(wěn)定后,記錄終讀數(shù)。d.彎沉值的計(jì)算:彎沉值=(終讀數(shù)-初始讀數(shù))×2。e.凡彎沉值大于 0.2 mm的,即確定為板塊脫空,需進(jìn)行壓漿處治,并在路邊作出明顯標(biāo)記。

2.2 路面壓漿

1)壓漿設(shè)備及人員組織。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和工程量情況安排進(jìn)場(chǎng)兩個(gè)壓漿作業(yè)隊(duì)設(shè)備主要有壓漿泵5臺(tái)、鉆機(jī)11臺(tái)、灰漿攪拌機(jī)4臺(tái)、15 kW 發(fā)動(dòng)機(jī)4臺(tái)、水車 2輛、1 m3儲(chǔ)水箱 4只。鉆機(jī)用內(nèi)燃YN-30A型鑿巖機(jī),機(jī)重28 kg,鉆孔直徑38 mm～56 mm,可用鉆桿60 cm～600 cm,具有使用靈活,移動(dòng)方便,鉆孔速度快等特點(diǎn)。壓漿機(jī)為康達(dá)牌CJ-30型擠壓式注漿機(jī),排漿量1.8 m3/h～3.0 m3/h,水平輸送距離100 m,工作壓力1.5 m/h,最大壓力4.0 MPa?；覞{攪拌機(jī)工作效率1.8 m3/h～3.0 m3/h,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速70 r/min,進(jìn)場(chǎng)設(shè)備完好,DS3級(jí)水準(zhǔn)儀4臺(tái)。每套壓漿設(shè)備設(shè)班長(zhǎng)1名,技術(shù)員1名,鉆孔機(jī)手2人,清孔2人,埋管1人,注漿手2人,攪拌3人,封孔 1人,雜工5人。

2)壓漿材料。a.水泥采用許昌老牌水泥廠42.5普通硅酸鹽水泥。b.粉煤灰采用許昌熱電廠的粉煤灰,經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)達(dá)到Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。c.其他外加劑均由鄭州采購(gòu),并經(jīng)檢驗(yàn)合格。

3)施工過程。a.根據(jù)彎沉測(cè)試結(jié)果,確定需壓漿加固的水泥混凝土板及范圍。在板上確定孔位,并做好標(biāo)記。b.注漿孔平面布置,采用梅花形布孔,邊孔距離板邊0.5 m,根據(jù)4個(gè)邊孔,拉對(duì)角線量出中間孔位,如遇板長(zhǎng)超過5 m的板,根據(jù)情況需增加部分?jǐn)?shù)量,以邊孔間距不大于4 m為控制,以保證板底擠壓密實(shí)。質(zhì)檢員驗(yàn)過后,方可鉆孔,將鉆機(jī)放置在確定的鉆孔位置,開動(dòng)鉆機(jī)開關(guān),先用0.5 m鉆桿開鉆,再用1.0 m鉆桿鉆進(jìn),孔徑4.5 cm,為控制壓漿孔深度準(zhǔn)確,在鉆桿上用紅漆標(biāo)出鉆孔深度,鉆孔深度為路面結(jié)構(gòu)層厚度65 cm。鉆孔結(jié)束后,用洛陽(yáng)鏟將孔內(nèi)污物清理干凈,直到土層為止,凈孔深度達(dá)到65 cm以上,以便于漿體的分布和粘結(jié)。c.埋設(shè)注漿管,用直徑32 mm鋼管,長(zhǎng)為85 cm,露出地面20 cm～30 cm并開絲處理,封堵注漿管與鉆孔孔徑逢隙用42.5水泥漿封堵,封堵厚度不小于20 cm。后經(jīng)監(jiān)理工程師同意采用錐形橡膠套管封孔,加快了施工進(jìn)度,同時(shí)保證了封孔的效果。d.壓漿前準(zhǔn)備,徹底清理攪拌機(jī)內(nèi)的積水及殘留物,保證攪拌機(jī)內(nèi)干凈,壓漿管試通。根據(jù)漿液配合比,計(jì)算出每罐用料量:水泥100 kg,粉煤灰20 kg,膨潤(rùn)土20 kg,膨脹劑10 kg,CaCl 0.5 kg,三乙醇胺0.5 kg,水90 kg。e.漿液拌制。先在鐵槽內(nèi)干拌水泥、粉煤灰、膨脹劑、膨潤(rùn)土,攪拌均勻,在攪拌機(jī)內(nèi)放入稱好的水并做好水位標(biāo)記,以便下次加水,水中加入氯化鈣和三乙醇胺,然后加入拌好的干料,并不斷攪拌5 min形成均勻漿液,根據(jù)吸漿桶算出所需要漿液,每放入吸漿桶60 cm為一桶,以便于準(zhǔn)確計(jì)算注入量,壓漿時(shí)桶內(nèi)用木棒不停攪拌,使?jié){液保持均勻漿體狀態(tài),壓漿孔壓漿順序先外后內(nèi),以便漿體在板下擠壓密實(shí)。f.壓漿時(shí),終孔標(biāo)準(zhǔn)為注漿壓力1 MPa～1.5 M Pa或地面抬升不大于5 mm為準(zhǔn)。設(shè)有專人觀察和測(cè)量周圍抬升及有無(wú)串漿和冒漿情況,在壓力不大于1.5 MPa或地面無(wú)抬升情況下漿體從相鄰孔串出時(shí)及時(shí)封堵出漿孔。板下空隙灌滿壓力會(huì)逐漸增加。當(dāng)注漿壓力達(dá)到規(guī)定壓力或面板有抬升趨勢(shì),即關(guān)閉注漿套管上的閥門,使?jié){液在板下形成封閉體,減少漿液自然脫水的收縮量,防止?jié){體溢出,同時(shí)也起到穩(wěn)壓作用。壓漿完畢后1 h～6 h拔出套管,前期根據(jù)設(shè)計(jì)用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿封孔,但由于養(yǎng)生期只有3 d,加之京珠高速公路交通量大,有些封孔被破壞,后經(jīng)指揮部和監(jiān)理工程師批準(zhǔn)同意,下部采用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿封孔,上部5 cm封孔材料采用冷補(bǔ)料,封孔的砂漿和冷補(bǔ)料均應(yīng)搗密實(shí),現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人清理。移動(dòng)壓漿管到下一孔壓漿。g.壓漿結(jié)束后,及時(shí)對(duì)施工作業(yè)面進(jìn)行清理,以保證工完場(chǎng)清,壓漿作業(yè)面在養(yǎng)生3 d后,及時(shí)進(jìn)行彎沉復(fù)測(cè),開放交通,每一工作班制作試件三組,養(yǎng)護(hù)7 d后進(jìn)行抗壓試驗(yàn),漿液強(qiáng)度達(dá)到5 MPa以上。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過壓漿處理后的路面,填充了脫空的空隙,加固了路基、路面,改善了行車條件,杜絕了雨后唧泥冒漿影響路容路貌的現(xiàn)象發(fā)生。

[1] JTG F30-2003,公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JTJ 073.1-2001,公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 朱海英.淺析水泥混凝土路面板的破壞原因及預(yù)防措施[J].山西建筑,2008,34(9):291-292.