舊水泥混凝土路面注漿加固技術研究
2016-04-18
1 工程概況
對舊水泥混凝土路面按主點彎沉和差異彎沉雙指標控制，橫縫兩側彎沉差大于0.06 mm時或橫縫主點彎沉大于0.2 mm時，必須對相應的部位進行注漿加固。注漿技術是由經驗方法逐步完善成為一門具有理論的技術。注漿就是將一定材料配制成漿液，用壓送設備將其灌入地層（對道路來說就是基層）或縫隙內使其擴散、膠凝或固化，以達到加固地層（基層）或防滲堵漏的目的。
2 注漿技術工藝原理
在道路工程中，注漿技術就是用高壓泵將配制好的漿液注入需要補強加固的路面脫空――空隙和被水軟化的基層中。整個注漿過程是一個將空隙中的空氣、水和泥漿排出，注入漿液填充空隙，粘結并固結，使面板與基層密貼，改善受力體系。同時漿液也可填充基層較大的空隙并粘結，提高其承載力和剛度；對土基來說，可用注漿來加固地基，增強路面下層的穩(wěn)定性。
注漿技術中，注漿材料的選取相當重要。結合工程實踐表明，灌注漿液選取要求漿液粘度低、流動性好，滲水率低（一般不超過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間的需要，凝固時間適中，具有一定的強度，凝固后無收縮；對于無毒、不污染環(huán)境，對注漿設備、管道、混凝土結構無腐蝕性并易清洗；漿液配制方便，操作簡單，材料來源豐富，價格便宜。
對于膠凝材料水泥的選取，工程實踐表明一般情況下，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。水泥標號不必太高，根據受力理論分析，只要大于基層的后期強度即可，一般考慮，其后期強度達到基層與砼面層強度的均值為宜。
注漿材料抗壓強度（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早強減水劑。
3 注漿技術處理
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→預埋法蘭螺帽→清孔→壓漿→封孔養(yǎng)生。灌注作業(yè)應先從沉陷量大的部位的灌注孔開始，逐步由大到小。待漿液抗壓強度達到3.0 MPa時，用水泥砂漿堵孔，即可開放交通。且注漿應在原機非分隔帶未開挖前進行。
1）面板灌注前的彎沉測定。本工程采用5.4 m長桿彎沉儀及BZZ－100標準汽車。彎沉儀觸點在沿行車方向靠縱縫70 cm，橫縫前后各10 cm測定主、副點彎沉。對于主點彎沉超過0.2 mm的，以及差異彎沉超過0.06 mm的，即視為面板脫空，需要注漿補強的面板。記錄實測主點彎沉和差異彎沉。并用顏色在該面板上標注，以備后期檢測對比評定注漿效果。
2）灌注孔布設與鉆鑿。采取鑿巖機在路面上打孔，孔的大小應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。灌注孔的深度應視脫空層位而定，同時考慮基層情況。若砼板與基層之間出現脫空，且基層狀況較好，其孔深為板厚加5 cm。同時要保證鉆孔垂直度滿足要求。鉆孔順序最好沿一個車道，邊灌邊鉆，切不可多個車道一起鉆開。在被注漿面板附近，架設測量儀器，觀測灌注過程中面板抬高，隆起現象。
3）調制灌注漿液。灌注漿配比由施工單位在試驗室試配，以達到漿體強度條件下，確保灌注漿具有可操作的流動度。若在灌注漿中摻用早強劑，則需進行3天抗壓強度試驗，其試驗結果不低于3.0 MPa時方可堵孔開放交通。灌注漿的流動度可參照使用錐形漏斗儀進行量測，以流出一定漿體的時間（s）為標準。可比照水灰比為0.40的水泥凈漿的流動度為標準，所配灌注漿液的流動度在30±5 s范圍內，可視為合適。而現場漿液流動度還應根據溫度、風力作適當調整。灌注漿由水泥、粉煤灰、外加劑以及水組成。在實施前在試驗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，注填式灌漿方法，壓漿的壓力應使?jié){液能流動灌注即可。當漿液從接縫處或另一注漿孔冒出，就可認為完成該孔注漿。灌注時，應同時觀察測量儀，量測到注漿面板出現抬高現象時，及時通告施工人員。當抬高量達到0.3 mm時，應立即關閉壓力閥，停止注漿。
5）壓力控制。壓力的控制應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。壓力的控制對注漿的成本和效果具有重要作用，施工過程中應注意控制。當混凝土板縱、橫縫隙有漿冒出時，繼續(xù)注漿5 s～10 s即應停止；板底有積水處，積水會在漿液壓力下從縫隙冒出，此時需要繼續(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，立即停止注漿。需頂升混凝土板時，當板塊頂升至高出正常板1 mm～2 mm即停止注漿，此時隨著注漿壓力的撤離，板塊會由于重力作用下沉1 mm～2 mm，正好與正常板平齊。一般情況下，當注漿壓力大于2 MPa時，漿體可能會對板產生擾動，形成新的空洞；或在板上產生輻射狀裂紋。這時起了反作用，彎沉增大且加速了板的損壞。當板邊或板角被抬高1.5 cm時，立即停止注漿。因此過高抬起板，可能導致板折斷，或產生新的不均勻沉降。
6）封孔養(yǎng)生。灌注流水作業(yè)時，鉆好的注孔需要進行臨時封孔；灌注壓漿完成后，應立即用木塞封孔，養(yǎng)生期不小于7 d，待漿液抗壓強度達到3.0 MPa時，用水泥砂漿堵孔，即可開放交通。
4 注漿特殊情況處理技術
1）啞孔現象。因板底狀況不明，遇到灌不進漿液的孔稱為“啞孔”?？上扔帽孟蚩變葔荷渖倭克驀娚淇諝?，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，則將孔穿透基層。2）水泥漿從路肩或邊溝中滲出，如注入相當的量后滲出視為注滿，如沒有多少量即滲出，應另鉆一孔繼續(xù)灌注。3）中途停機或收工時，必須對制漿機、壓漿機、輸送管道清洗直至沖洗干凈。4）暫時中斷作業(yè)，應將噴嘴浸在水中，吸入一定量的水，防止?jié){體沉淀硬化，阻塞，但不能使水進入攪拌筒中；恢復作業(yè)前應先將水排掉，再進行注漿。
5 工程實踐效果
對本工程的舊混凝土面板脫空進行填注補強的質量評價，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度（早期及標準）是否符合設計要求。同時采取現場外觀質量評定，包括現場漿體流淌狀況、施壓過程和灌注過程的連續(xù)性、注漿量以及工后養(yǎng)生保護是否符合設計和質量要求。
本工程舊水泥混凝土路面灌注漿后，在一定齡期后（7～14天），采用長桿彎沉儀和后軸軸載100 KN的標準車，再次測量主點彎沉值和差異彎沉值，復檢合格率為≥90％；當彎沉值符合設計要求值時，可認為灌注漿補強功效已經達到。
6 結論
在舊水泥混凝土路面對現有板塊破損采取注漿處理，本文就注漿技術的原理、材料的選擇、配比試驗及施工實踐等作了較詳盡的介紹，工程實踐表明，所采取的注漿技術效果明顯，可為同類工程所參考。
