浅谈旧混凝土路面灌浆处治技术

【摘要】灌浆技术作为一种新型的加固技术，可广泛的应用到旧路改造施工当中。本文结合柳州市某市政道路改造工程实例，对旧水泥混凝土路面钻孔灌浆加固进行了分析及研究，主要介绍旧水泥混凝土路面唧泥及脱空的主要原因、灌浆加固的原理及工艺流程、灌浆施工质量的控制。供以后旧混凝土路面灌浆加固及旧混凝土路面上加铺沥青路面工程提供参考。

【关键词】旧混凝土路面加固；灌浆工艺；灌浆施工质量控制

中图分类号： U416 文献标识码： A 文章编号：

1 前言

随着经济快速的发展，交通量的剧增，雨水腐蚀以及泥土的流失，柳州市现有的水泥混凝土路面有一部分虽然未达到设计年限，但也出现了裂缝、破损、脱空等现象，水泥混凝土路面的养护及翻修工作日益繁重。2009年，为迎接建国60大庆，柳州市对大部分旧水泥混凝土城市主干道都进行了大修，其中就采用灌浆技术对旧水泥混凝土面板进行加固后，在旧水泥混凝土面板上加铺沥青路面。本文将结合工程实例对灌浆技术进行浅谈。

2 水泥混凝土面板唧泥、脱空形成主要原因

水泥混凝土面板唧泥、脱空病害产生的因素有内在因素以及外在因素。内在因素是混凝土板本身质量及其接缝状况和基层质量；外界因素则是作用汽车荷载和自然环境变化。水泥混凝土面层具有很大的刚度，对路基强度要求不要，我国路面基(垫)层材料一般都选用稳定类集料，其模量远小于混凝土面层的模量。水泥混凝土路面在重车荷载的反复作用下，板下基(垫)层将产生累积塑性变形，使混凝土板的局部范围不再与基层保持连续接触，于是水泥混凝土路面板底与基(垫)层之间将出现微小的空隙，即出现了板下局部脱空，或称为原始脱空区。同时温度、湿度的变化，以及板内温度的非线形分布，引起板向上或向下的翘曲，加速了板与基础之间的分离，形成板底脱空。水泥混凝土路面存在接缝和自由边缘，当路面接缝或裂缝养护不及时，路基应降雨等原因，雨水从破损处浸入基层，渗入的水将在板下形成积水 (自由水)。在车轮荷载作用下，路面板与基层之间会产生高压水流，从而侵蚀基层表面，在车轮荷载作用下，含有基层材料的颗粒成分的压力水从面板的接缝或裂缝处喷出，这种现象通常就称为唧泥，唧泥现象进一步加剧了板底的脱空，脱空的出现又为水的浸入创造了条件，这样周而复始，恶性循环，最终导致路面的损坏。

3 灌浆加固技术的原理及工艺流程

3.1灌浆加固技术的原理

在现有混凝土路面设计理论中，我们把混凝土板看作是小挠度弹性薄板，其假定条件是面板与地基间完全接触(不脱空)。同时混凝土板是一种脆性材料,抗压强度高、抗弯拉性能差。在正常情况下，面板均匀支承时，无论荷载作用位置，应力都较小。而一旦脱空，板角处由于基础支撑的丧失，处于悬臂状态，板内将产生过大的应力、剪力，混凝土板很快达到极限寿命。水泥混凝土板灌浆是通过注浆管，施加一定压力将浆液均匀注入板底空隙、板下基（垫）层中，以充填、渗透、挤密等方式，赶走板底、基层裂隙中的积水、空气后占据其位置，经人工控制一段时间后，浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体，形成一个良好的结石体。灌浆改善了板底原有受力状态，恢复板体与地基的连续性。达到加固基础，治理病害的目的。

3.2灌浆加固技术的工艺流程

水泥混凝土灌浆加固技术的工艺包括布孔定位、钻孔、制浆、灌浆、灌浆孔封堵、养护、弯沉检测等工序。

3.2.1布孔定位：

在钻孔灌浆之前，要具体确定唧泥及脱空的水泥混凝土板块，相关技术人员依据外观或者弯沉检测相结合的方法对唧泥或者脱空的板块进行定位，并画确定钻孔位置。

3.2.2钻孔：

施工人员使用风钻或者凿岩机在定按标定的位置进行钻孔，钻孔深度到路基（见图1）。

（图1）

3.2.3制浆：

常用的水泥浆材料包括：水泥、粉煤灰、水、外加剂等，按照设计相应的配合比将材料在灰浆搅拌机中拌和。

3.2.4灌浆：

用灰浆泵将拌和好的灰浆由灰浆孔压入混凝土底板和路基顶面，在灌浆前所有未灌浆孔的止通阀全部打开，以便灌浆时排气。在灌浆过程中如发现相邻孔灌浆管出现冒浆、灌浆至路面发生抬升或达到灌浆设定压力值等情况之一时，马上停止灌浆。一个孔灌浆完后，立即关闭注浆管上端的止通阀，这样可以保证灌浆液的稳压，为保证注浆固结体的充盈度，对灌浆量较大的孔在灌浆半小时后，进行二次灌浆，用以补充首次灌入浆液经过径向渗透和失水后产生的空隙。

3.2.5灌浆孔封堵：

一个孔灌完浆后，应拨出灌浆栓塞并立即插上木塞，以便有足够的时间使砂浆充分凝固。在回复压力的作用下不会将砂浆从孔中挤出时，方可将临时用的木塞拨出，并将孔用快凝水泥砂浆久性地密封，抹平与路面等高。

3.2.6养护：

灌浆完成后的板块应禁止车辆通行，待灰浆强度达到设计要求后方可开放交通。

3.2.7弯沉检测：

当浆体强度达到设计强度后，对灌浆后的水泥混凝土面板进行回弹弯沉检测，当水泥混凝土面板接缝两侧弯沉超过0.06mm时，应重新钻孔补压。

4 灌浆施工质量的控制

4.1材料的质量控制

4.1.1水泥

施工中所用的水泥为标号42.5的普通硅酸盐水泥，按《公路工程检验评定标准》规定的要求，在监理的见证下对水泥进行抽样检验，所有检验指标均应符合标号42.5的普通硅酸盐水泥国家标准的要求。

4.1.2粉煤灰

施工中所用的粉煤灰不得低于二级。

4.1.3 U型高效膨胀剂

加入膨胀剂后，不得对灌浆材料的其它性能（如：凝结时间、强度等级）带来不利影响。

4.1.4早强剂

早强剂各项技术指标不得低于国家标准一等品的技术要求。

4.1.5水

施工用的水满足混凝土拌合用水的技术要求，为自来水。

4.1.6配合比

灌浆材料配合比为水泥：粉煤灰：水：U型高效膨胀剂：早强剂=1:0.5:0.7:0.05:0.05，灌浆液应具备下列特点：初凝时间长，施工和易性号，早期强度高，不发生收缩，避免再次造成收缩。

4.2施工的质量控制

4.2.1强度检测

在施工过程中，应每工作日在监理的见证下随机制作灰浆试块，灌浆所用的灰浆抗压强度要求为12小时不小于3.5MPa,7天不小于5MPa。

4.2.2弯沉检测

灌浆后，应在7d龄期后，进行弯沉检测。测量工具为后轴重10吨载重车，5.4米贝克曼梁，百分表。根据《公路路基现场测试规程》要求必须对原有板块进行逐板编号、登记，然后进行弯沉检测。灌浆后两相邻板间弯沉差控制在0.06mm以内，单点弯沉值必须小于0.2mm。采用单点实测弯沉控制旧水泥砼板块的竖向位移，对板块进行地毯式测量，逐板把关进行修补控制。对于弯沉值不合格的板块进行标记，二次钻孔，孔位集中在不满足弯沉要求的地方附近补1~2孔，直至弯沉满足规范要求。

5 灌浆加固质量效果评定

结合柳州市某市政道路改造工程，旧水泥混凝土路面经过灌浆处治之后，水泥混凝土板块的承载力均有所提高，起到了加固的效果，水泥混凝土板块灌浆后的弯沉值都小于灌浆前的弯沉值，均满足设计要求值。灌浆处治旧水泥混凝土路面与“换板”最大的优点就是利用了原路面面板，成本低，见效快。传统的“换板”处治，在破碎时由于操作人员的失误或连接杆的传递影响，可能造成相临混凝土板块不同程度的松动或破损，处治一处病害又出现多处新的病害，且只能改善板本身状态，正是所谓的“治标不治本”，而混凝土板下灌浆通过灌浆压力可把浆液渗透到相邻混凝土板下，起到灌浆一块板加固几块板的作用。

6 结束语

灌浆技术作为一种新型的加固技术，还可广泛地使用到公路施工其他方面，如：高速公路桥头跳车、软土地基处理、机场路加固等。而且由于其处治质量主要控制指标——弯沉与旧板加铺沥青混凝土面层的设计指标相吻合，具有一定的科学性，所以也适用于旧板加罩沥青面层的加固处治。大多数破损板本身的质量良好，病害原因主要是由于下承层造成的。

总之，由于真空灌浆施工工艺本身有较高水平的质量控制，加上采用合理配比的混合材料，采用真空灌浆技术将能保证孔道灌浆的均匀性，能形成一个密实、不透水的保护层，并能消除孔隙。

【参考文献】

[1]JTGF80/-2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[2]JTJ073.1-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].

[3]GBJ97-87，水泥混凝土路面施工及验收规范[S].