浅谈水泥混凝土路面改造工程中脱空板注浆施工工艺

1、前言

原夏家营至汾阳高速公路设计技术标准为全封闭全立交双向四车道高速公路,路面结构层为水泥混凝土路面,路基宽度26m,计算行车速度100km/h,桥面净宽2×净-11.25m,桥涵设计荷载为汽―超20,挂车―120级,地震基本烈度七度。夏家营至汾阳高速公路在2000年建成通车,2003年以来交通量和轴载快速增长,在大交通量、超载、重载的长期作用下,路面沉降量在10-20cm,水泥混凝土路面产生了大量早期损坏,路面混凝土面板开裂、破碎、错台等病害严重。经调查现有大量混凝土面板脱空、板角断裂,以及大、中桥两端搭板下普遍存在脱空现象,需在本次改造工程中采用注浆加固处理。

2、施工工艺

2.1脱空板的检测

对于脱空、板角断裂的板块,采用注浆处理的方式,根据各板角弯沉值L(表读数×2),确定板角不同处置方案:a、L≤12(0.01mm)时,不进行脱空处理。b、12≤L≤35(0.01mm)时,进行脱空处理,相应板角钻孔注浆深度为30cm。c、L≥35(0.01mm)时,要将实测弯沉值标注与相应板角,进行脱空处理,钻孔注浆深度为80cm。压浆孔距板角50cm位置钻孔,须经过现场逐板检测验证处治效果,必要时板中可增加注浆孔位。压浆后钻孔应以M30水泥砂浆填充、捣实。

错台病害也采用注浆处理的方式,以下板块可确认为脱空板,无需进行弯沉检测,其注浆深度要求如下:

a、横向缩缝有错台板块:错台>5mm,钻孔注浆深度80cm;错台≤5mm,钻孔注浆深度30cm。

b、板角断裂板块:钻孔注浆深度80cm。

c、裂缝板块:轻度裂缝钻孔注浆深度30cm;中、重度裂缝钻孔注浆深度80cm。轻度裂缝钻孔通过提高抬板注浆压力(0.5-1.5Mpa)方式抬高注浆板高度至高于邻板1-2mm,以使浆液固结后能消除错台达到相同板高。若无法提高注浆压力或无法消除错台时,面板错台高差可通过大粒径沥青碎石下面层调平。

2.2注浆前的准备施工

2.2.1钻孔

⑴钻孔深度:弯沉值在12L≤35,钻孔30cm;L35时钻孔80cm;轻度裂缝伴有错台,错台大于5mm时钻孔80cm,小于5mm时钻孔30cm;板角断裂轻微错台的钻孔80cm。

⑵孔位布置

钻孔位置与深度现场人员与监理根据现场情况共同决定,必要时可视情况增加孔位。

⑶钻孔设备及人员

钻孔机10台,孔径5cm,型号:WL-250C

压浆机2台,型号:KT180-4A

发电机380伏,现场管理人员、操作手和工人总计30人。

2.2.2注浆材料及技术要求

⑴材料:水泥为42.5普通硅酸盐水泥,粉煤灰采用干排Ⅱ级,膨胀剂为桑穆斯牌,减水剂为桑穆斯牌,原材料进场时必须有质量检验合格单,项目部试验室对每一次进料都要做取样检测,确保进场原材料质量。原材料进入现场内应有收料单,写明材料名称、进场数量和每袋重量,收料后架空整齐摆放覆盖塑料布,便于防潮和施工前后计算用料量。

⑵注浆材料的配制

浆液配合比如下:

水泥:粉煤灰:膨胀剂:水:减水剂=1:0.5:0.1:0.75:0.015

水胶比:0.46 实测七天强度为4.3MPa

⑶注浆液的技术要求

流动度:20±3s 现场 30±10s 净浆扩展度:200±20mm

7天抗压强度≥3.5MPa

2.3注浆

2.3.1钻孔

用直径5cm钻头钻孔,深度钻到检测标准规定值(30或80),安排专人量测并记录孔深。

2.3.2清孔

压浆孔钻好以后,要保证孔内干净,不能有杂物进入孔内。如果压浆与钻孔分开施工,可在钻孔完毕后用塑料布裹海绵等将孔塞住,等压浆时再取出,防止还未注浆就有杂质进入。

2.3.3制浆

根据配合比和每盘可拌浆液量0. 8m3,计算出每盘投料量:水泥:粉煤灰:水:膨胀剂:减水剂=50kg:25kg:37.5kg:5kg:0.75kg,经现场拌制后,各项试验指标都没到到要求,经试验验证对配合比调整如下,水泥:粉煤灰:水:膨胀剂:减水剂=50kg:25kg:31kg:6kg:0.75kg,

在拌制时投料顺序为:水,80%减水剂,水泥、粉煤灰和膨胀剂,20%减水剂,投料时应对所要加的原材料准确称量,并由监理核对。浆液拌制完进入储浆筒前应过2～3mm筛孔清除颗粒状杂物。浆液拌制好后,现场要进行流动度试验、扩展度试验和浆液比重试验,试验数据合格后方可注浆,如有个别偏差应寻找相应的原因。

2.3.4压浆

压浆是板下脱空处理的关键环节。压浆管口通过注浆栓塞打入孔中,软管出料口应牢固套在注浆管上,以避免漏浆、漏气、爆孔、压力不足现象。混凝土板底压浆时宜从低处的压浆孔开始,逐步由低到高进行,压浆机压力控制在0.5~1.0MPa内,最大不超过1MPa。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,稳压三分钟,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,待卸载后拔出木塞,且此孔不再压浆;若灰浆从横纵缝处溢出时,宜用麻绳堵住并稳压2分钟后卸压,并视为压满。

压浆过程中的压力一定要控制好,防止压力过大将被注浆板抬升,形成错台。

2.4养生

压浆施工完毕后,对压浆处理过的水泥板进行养生。压浆完成后继续控制交通,压浆板上禁止通车,以便于浆液凝固后强度的增强。待强度满足要求后开放交通。

2.5第二次压浆

经第一次压浆养生3天后,用弯沉仪进行复测,对于注浆后不满足要求的板块,重复压浆过程,直至达到要求为止。

3、注浆过程中的问题和解决办法

我们在夏汾高速公路的施工中,在第一盘注浆时,浆液拌好后,测得流动度11.32秒,扩展度28cm,比重1.6g/cm3。后经现场施工人员和监理共同寻找原因,经探讨和对各个环节的逐层排除,最后得出结论,原因是投料工人在投料顺序上存在严重偏差,在投料时没有按照原定的投料顺序,而把减水剂留到了最后才加入浆液中,大大降低了减水剂的作用,因而造成浆液过稀。现场再找到原因后,马上调整投料顺序拌制下一盘浆液,经过试验,流动度在28秒,浆液扩展度为20 cm,浆液比重1.7 g/cm3,达到了控制标准。

浆液拌制时,对于掺量比较小的膨胀剂和减水剂,因现场称量没有准确的容器,考虑到影响浆液质量,所以要求定制了与添加量相同的容器,并得到监理认可,因为每盘拌浆量比较小为了缩短时间提高效率,所以在施工休息时,用不同颜色的塑料将称量好的膨胀剂和减水剂预先装好,并有专人摆放,防止投料时放错。

4、结束语

本文对山西省夏汾高速公路路面改造工程水泥砼板脱空注浆工程施工工艺进行归纳和总结。希望在今后的施工中对大家有所指导和帮助。