李圣祖 吴长勇
中国建筑第八工程局有限公司南方公司 广东省 深圳市 518038
摘要:高速公路采用水泥混凝土路面是我国公路路面主要形式之一,在我国公路网构成中占有较大比重,它具有强度高、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点,但水泥混凝土路面接缝较多,对超载较为敏感,易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害,从而导致路面的破损。采用压力注浆技术对原水泥混凝土路面进行修复,有效的解决了这一病害。本文以河源市高新区基础设施工程为例,对压力注浆技术在水泥砼路面修复中的应用进行了阐述,供大家学习。
关键词:压力注浆技术;水泥砼路面;修复;应用
1、浆液材料基本要求???
常用的水泥浆材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加剂等。将浆体制成7.07×7.07×7.07cm立方体试件,标准养护7d,其抗压强度应到5MPa以上。浆体应具有良好的可泵性、和易性、保水性,浆体过稠不能均匀布满板底空隙,浆体过稀,干缩性大。在施工中,为防止浆体的干缩,浆液中宜掺加一定量膨胀剂。流动度是影响可灌性的主要因素,一般流动度越高,可灌性就越好。由于在现行规范中未对此做明确规定,参照预制梁板压浆施工经验,采用水泥浆稠度试验漏斗(体积1725ml±5ml),以浆体自由全部流完的时间作为流动度来控制(详见《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000附录G-11)。其中,在室温条件下,纯水的流出时间为8s(室内试验结果)。不同水灰比、不同材料配比之间的流动度结果及试件强度。从表中可发现水泥净浆不管掺或不掺减水剂,其流动性都比相同条件下水泥粉煤灰浆体的流动性要好。因此,可以看出,二级粉煤灰单位体积的需水量要大于水泥。对于不掺减水剂的水泥净浆,其流动度不应小于16s;掺减水剂的浆体可减小到12s;流动度最大应不大于26s。在施工中,笔者认为浆体流动度不宜过小,控制在20-30s之间较好。否则会产生泌水现象。?
2、压力注浆技术在水泥砼路面修复中的应用
2.1注浆孔布置
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注:⑴、图中尺寸单位为cm;?????⑵、d为灌浆孔半径,L为板长,b为板宽;⑶、根据现场浆液灌注情况,适当调整注浆孔布置参数。
2.2地表注浆工艺流程?
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2.3注浆参数确定?
在施工中将第一段列为注浆试验段,注浆结束后12小时在注浆区域内选择检查孔,进行钻孔取芯检查,以岩芯的提取率和岩芯固结效果的好坏作为评价注浆加固效果的指标,并根据检查结果调整注浆参数,以取得最佳注浆效果;暂定注浆参数见《表1 注浆参数表》。
表1 注浆参数表
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2.4注浆施工工艺?????
为确保注浆效果,并使不同地质的注浆施工具有较好的针对性、连续性,地表注浆均采用后退式分段注浆工艺进行静压注浆,以便浆液在压力条件下均匀地进入地层,对地层进行分层加固。?
(1)钻孔??
地表注浆钻孔施工步骤为:①按照设计要求定出孔位;?②采用潜孔钻机按标出孔位进行钻孔;③钻孔中作好钻孔记录,以利于注浆作业;④钻孔至设计深度后下入注浆管,利用袖阀管分段注浆。?
根据注浆孔布置位置正确安放钻机,钻机采用混凝土路面钻孔取芯机,该设备采用合金钻头,注水冷却。该钻机具有噪音小,无扬尘等特点,有利于环境保护。?为保证施工的连续性,钻孔工作应按照确定的孔位提前进行,注浆孔钻孔深度为110cm,溢浆孔钻孔深度为80cm。钻头选取直径为5cm,钻孔方向要保持垂直向下。钻孔完成后采用注水冲刷的方式在孔底形成一个空腔,以便于注浆时灰浆的初始分布和增加浆液的扩散面积。使用5cm橡胶管安插在孔口作为衬垫,橡胶管外径与孔径要一致便于使灌浆栓塞与孔口紧密结合,防止漏浆。
(2)注浆管的安设??
采用袖阀管注浆工艺,钻孔完成后,将A、B型袖阀注浆管按设计要求沿套管内壁下入钻孔,然后拔出套管进行封孔作业,孔口用速凝水泥砂浆充填密封,以防注浆时返浆。?
(3)制浆
本工程注浆采用纯水泥浆灌注,浆液拌制采用水泥净浆搅拌桶拌制。浆液拌制配合比初步确定为水泥:水=1:0.45?浆液拌制采用现场机械拌制的方式,应严格控制各原材料参量,现场应配备符合要求的称重计量装置,严禁凭经验,凭感觉任意添加各原材料参量。?根据设计要求,拌制浆液的水泥采用普通硅酸盐水泥,标号为:P.O.42.5R。拌制用水使用自来水公司供水。?每桶浆液的拌制时间应控制在150s左右,拌制是需保证桶内水泥浆液搅拌均匀,无结块、无颗粒、无沉淀现象,在原材料加料时需注意匀速、分散加入。
(4)注浆??
压浆前先将灌浆栓塞花管打入孔中,并锚固于水泥板块上,栓塞底部适当离开孔底,软管出料口套在栓塞上并固定好,如果连接不牢固或密封不够就会发生漏浆、爆孔、压力不稳等现象。?压浆时,应缓慢均匀加压,一般当压力达到规定值1.0MPa时,保持压力,直至溢浆孔溢出连续、饱满的水泥浆时,采用木塞将溢浆孔堵上,并保持压力5分钟以上,让浆液在板底充分扩散和渗透,达到挤密和充实的效果,持压过程中如发现压力有损失情况应及时补足。持压时间满足要求后打开卸荷开关缓慢降压,压力回零。
采用KBY—50/12型注浆泵进行注浆作业,地面注浆均采用后退式袖阀管注浆施工,在钻孔完成并下入注浆管后进行全孔分段注浆,将带有止浆塞的注浆花管同注浆芯管连接后下入注浆管内,芯管口与输浆管相接,通过提升芯管由下至上进行分段注浆。?进行注浆作业时,应注意以下几点:①注浆结束标准:采用注浆量和注浆压力双控标准,达到设计注浆量或注浆压力逐步升高至设计终压并继续注浆10分钟左右,且注浆量接近设计注浆量,吸浆量小于30L/min。②注浆施工中应通过现场试验对布孔方式、注浆参数及浆液配比作进一步确定,根据现场实际情况适当调整,保证注浆效果。③注浆施工中做好注浆记录,及时了解注浆压力和流量变化情况并进行综合分析,判断注浆效果是否满足设计要求。④注浆过程中应加强对周边环境及地下管线的巡视监测工作,防止意外情况发生。
3、压力注浆施工质量控制??
注浆所使用的水泥必须出示合格证明,并按每批次现场抽样检验,合格后才能投入使用;水泥进场后,应做好防潮、防雨措施,防止水泥结块和硬化。施工现场配备比重计,随时量测浆液比重,实行定量加灰制,严格控制水泥用量。灰浆搅拌应均匀,要进行二次搅拌并进行过滤。注浆过程中浆液应连续搅动,防止水泥沉淀。严格按注浆配合比设计进行浆液配置,严禁擅自改变浆液配比。注浆时应对建筑物进行监测,并将量测信息及时反馈,根据反馈信息结果进行调控注浆。注浆一定要按程序施工,每段注浆注浆量要准确,注浆压力一定要严格控制,专人操作。
当压力突然上升或浆液从孔壁、地面溢出时,应立即停止注浆。注浆过程中,若地层吸浆量很大时,注浆压力长时间不上升,可通过调整浆液配比,缩短浆液凝胶时间,以达到控制注浆范围的目的。注浆过程中,如发生其它孔串浆,可关闭该串浆孔继续注浆,但若发生频繁时,应加大钻孔与在注浆孔的间隔或钻一孔注一孔,减少串浆现象;注浆过程中,如跑、漏浆现象严重时,可通过间歇注浆技术或通过调整浆液配比缩短凝胶时间的方法进行封堵,但若无效时,可暂停该孔注浆,分析原因,采取其它措施;注浆过程中,要保持注浆管路畅通,防止因管路堵塞而影响注浆结束标准的判断。值班工程师做好施工纪录,严格控制施工质量。??
4、结束语
在道路工程中,注浆技术就是用高压泵将配制好的浆液注入需要补强加固的路面脱空――空隙和被水软化的基层中。整个注浆过程是一个将空隙中的空气、水和泥浆排出,注入浆液填充空隙,粘结并固结,使面板与基层密贴,改善受力体系。同时浆液也可填充基层较大的空隙并粘结,提高其承载力和刚度,对于水泥砼路面来说具有重大作用。
参考文献:
[1]水泥砼路面病害的形成和处治[J].曹利民.山西交通科技. 1999(05)
[2]关于水泥砼路面施工质量控制的几点思考[J].王畅.民营科技.2015(09)
[3]浅析水泥砼路面破坏的原因及防治措施[J].岳明亮,王俊建. 科技信息(科学教研).2007(14)