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水泥砼路面维修灌浆处治施工工艺探讨

2012-09-08吴廷瑞

中国新技术新产品 2012年11期
关键词:板底压浆浆液

吴廷瑞

(广东冠粤路桥有限公司,广东 广州 510635)

广东茂湛高速公路是国道主干线同(江)三(亚)高速公路在广东境内的组成部分,是连接广东、广西、海南三省的经济大通道,亦是粤西地区连接珠三角的高速公路主骨架和国家重点工程。全长102.335 公里双向四车道。其中K20+028.7 至K102+335 段的水泥砼路面(1999年11月通车)经过5年多的使用后出现较多路面水泥板破碎、断裂、错台、唧浆、脱空、桥台背下沉跳车等病害;针对以上路面病害设计单位采用全段硬路肩增设纵横向排水设施(如盲沟、顶管等);用C40 砼更换局部严重破碎或断裂的水泥板;而部分桥台背下沉跳车(最大下沉量达17CM)和行车道水泥砼板局部存在的错台、唧浆、板底脱空、断板及少量裂缝则用化学灌浆的处理方案。以下仅就水泥砼面板处治中灌浆施工部分进行探讨总结。

1 浅层灌浆处理局部破损水泥砼面板的施工工艺流程

顾命思义“浅层”就是成孔深度较浅,对有错台、唧浆、板底脱空、断板及少量裂缝等病害的面板采用浅层灌浆以填充板底空隙、界面、固结破碎基层的施工工艺,使水泥砼板与基层密贴,恢复基层的整体性和使用功能,调平面板的沉陷与错台,提高水泥砼面板的冲击能力,延长面板的使用寿命。其施工工艺流程如下:

1.1 布孔、钻孔:经板底脱空开挖试验证明,板底脱空层面有在砼面板与基层之间,也有在基层与底基层之间,或二者兼而有之。因此,根据设计要求钻80cm 深的孔,穿透底基层或垫层到达路基95 区范围进行灌浆处理。为保证进浆的充分和均匀,每块面板布孔为5 个,以每块板梅花状布孔效果最佳。采用取芯钻孔,注浆孔开孔直径为φ=38mm,边孔距板边1m,注浆孔开孔直径为φ=38mm,插管直径φ=20mm,垂直度小于1%。

1.2 制浆:板底脱空灌浆采用的配合比为-水:水泥:复配剂(MX2000+MX2001)=(0.4~0.45):1:0.006;严格按配合比配制浆液,浆液应随配随用,防止离析,并按要求留浆液样品作抗压、泌水、膨胀试验。

1.3 灌浆:用专用灌浆泵顺行车方向进行灌浆施工,先灌设计的一序孔后灌二序孔(一般从弯沉大向小或从外向内排列),板底灌浆压力一般控制在0.1~1.0MPa 之间,在施工过程中注意控制压力,防止因压力过大造成断板。灌浆时,可能有部分浆液从缝隙或灌浆孔溢出,应采取有效措施封堵、保压,以免浆液在压力作用下跑失,造成进浆充分的假象。灌浆时还要求对每块板均分多次按序反复灌浆,使浆液交叉补充,确保板底进浆充分。一般情况下,当水泥砼板缝隙或灌浆孔有正常浓度浆液(而不是含水多且较淡的)冒出时,并且压力已达设计要求,继续灌浆几秒即应停止;对于压力无法达到要求的,暂停待浆液凝固后,再重新钻孔压浆,一直至压力达到为止。对沉陷而需顶升的水泥砼板,要适当预留顶升量,一般略顶高2~3mm 再停止灌浆,随着灌浆压力的卸撤,水泥砼板会在重力作用下自然下沉与正常板靠齐。

1.4 封孔:单孔灌浆结束时,需用木塞对该孔封堵保压,防止浆液反溢,造成填充不饱和。终孔后用高标号水泥浆封堵。

1.5 养生及交通限制:浆后残留在路面的灰浆要及时清扫并用水冲刷,避免灰浆流入路面缝隙,防止污染路面,灌浆后的2 小时内应避免车辆通过灌浆区,一般养生期为3天(以达到设计要求通车强度为准)。

1.6 自检:灌浆过程中采用观测冒浆的情况(特别是板中央的后序孔),一般地,该孔冒浆且注浆压力达到要求的板块,板底进浆会饱满,再随机钻孔(孔深仅穿透面板)并做渗水试验,达不到要求的须对该孔灌浆处理;灌浆结束3 天后再用钻芯取样的办法抽检,钻芯取样的频率不少于10%的板块,对不合格的板块进行补灌至合格。

2 桥台台背深层注浆加固路基施工工艺

桥台台背深层施工施工中,我们采用了“DCG 工法”(广东灌浆岛公司之技术)进行施工,该法施工中使用了新材料-DCG-979。DCG 工法通常使用0.1~0.5MPa 灌浆压力即可使各种土体充分进浆。DCG 工法的凝固时间的可控性使土体很容易发生“液压开裂”,同时又使浆液不会“跑”得太远而造成浪费,这也是该工法的独特之处。 “DCG 工法”的主要浆材为水泥+“DCG-979”,其性能特点如下:

2.1 可通过控制浆液凝固时间来调整单孔灌浆半径。该浆材凝固时间的可控性有两大优点:①可最大限度减少浆液跑失,避免浪费,既能有效地保证工程质量又能降低工程费用;②可准确地进行定量、定位抬升,确保路面平顺。

2.2 浆液的固结体本身强度高,终凝抗压强度≥20MPa。

2.3 浆液在干燥土层或水中照样迅速固结。

2.4 。浆液固结率为100%,固结过程中不析水,从而避免了一般浆液结石率低、析水软化路基的不良后果。

2.5 浆液在土层中同时发生“劈裂”和“压密”两种形式的作用,加固效果比普通水泥灌浆更加显著。

深层注浆的钻孔与制浆、封口、养护与浅层注浆大同小异,不再重复,主要区别在于浆液配比和灌浆过程的控制及成孔的深度不同。分为路基加固压浆和抬板压浆两阶段:

路基土层的加固压浆根据路基软弱程度掌握灌注深度,其灌注深度一般控制在0.8~6m,平面布孔原则采用3m ×3m 梅花型错开布置,最外侧孔位距铺面板边缘应不小于1m,开孔孔径为φ=63mm,插入管直径为 φ=40mm,垂直度小于1%,灌注压力为0.1~2Mpa。施工时根据现场实际地质情况、沉降量大小、裂缝状况可适当调整。灌浆作业先从沉陷量大或脱空量大的地方开始,采用金刚石钻头钻穿面板后换合金钻头,成孔后插入直径为φ=40mm的钢管开始注浆,观察裂缝、相邻板是否有变化,裂隙中是否有冒浆,如果有,可停止泵送浆液,同时开始拔管,一次拔出10cm 左右,然后再如此反复灌浆,直到把剩下的整根钢管拔出为止,停止送泵。开始灌注下一个孔抬板压浆是在加固路基压浆完成后开始,其方法同浅层压浆。抬板过程注意平整度的控制,灌浆范围内15m 拉线,间隙≤10mm。并观察车辆行驶时路面是否空鼓的震感或搓动。

浅层压浆工艺流程图

灌浆加固调平工艺流程图

灌浆采用的配合比为-水:水泥:DCG-979=(0.8~1):1:(0.2~0.25)

结束语

从上述可知,灌浆加固技术在水泥砼路面维修处治中作为主要的工艺技术措施之一,直接关系到路面二次处治的成功与否,因此在施工控制时,必须做好施工过程的工艺控制。由于原材料的质量、工人操作的熟悉与否等都将直接对灌浆效果带来直接影响,因此,为确保处治的一步到位,避免在技术上的失误操作和导致处治失败,在工程正式实施前,应实行试验段试压制度,在全面收集各工艺技术参数并经过认真总结摸索之后方可进行大面积灌压。

[1]《茂湛高速公路路面病害整治专项工程工作总结》2005.10.

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