混凝土舊板壓漿在城市舊路改造中的運(yùn)用

　　譚長(zhǎng)林

　　【摘　要】隨著近年來(lái)城市道路改造施工，在原有舊路面大多為混凝土路面的基礎(chǔ)上多采用白加黑的方式實(shí)施。如采用破除后攤鋪水泥穩(wěn)定層基層，勢(shì)必增加工程造價(jià)，工期相對(duì)較長(zhǎng)且對(duì)城市交通影響較大。對(duì)于路面板塊相對(duì)較為完整的路面采用板底壓漿處治的方式運(yùn)營(yíng)而生。此法既能節(jié)約造價(jià)又能縮短工期，且能減少建筑垃圾堆放。

　　【關(guān)鍵詞】砼舊板 壓漿 工藝

　　針對(duì)混凝土舊板處治方法來(lái)說(shuō)，壓力灌漿與傳統(tǒng)的舊板破除方式相比，從成本控制角度來(lái)看人力、物力、財(cái)力均得到了很大的節(jié)約;從進(jìn)度控制角度來(lái)看，由于縮短了舊板處治的時(shí)間，使下道工序開工時(shí)間提前，為工程如期完成提供了有力保證。經(jīng)分析總結(jié)，結(jié)合近幾年實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，摸索出一套行之有效的施工工藝。

　　一、適用范圍

　　該法適用于舊混凝土板塊相對(duì)比較完整，單點(diǎn)彎沉值大于20(0.01mm)小于40(0.01mm)的板塊處治。對(duì)于基礎(chǔ)為純粘性土的砼舊板采用此法效果較差，甚至?xí)�加大原有砼舊板的彎沉值。

　　二、工藝原理

　　壓漿就是通過(guò)人為加壓，使水泥漿液在土基中通過(guò)滲透充填，將混凝土板下脫空層填充密實(shí)。隨著壓漿的進(jìn)行，水泥漿液進(jìn)入原土基孔隙，并在壓力作用下，對(duì)原孔隙壁形成擠壓進(jìn)一步提高了土基的密實(shí)度。而水泥漿液凝固后改變了土體結(jié)構(gòu)，形成了復(fù)合地基，強(qiáng)度得到明顯提高，提高了土基的承載力，增加了土基穩(wěn)定性，混凝土板塊脫空現(xiàn)象得到根本處理。

　　三、工藝流程及操作要點(diǎn)

　　1、工藝流程圖如圖1

　　2、施工操作要點(diǎn)

　　(1)施工準(zhǔn)備

　　根據(jù)開工前對(duì)所有混凝土板塊所進(jìn)行的彎沉檢測(cè)報(bào)告，按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，對(duì)彎沉值超出規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的板塊進(jìn)行標(biāo)記，確定需進(jìn)行壓漿作業(yè)的混凝土板塊，避免壓漿作業(yè)中產(chǎn)生錯(cuò)壓、漏壓。

　　(2)制定壓漿作業(yè)計(jì)劃

　　壓漿板塊確定后，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)封閉情況，制定壓漿作業(yè)計(jì)劃，確定混凝土板塊的施工順序，以保證壓漿工作結(jié)束后，能立即對(duì)壓漿板塊進(jìn)行封閉養(yǎng)護(hù)。

　　(3)壓漿前板塊的調(diào)查

　　城市道路的混凝土板塊因?yàn)殚L(zhǎng)期磨損，局部可能產(chǎn)生細(xì)小裂縫和裂紋，而這種細(xì)小裂縫和裂紋可能因壓漿作業(yè)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)一步擴(kuò)大甚至造成板塊斷裂，所以施工前要對(duì)需壓漿板塊進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，對(duì)于板塊有細(xì)小裂縫、裂紋的混凝土板塊不得采用壓漿作業(yè)。

　　(4)布孔

　　壓漿孔一般采用方式為5孔、4孔、2孔布置，對(duì)5×4m的混凝土板塊，采用5孔布置，即四角各1孔，中間1孔，四角孔布置為距板邊50cm為宜，如圖2;對(duì)于小于5×4m的混凝土板

　　圖2　　　　　　　　　　　　　圖3　　　　　　　　　　圖4

　　(單位：cm)

　　塊，采用4孔布置，即四角各1孔，四角孔布置為距板邊50cm為宜,如圖3;對(duì)于少數(shù)半板澆筑的混凝土板塊，采用2孔布置，壓漿孔沿長(zhǎng)邊對(duì)稱布置，孔距板邊50cm為宜，如圖4。

　　(5)鉆孔

　　采用鉆孔機(jī)鉆孔，為保證施工的連續(xù)性，鉆孔應(yīng)按確定的孔位提前進(jìn)行，孔深以超過(guò)原土層5cm為宜，單孔鉆孔作業(yè)一般5～10min。鉆孔作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)采用壓縮空氣或水將孔中的混凝土碎屑、雜物等清除干凈，形成空腔，以便于灰漿的初始分布。鉆孔工作中，應(yīng)詳細(xì)記錄混凝土板厚、基層土質(zhì)等原始資料。

　　(6)制備漿液

　　板下脫空灌漿材料，宜選擇流動(dòng)性高，具有一定微膨脹能力的水泥漿。主要技術(shù)性能應(yīng)達(dá)到如下要求：

　　1)具有自流淌密實(shí)性。

　　2)早期具有一定微膨脹性能，漿體14d水養(yǎng)護(hù)膨脹率大于0.02%。

　　3)凝結(jié)時(shí)間適中，初凝時(shí)間不早于2h，終凝時(shí)間不超過(guò)3.5h。

　　4)早強(qiáng)高，12h抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到3.5MPa。

　　根據(jù)近幾年的施工經(jīng)驗(yàn)，確定壓漿施工所用水泥漿的重量配合比為普通硅酸鹽水泥(32.5號(hào))：粉煤灰(Ⅱ級(jí))：水：膨脹劑=1：0.5：0.6： 0.005。

　　各種原材料經(jīng)檢驗(yàn)合格后，將水泥、粉煤灰和水按確定的比例放入砂漿攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌15s，然后加入膨脹劑，攪拌至漿液均勻。

　　粉煤灰的作用在于增加水泥漿體的和易性，以使?jié){體更好的深入土基孔隙，改善土基承載能力。

　　膨脹劑在于減小壓漿漿體凝固后的收縮，使?jié){體可以更好的對(duì)土基孔隙進(jìn)行填充。

　　(7)壓漿

　　將壓力泵噴口塞入鉆好的孔中，錨固于水泥板塊上。錨固牢靠后，啟動(dòng)壓力泵，同時(shí)打開砂漿攪拌機(jī)底部出料開關(guān)，開始連續(xù)地向泵內(nèi)輸送水泥漿。

　　壓漿過(guò)程中壓力的控制至關(guān)重要，壓力過(guò)大則漿體來(lái)不及向土基孔隙內(nèi)滲透，而直接將面板拱起，嚴(yán)重時(shí)可能造成板塊斷裂;壓力過(guò)小時(shí)則漿體無(wú)法深入滲透進(jìn)土基孔隙，從而無(wú)法明顯改善土基承載能力，可能造成混凝土板塊彎沉值不達(dá)標(biāo)。根據(jù)城市道路現(xiàn)狀的不同，我們采取不同的壓力值：板厚小于18cm時(shí)，壓力值控制為1.2MPa為宜;板厚小于30cm時(shí)，壓力值控制為1.5MPa為宜;板厚大于40cm時(shí)，壓力值控制為2MPa為宜。壓漿順序必須是對(duì)角同步施工，禁止在混凝土板一側(cè)壓漿完成再對(duì)另一側(cè)施壓。

　　(8)壓漿過(guò)程觀察

　　壓漿作業(yè)在混凝土板下進(jìn)行，所以不能直接看到土基是否已填充密實(shí)，但是可以從以下幾個(gè)方面分析判斷混凝土板下的壓漿效果。

　　1) 當(dāng)混凝土板縱、橫縫縫隙處有漿液冒出，或相鄰孔洞有漿液冒出，或混凝土板邊土層有漿液冒出時(shí)，此時(shí)漿液已無(wú)法對(duì)土基孔隙進(jìn)行更深的滲透，此時(shí)應(yīng)該停止壓漿作業(yè)。

　　2)混凝土板塊在壓力作用下，出現(xiàn)微小頂升現(xiàn)象，立即停止壓漿。如混凝土板頂升現(xiàn)象無(wú)法明顯觀察時(shí)，可觀察混凝土板邊裂隙，發(fā)現(xiàn)混凝土板邊出現(xiàn)細(xì)小裂隙或原有裂隙發(fā)生輕微變化時(shí)，應(yīng)立即停止壓漿。

　　3)當(dāng)壓力表指針異常跳動(dòng)或發(fā)電機(jī)聲音突然增大時(shí)，應(yīng)立即停止壓漿。

　　4)由于城市舊道路的板厚、土基狀況有所不同，所以壓漿量也不盡相同。但如在同一條道路上，板厚、土基承載力、混凝土板磨損情況并無(wú)太大差別，其單孔壓漿量應(yīng)大致相等，一般情況下單孔壓漿水泥用量為0.1～0.2t，壓漿時(shí)間為1～4min。。如果出現(xiàn)壓漿量明顯增大或時(shí)間相對(duì)超長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)該立即停止壓漿作業(yè)，并分析原因。觀察板塊附近是否有管道通過(guò)，并打開附近的檢查井進(jìn)行觀測(cè)。對(duì)于無(wú)法目測(cè)的管道，可采用硬質(zhì)管狀材料進(jìn)行貫通試驗(yàn)，如能貫通則漿體未堵塞管道;如不能貫通，則說(shuō)明漿體已堵塞管道，需馬上進(jìn)行疏通。

　　(9)養(yǎng)護(hù)、封堵

　　壓漿作業(yè)完成后，不得立即將噴口抽出，應(yīng)該讓噴口在靜止?fàn)顟B(tài)下保持0.5～1min，以使?jié){體在靜壓作用下，進(jìn)一步深入土基孔隙。噴口抽出后，將鉆孔時(shí)取出的混凝土芯樣放回孔中并塞緊，芯樣的高度不得高于原混凝土路面。

　　對(duì)混凝土板塊進(jìn)行壓漿施工后應(yīng)立即進(jìn)行封閉養(yǎng)護(hù)，因?yàn)樗�泥漿進(jìn)入土基孔隙后，在壓力作用下對(duì)孔隙壁造成了擠壓，以致擴(kuò)大了土基中孔隙大小，待漿體達(dá)到一定強(qiáng)度后，才能與土基牢固結(jié)合在一起，提高整體承載力。因此壓漿結(jié)束后3天內(nèi)禁止車輛通過(guò)壓漿區(qū)，待壓入漿體抗壓強(qiáng)度達(dá)到3MPa后，再用水泥漿堵孔，然后開放交通。

　　(10)效果復(fù)測(cè)

　　壓漿板塊養(yǎng)護(hù)3天后即可進(jìn)行彎沉檢測(cè)，對(duì)不合格的板塊應(yīng)重新進(jìn)行鉆孔壓漿。二次壓漿作業(yè)時(shí)，因板下脫空已進(jìn)行過(guò)一次處理，所以第二次壓漿作業(yè)的壓力值應(yīng)略大于第一次壓漿作業(yè)壓力值。如二次壓漿作業(yè)后的彎沉結(jié)果還不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則壓漿已無(wú)法對(duì)該處混凝土板塊的彎沉值進(jìn)行改善，則該處混凝土板塊必須進(jìn)行破除換板。

　　四、機(jī)具設(shè)備一覽表

　　表1：混凝土舊板壓力灌漿所需機(jī)具設(shè)備一覽表

　　五、質(zhì)量控制措施

　　1、 現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)認(rèn)真作好施工記錄，主要包括以下兩個(gè)方面：

　　1)詳細(xì)記錄每塊板的具體位置。

　　2)認(rèn)真填寫壓漿記錄，由技術(shù)人員對(duì)壓漿作業(yè)進(jìn)行全程監(jiān)控，壓漿材料的配合比必須準(zhǔn)確，并對(duì)每塊混凝土板壓漿作業(yè)時(shí)的板厚、壓力、初壓時(shí)間、終壓時(shí)間、壓漿量進(jìn)行詳細(xì)記錄。

　　2、試驗(yàn)檢測(cè)：

　　1)壓漿所用原材料必須經(jīng)過(guò)復(fù)檢合格后方可使用。

　　2)每個(gè)臺(tái)班制作二組砂漿試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，一組用作開放交通前檢驗(yàn)漿體抗壓強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)定要求，另一組試塊經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后作為抗壓強(qiáng)度評(píng)定的依據(jù)。

　　3)壓漿板塊經(jīng)養(yǎng)護(hù)3天后進(jìn)行彎沉檢測(cè)，對(duì)彎沉值超過(guò)30(0.01mm)的板塊應(yīng)重新鉆孔壓漿。

　　3、常見質(zhì)量問(wèn)題的分析及預(yù)防

　　(1)因混凝土板的快速頂升而形成錯(cuò)臺(tái)

　　壓漿作業(yè)應(yīng)該盡量避免對(duì)混凝土板塊的擾動(dòng)，一旦混凝土板被頂升形成錯(cuò)臺(tái)，不僅對(duì)后期瀝青混凝土施工不利，同時(shí)有可能使混凝土板因?yàn)轫斏�而產(chǎn)生新的脫空。這種質(zhì)量問(wèn)題主要發(fā)生在混凝土板厚較小的路段。壓漿漿液進(jìn)入混凝土板底，在壓力作用下向土基中進(jìn)行滲透，同時(shí)在反作用力的推動(dòng)下對(duì)混凝土板塊形成向上頂升的力量。當(dāng)混凝土板厚較小時(shí)，因混凝土板塊自重較小，極易形成快速頂升。

　　為了預(yù)防這種質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，主要采取以下措施：

　　1)鉆孔結(jié)束后，通過(guò)對(duì)孔洞和混凝土芯樣的丈量了解混凝土板厚，對(duì)板厚較小的混凝土板塊，采取相對(duì)較小的施工壓力。

　　2)對(duì)板厚較小的混凝土板塊，加大鉆孔深度，孔深以超過(guò)原土層10cm為宜。

　　3)注意觀測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土板塊有輕微頂升現(xiàn)象，立即停止灌漿。

　　(2)壓漿后導(dǎo)致混凝土板塊斷裂

　　混凝土板塊斷裂主要是因?yàn)閴簼{作業(yè)時(shí)壓漿順序不當(dāng)，混凝土板塊內(nèi)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力而斷裂，這種質(zhì)量問(wèn)題主要出現(xiàn)在磨損較嚴(yán)重的混凝土路段。

　　為了預(yù)防這種質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，主要采取以下措施：

　　1)壓漿前對(duì)待壓混凝土板進(jìn)行逐板調(diào)查，對(duì)板面有裂縫、裂紋的板塊不得進(jìn)行壓漿作業(yè)。

　　2)壓漿順序嚴(yán)格采用對(duì)角注漿順序施工，禁止一側(cè)壓漿完成再進(jìn)行另一側(cè)壓漿。

　　(3)壓漿漿液堵塞地下管道

　　城市道路施工中，地下管線情況復(fù)雜，壓漿漿液可能在壓力作用下進(jìn)入破損的地下管線，漿液凝固后則對(duì)地下管線造成堵塞。這種質(zhì)量問(wèn)題與混凝土板快速頂升相反，主要出現(xiàn)在混凝土板厚較大的路段。

　　為了預(yù)防這種質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)，主要采取以下措施：

　　1)對(duì)同一路段，根據(jù)平時(shí)的施工經(jīng)驗(yàn)，確定單孔的壓漿量，一般用量為單孔壓漿水泥用量0.1～0.2t。當(dāng)水泥用量明顯超出正常范圍時(shí)，應(yīng)立即停止壓漿作業(yè)。

　　2)對(duì)待壓板塊附近10～15m范圍內(nèi)的地下管線進(jìn)行摸底、檢查，看是否有漿液滲漏的現(xiàn)象。

　　3)對(duì)已經(jīng)發(fā)生滲漏的地下管道，必須在漿液初凝前用水進(jìn)行清洗，將漿液沖至檢查井，再?gòu)臋z查井中清除干凈。

　　六、安全及環(huán)保措施

　　1、壓漿結(jié)束在抽出壓力泵噴口時(shí)，除操作人員外，其他人員應(yīng)遠(yuǎn)離噴口處，以避免在壓力作用下噴漿傷人，操作人員應(yīng)有相應(yīng)的防護(hù)用品。

　　2、當(dāng)壓漿作業(yè)完成后，應(yīng)立即對(duì)砼路面進(jìn)行清洗。壓漿后殘留在路面的漿液要及時(shí)清掃并用水沖刷干凈，避免漿液流入路面縫隙，防止污染路面。

　　3、在鉆孔和壓漿作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，應(yīng)盡量避免在夜間施工，不得擾民。

　　七、應(yīng)用實(shí)例

　　自2006年宜昌市開始進(jìn)行大規(guī)模的城市舊路改造以來(lái)，我公司承建了夷陵大道、城區(qū)六條路、西陵后路等諸多綜合改造工程，將混凝土壓漿工藝引進(jìn)到對(duì)舊板病害處治過(guò)程中。經(jīng)過(guò)三年來(lái)的施工實(shí)踐，對(duì)混凝土壓力灌漿的施工特點(diǎn)、工藝流程、工藝控制要點(diǎn)等進(jìn)行了大量的總結(jié)分析，并形成了一套行之有效的施工方法和質(zhì)量控制措施，使建成后的道路質(zhì)量達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，夷陵大道改造工程還獲得了國(guó)家市政示范工程金獎(jiǎng)。