混凝土舊板壓漿在城市舊路改造中的運用

　　譚長林

　　【摘　要】隨著近年來城市道路改造施工，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施。如采用破除后攤鋪水泥穩(wěn)定層基層，勢必增加工程造價，工期相對較長且對城市交通影響較大。對于路面板塊相對較為完整的路面采用板底壓漿處治的方式運營而生。此法既能節(jié)約造價又能縮短工期，且能減少建筑垃圾堆放。

　　【關(guān)鍵詞】砼舊板 壓漿 工藝

　　針對混凝土舊板處治方法來說，壓力灌漿與傳統(tǒng)的舊板破除方式相比，從成本控制角度來看人力、物力、財力均得到了很大的節(jié)約;從進度控制角度來看，由于縮短了舊板處治的時間，使下道工序開工時間提前，為工程如期完成提供了有力保證。經(jīng)分析總結(jié)，結(jié)合近幾年實際施工經(jīng)驗，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比較完整，單點彎沉值大于20(0.01mm)小于40(0.01mm)的板塊處治。對于基礎(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

　　壓漿就是通過人為加壓，使水泥漿液在土基中通過滲透充填，將混凝土板下脫空層填充密實。隨著壓漿的進行，水泥漿液進入原土基孔隙，并在壓力作用下，對原孔隙壁形成擠壓進一步提高了土基的密實度。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

　　1、工藝流程圖如圖1

　　2、施工操作要點

　　(1)施工準備

　　根據(jù)開工前對所有混凝土板塊所進行的彎沉檢測報告，按照規(guī)范及設(shè)計要求，對彎沉值超出規(guī)范及設(shè)計要求的板塊進行標記，確定需進行壓漿作業(yè)的混凝土板塊，避免壓漿作業(yè)中產(chǎn)生錯壓、漏壓。

　　(2)制定壓漿作業(yè)計劃

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

　　(3)壓漿前板塊的調(diào)查

　　城市道路的混凝土板塊因為長期磨損，局部可能產(chǎn)生細小裂縫和裂紋，而這種細小裂縫和裂紋可能因壓漿作業(yè)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力而進一步擴大甚至造成板塊斷裂，所以施工前要對需壓漿板塊進行詳細調(diào)查，對于板塊有細小裂縫、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，壓漿孔沿長邊對稱布置，孔距板邊50cm為宜，如圖4。

　　(5)鉆孔

　　采用鉆孔機鉆孔，為保證施工的連續(xù)性，鉆孔應(yīng)按確定的孔位提前進行，孔深以超過原土層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)達到如下要求：

　　1)具有自流淌密實性。

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

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

　　4)早強高，12h抗壓強度應(yīng)達到3.5MPa。

　　根據(jù)近幾年的施工經(jīng)驗，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)：粉煤灰(Ⅱ級)：水：膨脹劑=1：0.5：0.6： 0.005。

　　各種原材料經(jīng)檢驗合格后，將水泥、粉煤灰和水按確定的比例放入砂漿攪拌機內(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){體可以更好的對土基孔隙進行填充。

　　(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，啟動壓力泵，同時打開砂漿攪拌機底部出料開關(guān)，開始連續(xù)地向泵內(nèi)輸送水泥漿。

　　壓漿過程中壓力的控制至關(guān)重要，壓力過大則漿體來不及向土基孔隙內(nèi)滲透，而直接將面板拱起，嚴重時可能造成板塊斷裂;壓力過小時則漿體無法深入滲透進土基孔隙，從而無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標。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，壓力值控制為1.2MPa為宜;板厚小于30cm時，壓力值控制為1.5MPa為宜;板厚大于40cm時，壓力值控制為2MPa為宜。壓漿順序必須是對角同步施工，禁止在混凝土板一側(cè)壓漿完成再對另一側(cè)施壓。

　　(8)壓漿過程觀察

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

　　1) 當混凝土板縱、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，此時漿液已無法對土基孔隙進行更深的滲透，此時應(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)象無法明顯觀察時，可觀察混凝土板邊裂隙，發(fā)現(xiàn)混凝土板邊出現(xiàn)細小裂隙或原有裂隙發(fā)生輕微變化時，應(yīng)立即停止壓漿。

　　3)當壓力表指針異常跳動或發(fā)電機聲音突然增大時，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，壓漿時間為1～4min。。如果出現(xiàn)壓漿量明顯增大或時間相對超長時，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，并打開附近的檢查井進行觀測。對于無法目測的管道，可采用硬質(zhì)管狀材料進行貫通試驗，如能貫通則漿體未堵塞管道;如不能貫通，則說明漿體已堵塞管道，需馬上進行疏通。

　　(9)養(yǎng)護、封堵

　　壓漿作業(yè)完成后，不得立即將噴口抽出，應(yīng)該讓噴口在靜止狀態(tài)下保持0.5～1min，以使?jié){體在靜壓作用下，進一步深入土基孔隙。噴口抽出后，將鉆孔時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。

　　對混凝土板塊進行壓漿施工后應(yīng)立即進行封閉養(yǎng)護，因為水泥漿進入土基孔隙后，在壓力作用下對孔隙壁造成了擠壓，以致擴大了土基中孔隙大小，待漿體達到一定強度后，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)禁止車輛通過壓漿區(qū)，待壓入漿體抗壓強度達到3MPa后，再用水泥漿堵孔，然后開放交通。

　　(10)效果復(fù)測

　　壓漿板塊養(yǎng)護3天后即可進行彎沉檢測，對不合格的板塊應(yīng)重新進行鉆孔壓漿。二次壓漿作業(yè)時，因板下脫空已進行過一次處理，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)果還不能達到設(shè)計要求，則壓漿已無法對該處混凝土板塊的彎沉值進行改善，則該處混凝土板塊必須進行破除換板。

　　四、機具設(shè)備一覽表

　　表1：混凝土舊板壓力灌漿所需機具設(shè)備一覽表

　　五、質(zhì)量控制措施

　　1、 現(xiàn)場人員應(yīng)認真作好施工記錄，主要包括以下兩個方面：

　　1)詳細記錄每塊板的具體位置。

　　2)認真填寫壓漿記錄，由技術(shù)人員對壓漿作業(yè)進行全程監(jiān)控，壓漿材料的配合比必須準確，并對每塊混凝土板壓漿作業(yè)時的板厚、壓力、初壓時間、終壓時間、壓漿量進行詳細記錄。

　　2、試驗檢測：

　　1)壓漿所用原材料必須經(jīng)過復(fù)檢合格后方可使用。

　　2)每個臺班制作二組砂漿試塊進行抗壓強度試驗，一組用作開放交通前檢驗漿體抗壓強度是否達到規(guī)定要求，另一組試塊經(jīng)標準養(yǎng)護后作為抗壓強度評定的依據(jù)。

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

　　3、常見質(zhì)量問題的分析及預(yù)防

　　(1)因混凝土板的快速頂升而形成錯臺

　　壓漿作業(yè)應(yīng)該盡量避免對混凝土板塊的擾動，一旦混凝土板被頂升形成錯臺，不僅對后期瀝青混凝土施工不利，同時有可能使混凝土板因為頂升而產(chǎn)生新的脫空。這種質(zhì)量問題主要發(fā)生在混凝土板厚較小的路段。壓漿漿液進入混凝土板底，在壓力作用下向土基中進行滲透，同時在反作用力的推動下對混凝土板塊形成向上頂升的力量。當混凝土板厚較小時，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)量問題的出現(xiàn)，主要采取以下措施：

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

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

　　3)注意觀測，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為壓漿作業(yè)時壓漿順序不當，混凝土板塊內(nèi)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力而斷裂，這種質(zhì)量問題主要出現(xiàn)在磨損較嚴重的混凝土路段。

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

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

　　2)壓漿順序嚴格采用對角注漿順序施工，禁止一側(cè)壓漿完成再進行另一側(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入破損的地下管線，漿液凝固后則對地下管線造成堵塞。這種質(zhì)量問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)量問題的出現(xiàn)，主要采取以下措施：

　　1)對同一路段，根據(jù)平時的施工經(jīng)驗，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。當水泥用量明顯超出正常范圍時，應(yīng)立即停止壓漿作業(yè)。

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

　　3)對已經(jīng)發(fā)生滲漏的地下管道，必須在漿液初凝前用水進行清洗，將漿液沖至檢查井，再從檢查井中清除干凈。

　　六、安全及環(huán)保措施

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

　　2、當壓漿作業(yè)完成后，應(yīng)立即對砼路面進行清洗。壓漿后殘留在路面的漿液要及時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)時會產(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)用實例

　　自2006年宜昌市開始進行大規(guī)模的城市舊路改造以來，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到對舊板病害處治過程中。經(jīng)過三年來的施工實踐，對混凝土壓力灌漿的施工特點、工藝流程、工藝控制要點等進行了大量的總結(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)量達到了國家規(guī)定的優(yōu)良標準，夷陵大道改造工程還獲得了國家市政示范工程金獎。