高速公路混凝土路面板底脱空化学灌浆治理方法.pdf

5 2 探矿工程( 岩土钻掘工程) 2 0 0 7年第 1 0期 高速公路混凝土路面板底脱空化学灌浆治理方法 赵 利铭 ( 广西壮 族 自治区桂林水 文工程地质勘察 院， 广 西 桂 林 5 4 1 0 0 2 ) 摘要： 结合工 实例阐述了高速公路混凝土路面板底脱空成因， 介绍了板底脱空的判定方法和化学灌浆治理施 工工 艺 关键词 ： 高速公路 ； 混凝上路 面； 板底脱空 ； 化学灌浆 中图分类号 ： U 4 1 8 6 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 2 7 4 2 8 ( 2 0 0 7 ) 1 0 0 0 5 2 0 3 Tr e a t me nt M e t h od f or Vo i d Unde r n e at h Conc r e t e Pav e me nt o f Ex pr e s s wa y wi t h Che m i c al Gr o ut i ng ZHAO L i rui n g ( G u a n g x i G u i l i n H y d r o g e o l o g y a n d E n g i n e e r i n g E x p l o r a t i o n I n s t i t u t e ， G u i l i n G u a n g x i 5 4 1 0 0 2 ， C h i n a ) Abs t r ac t：Th e c a u s e s o f、 o l d u nd e r n e a t h c o n c r e t e p a v e me n t o f e x p r e s s wa y we r e i l l u s t r a t e d b y fie l d c a s e s a n d d e t e r mi na t i o n me t h o d s f 0 r t h e v o i d we r e i n t r o du c e d t h t r e a t me n t t e c h n o l o g y of c h e mi c a l g r o u t i n g Ke y wor d s：e x p r e s s wa y；c o nc r e t e p a v e me n t ；v o i d u nd e r ne a t h p a v e me n t ；c h e mi c a l g r o u t i n g 1 概述 桂海高速公路 足广 西第一条高速公路 ， 为全封 闭 、 全立交的四车道高速公路 ， 计算行车速度为 1 0 0 1 2 0 k m h ， 全 长6 5 2 k m， 除局部地段有沥青路面 外 ， 大部分为混凝土路面 ， 其路面结构有 2 4 C l n 混凝 土 面层 ， 1 8 c I n的二灰砂砾 基层 和 1 8 C l l l 级配碎石 基层 ( 见图 1 ) ， 通 车营运时 间最长 l 2年， 最短 1 0 年， 、 V V V VV V V V V V w w w w V V V V V V V V VV V V V V V V V V 图 1路 面结 构 不 惹 图 据我们近几年在高速公路沿线调查及板底灌浆 施工经验 ， 由于设计 、 施 、 车辆荷载及外界 自然条 件反复变化作用等因素 的影响 ， 发现水 泥混凝土路 面通车营运 5年左右就开始 出现板底脱空 、 路面下 沉的地质病害， 产生不均匀受力 ， 造成混凝土面板断 板， 甚至发展为破碎 ， 极大地缩短了混凝土面板的使 用寿命 。而混凝土路面板底灌浆是治理混凝土板底 脱空 、 防止路面下沉病害的有效方法。水泥混凝 土 板底脱空灌浆是采用压力泵施加一定的压力将化学 水泥浆液通过压浆管均匀注入板底 、 板底下基( 垫) 层空隙中， 以填充、 渗透 、 挤密等方式 ， 挤 出板底 、 板 底下基( 垫) 层空隙 中的积水 、 空气后 占据其位 置， 经过一定的凝结时间后 ， 浆液将原来板底空隙及板 底下基 ( 垫 ) 层空 隙胶结 为一个整体 ， 形成 良好 的 “ 结核体” ， 消除混凝土板体与基层 的空隙性 ， 改善 混凝土板均匀受力状态 ， 延长混凝土板面的使用寿 命。 2混凝 土路面 板底脱 空 的原 因 2 1 路基未压实 路基挖、 填方 ， 桥台 、 涵 台和挡土墙填土等 ， 施工 中压实度差， 引起路基下沉致使混凝土板底脱空。 2 2 基层遭雨水渗入冲刷 混凝土板接缝或混凝土板断裂后 ， 雨水沿裂缝 渗入基层 ， 在板底形成积水。车辆荷载的反复震动 作用 ， 积水对基层不断冲刷浸泡 ， 使基层材料中的软 质料软化形成泥浆 ， 至沿板面接缝 、 断板裂缝或板面 与沥青路肩接缝处等溢出后 ， 在板底与基层间形成 空隙， 造成板底脱空。 2 3 路基 、 基层压缩 高填土路段 ， 填土压实度差 ， 在 自重压力下 ， 产 生填土下沉压缩量； 基层直接承受板底传递的压力 ， 而碎石基层 、 二灰砂砾基层 回弹模量较小， 碎石基层 回弹模量为 2 0 0 2 5 0 MP a ， 二灰砂砾基层为 1 3 0 0 1 7 0 0 MP a ， 比混凝土板面层 回弹模量 ( 3 1 0 0 0 MP a ) 小得多。在车辆荷载反复震动作用下 ， 基层也产生 塑性型的压缩 ， 形成空隙。 收稿 日期 ： 2 0 0 70 51 7 作者简介 ： 赵利铭( 1 9 5 4一) ， 男( 札族 ) ， 广两天等人 ， 广 西壮族 自治区桂林 水文工程地质勘察院工程师 ， 水文地质工程地质专 业， 从 事岩土工 程勘察 j 施工技术管 r 作 ， 广 两桂林 市铁西一 里8弓 ， w a n g w a n g l i 7 3 2 1 6 3 c o rn。 维普资讯 http:/ 2 0 0 7年第 l 0期 探矿工程 ( 岩土钻掘工程 ) 5 3 3 板底脱空病害的测定方法 3 1 目测 法 目测法主要依据 3种现象判定 ： ( 1 ) 板块 接缝 处、 板面断板裂缝或板面与沥青路肩纵横处存在严 重积泥； ( 2 ) 板块错 台量 较大 ， 一般 错 台量大 于 5 mm； ( 3 ) 当载重车辆通过 时， 明显感觉到两块 板间 有较大的相对垂直位移并伴有一定的空洞声。 3 2 弯沉仪测定法 弯沉仪测定法是测试板角弯沉 ， 当超过某一极 限值时 ， 即认为存 在 脱空。根 据交 通部 行业 标准 公路水泥混凝土路面养护技术规范 ( J Y J 0 7 3 1 2 0 0 1 ) 规定 ， 凡弯沉值 0 2 m m的 ， 应确定为板底脱 空 。 弯沉仪测定 的步骤要点 ： ( 1 ) 选择加载车和仪表。采用 B Z Z一1 0 0重型 标准汽车 ， 后轴重 1 0 t 。采用 5 4 i n长杆贝克曼梁 及百分数表。 ( 2 ) 选定 测点。路 面每 幅每条横 缝测 4个 点 位 ， 测点在接缝两侧的 4个角点上。 ( 3 ) 选定车辆位置 和弯沉感应支点位置 。角点 处车轮着地矩形边缘离中缝及横 向接缝的距离应大 于 1 0 o m； 贝克曼梁 的变化感应 支点应尽量接 近角 部 ， 但不一定要紧靠 车轮， 也不必将感应支点落在两 车轮之间的间隙处 。 ( 4 ) 读数判定。汽 车以 5 k m h的速度驶离测 点至少 5 i n以上， 并且相隔至少一条缝 ， 当百分读数 稳定时方进行读数 。凡弯沉值 0 2 mm应判定为 板底脱空 。 4 混凝土路面板底化学灌浆施工方法 4 1 主要机械设备 重型标准汽车 、 贝克曼梁检测设备 、 H G一2 0型 轻便混凝土钻机 、 D Y一 5 0型岩心钻机 、 2 5 0型搅 拌 机 、 B W 一1 5 0型灌浆机 、 发电机组 、 水泵 、 高压水枪 、 全站仪等。 4 2 主要材料及其性能 4 2 1 水泥 按 公路水泥混凝土路面施工技术规 范( J T J F 3 0 2 0 0 3 ) 第 3 1 款 ( 特重 、 重交通 ) 执行 ， 施工 中采 用 3 2 5以上的普通硅酸盐水泥。 4 2 2 水 按 公路水泥混凝土路 面施工技术规范 ( J T J F 3 02 0 0 3 ) 第 3 5款执行 ， 不能用海水作为拌合水 。 4 2 3 外加剂 K Dl 早强高效减水剂 ； A E A混凝土膨胀剂。 外加剂的主要功能是增加水泥浆液 的流动性 ， 提高结石率 ， 减少泌水率和干缩率及早强作用。 4 2 4 水泥化学浆液配合比设计 试验水泥浆液配合比( 质量比) 为 ： 水：水 泥： 膨胀剂：早强剂 =0 4 2 ：l ：0 0 0 8 ：0 0 0 8 。水泥 浆液 的主要技术指标见表 l 。 表 l 水泥 浆液的主要指标一览表 减水率 泌水率比 里塑壁 收 缩率比 l d 3 d 7 d 2 8 d 1 0 9 5 1 3 0 1 2 0 l 1 5 l 1 0 1 3 5 注： 抗压强度比( 泌水率比、 收缩率比) 系指加外加剂后强度( 泌水 率 、 收缩 率) 与不加外加剂之 比。 为了尽快开放交通 ， 减少施工对通行 的影响 ， 灌 入 的水泥浆液在 2 4 h后强度达到 5 MP a以上 。 4 3 施工顺序及工艺 4 3 1 施工工艺流程 ( 见图 2 ) 采川 贝克曼梁榆测弯沉确定脱空板块标 布 设灌浆孔 申#l-Dilj , 7,f,i-DiikU 冲洗 叫排废水、废浆 H搅拌捌浆 I 一 审 圆 应 图 2施工工艺流程图 4 3 2 脱空板块布设灌浆孔 采用全站仪或钢尺布设并标识 ， 一般采用梅花 形布置( 见图 3 ) 。 图 3 板块布孔图 维普资讯 http:/ 5 4 探矿工程 ( 岩土钻掘工程 ) 2 0 0 7年第 1 0期 4 3 3 灌浆孔钻孔 钻孔采用 Z 3 ZC F一1 3 2型钻 机 ， 孔径 为 4 0 n l m， 钻孔深度为 7 0 c m， 要保证钻孔孔身垂直度 ， 孔 内的残渣要清理于净 。 4 3 4 搅拌配制浆液 严格按试验配合 比配制化学 浆液。配 制流程 为 ： 放人定量水泥一搅拌放人定量水一搅拌直到均 匀加入定量外加剂。 外加剂和水的剂量 ， 直接影响灌浆质量 ， 具体影 响情况见表 2 。 表 2 外加剂和水的剂量影响灌浆质量情况表 用 情况 浆液存在 问题 影响情况 4 3 5 封堵同板块灌浆孔 口 采用木塞把 同一块混凝土板 内其余灌浆孔口塞 紧， 防止灌浆 时浆液从其 他孔 口冒出， 影 响灌浆质 量。 4 3 6 灌浆 为确保灌浆质量 ， 灌浆孔 内采用单管单液循环 或单管双液循环灌注法， 且先周边后 中问的顺序灌 注 ； 混凝土板块采用跳跃 问隔式 的顺序。当灌浆管 头放人灌浆孔时， 灌浆管与孔壁间一定要十分紧密， 不能有空隙， 必要时应在灌浆头外套一橡胶套， 以确 保二者之间的紧密， 使浆液无法外溢。 4 3 7 灌浆机压力 启动灌浆机灌浆时， 压力应缓慢逐步增大， 不能 急剧增加压力 ， 以免造成混凝 土板断块。灌浆压力 一 般控制在 0 2 00 3 0 MP a 之问， 具体压力增减要 根据现场地质情况调节 。 当灌浆压力稳定在一定值及一定时问浆液无法 渗入 ， 或周边的接缝开始出现 冒浆时 ， 即可结束该孔 的灌浆， 拔出灌浆管 ， 用木塞封堵好该孑 L 口， 进行 下 一 孔的灌浆 。 S ! = 4 3 8养 护 用高强度的水泥把灌浆孔 口填满 ， 清净路面水 泥浆， 养护不少于 2 4 h 。 4 3 9 复灌 混凝 土板块若检测项 目全部合格可开放交通 ， 否则需对该板块进行复灌。复灌孔距离原孔位小于 1 0 0 c i n 。其余步骤 同新灌浆 ， 养护 2 4 h ， 重新检测合 格后开放交通。 5灌浆检测项 目评定标准 混凝土路面板底灌浆按表 3的项 目、 频率 、 方法 进行检测 ， 并按允许值标准评定灌浆质量。 表 3 灌浆检 测项 目评定标准表 注 ： l 9号按 1 0 0 0 m 的分项分 别抽 检 2处 ， l O号按 1 0 0 0 I ll 的 分项 分别抽检 l处。 6结语 水泥混凝土路面板底脱空灌浆处理 ， 是一项水 泥混凝土路面预防性养护创新的重要技术。通过板 底灌浆， 加 固了二灰基层和级配碎石基层 ， 填充板底 空隙， 提高了基层抗 冲刷能力 ， 减少唧泥的发生 ， 降 低板底脱空及断板率 ， 延长混凝土板使用寿命。 参考文献 ： 1 李华 ， 缪 昌文， 金 志强 水泥混凝 土路面 修补技术 M 北京 ： 人 民交通出版社 ， 1 9 9 8 2 蒋硕忠 ， 邓敬森 中国化学灌浆 的现状与未来 M 武汉 ： 长江 出版社 ， 2 0 0 5 全 国深部找矿工作研讨会闭幕 中国地质调查局网站消息2 0 0 7年 9月 2 8日， 全国深部找矿工 作研讨会在安徽合肥胜利闭幕， 国土资源部副部长、 中国地质调查局 局长、 全国危机矿【 J I 办公室主任汪民、 安徽省副省长田唯谦出席闭幕 式 。这次会议共有 l l 俺院 上和 专家作 r主题 报告 ， l l 4俯 专家分 4 个 主题做 了学 术交流。 家们 嗣绕我 国深部找矿 战略 、 深部矿床 成 矿与找矿理论、 深部矿产资源勘查方法与技术、 深部矿产资源勘查典 型实例等4 个方面进行了讨论， 展示了深部找矿的成果， 研讨总结了 寻找深部矿的有效方法及其组合 ， 交流了找矿工作 部署 、 勘杏 技术手 段应用 、 典型找矿案例等 内容。此 次会议是促 进我 国深部找 矿的动 员大会 ， 标志着我国深部找 矿工作进入了一个新 的阶段 。 维普资讯 http:/