混凝土旧板压浆在城市旧路改造中的运用

　　混凝土旧板压浆在城市旧路改造中的运用

　　谭长林

　　【摘　要】随着近年来城市道路改造施工，在原有旧路面大多为混凝土路面的基础上多采用白加黑的方式实施。如采用破除后摊铺水泥稳定层基层，势必增加工程造价，工期相对较长且对城市交通影响较大。对于路面板块相对较为完整的路面采用板底压浆处治的方式运营而生。此法既能节约造价又能缩短工期，且能减少建筑垃圾堆放。

　　【关键词】砼旧板 压浆 工艺

　　针对混凝土旧板处治方法来说，压力灌浆与传统的旧板破除方式相比，从成本控制角度来看人力、物力、财力均得到了很大的节约;从进度控制角度来看，由于缩短了旧板处治的时间，使下道工序开工时间提前，为工程如期完成提供了有力保证。经分析总结，结合近几年实际施工经验，摸索出一套行之有效的施工工艺。

　　一、适用范围

　　该法适用于旧混凝土板块相对比较完整，单点弯沉值大于20(0.01mm)小于40(0.01mm)的板块处治。对于基础为纯粘性土的砼旧板采用此法效果较差，甚至会加大原有砼旧板的弯沉值。

　　二、工艺原理

　　压浆就是通过人为加压，使水泥浆液在土基中通过渗透充填，将混凝土板下脱空层填充密实。随着压浆的进行，水泥浆液进入原土基孔隙，并在压力作用下，对原孔隙壁形成挤压进一步提高了土基的密实度。而水泥浆液凝固后改变了土体结构，形成了复合地基，强度得到明显提高，提高了土基的承载力，增加了土基稳定性，混凝土板块脱空现象得到根本处理。

　　三、工艺流程及操作要点

　　1、工艺流程图如图1

　　2、施工操作要点

　　(1)施工准备

　　根据开工前对所有混凝土板块所进行的弯沉检测报告，按照规范及设计要求，对弯沉值超出规范及设计要求的板块进行标记，确定需进行压浆作业的混凝土板块，避免压浆作业中产生错压、漏压。

　　(2)制定压浆作业计划

　　压浆板块确定后，应根据施工现场封闭情况，制定压浆作业计划，确定混凝土板块的施工顺序，以保证压浆工作结束后，能立即对压浆板块进行封闭养护。

　　(3)压浆前板块的调查

　　城市道路的混凝土板块因为长期磨损，局部可能产生细小裂缝和裂纹，而这种细小裂缝和裂纹可能因压浆作业产生的内应力而进一步扩大甚至造成板块断裂，所以施工前要对需压浆板块进行详细调查，对于板块有细小裂缝、裂纹的混凝土板块不得采用压浆作业。

　　(4)布孔

　　压浆孔一般采用方式为5孔、4孔、2孔布置，对5×4m的混凝土板块，采用5孔布置，即四角各1孔，中间1孔，四角孔布置为距板边50cm为宜，如图2;对于小于5×4m的混凝土板

　　图2　　　　　　　　　　　　　图3　　　　　　　　　　图4

　　(单位：cm)

　　块，采用4孔布置，即四角各1孔，四角孔布置为距板边50cm为宜,如图3;对于少数半板浇筑的混凝土板块，采用2孔布置，压浆孔沿长边对称布置，孔距板边50cm为宜，如图4。

　　(5)钻孔

　　采用钻孔机钻孔，为保证施工的连续性，钻孔应按确定的孔位提前进行，孔深以超过原土层5cm为宜，单孔钻孔作业一般5～10min。钻孔作业结束后，应采用压缩空气或水将孔中的混凝土碎屑、杂物等清除干净，形成空腔，以便于灰浆的初始分布。钻孔工作中，应详细记录混凝土板厚、基层土质等原始资料。

　　(6)制备浆液

　　板下脱空灌浆材料，宜选择流动性高，具有一定微膨胀能力的水泥浆。主要技术性能应达到如下要求：

　　1)具有自流淌密实性。

　　2)早期具有一定微膨胀性能，浆体14d水养护膨胀率大于0.02%。

　　3)凝结时间适中，初凝时间不早于2h，终凝时间不超过3.5h。

　　4)早强高，12h抗压强度应达到3.5MPa。

　　根据近几年的施工经验，确定压浆施工所用水泥浆的重量配合比为普通硅酸盐水泥(32.5号)：粉煤灰(Ⅱ级)：水：膨胀剂=1：0.5：0.6： 0.005。

　　各种原材料经检验合格后，将水泥、粉煤灰和水按确定的比例放入砂浆搅拌机内，搅拌15s，然后加入膨胀剂，搅拌至浆液均匀。

　　粉煤灰的作用在于增加水泥浆体的和易性，以使浆体更好的深入土基孔隙，改善土基承载能力。

　　膨胀剂在于减小压浆浆体凝固后的收缩，使浆体可以更好的对土基孔隙进行填充。

　　(7)压浆

　　将压力泵喷口塞入钻好的孔中，锚固于水泥板块上。锚固牢靠后，启动压力泵，同时打开砂浆搅拌机底部出料开关，开始连续地向泵内输送水泥浆。

　　压浆过程中压力的控制至关重要，压力过大则浆体来不及向土基孔隙内渗透，而直接将面板拱起，严重时可能造成板块断裂;压力过小时则浆体无法深入渗透进土基孔隙，从而无法明显改善土基承载能力，可能造成混凝土板块弯沉值不达标。根据城市道路现状的不同，我们采取不同的压力值：板厚小于18cm时，压力值控制为1.2MPa为宜;板厚小于30cm时，压力值控制为1.5MPa为宜;板厚大于40cm时，压力值控制为2MPa为宜。压浆顺序必须是对角同步施工，禁止在混凝土板一侧压浆完成再对另一侧施压。

　　(8)压浆过程观察

　　压浆作业在混凝土板下进行，所以不能直接看到土基是否已填充密实，但是可以从以下几个方面分析判断混凝土板下的压浆效果。

　　1) 当混凝土板纵、横缝缝隙处有浆液冒出，或相邻孔洞有浆液冒出，或混凝土板边土层有浆液冒出时，此时浆液已无法对土基孔隙进行更深的渗透，此时应该停止压浆作业。

　　2)混凝土板块在压力作用下，出现微小顶升现象，立即停止压浆。如混凝土板顶升现象无法明显观察时，可观察混凝土板边裂隙，发现混凝土板边出现细小裂隙或原有裂隙发生轻微变化时，应立即停止压浆。

　　3)当压力表指针异常跳动或发电机声音突然增大时，应立即停止压浆。

　　4)由于城市旧道路的板厚、土基状况有所不同，所以压浆量也不尽相同。但如在同一条道路上，板厚、土基承载力、混凝土板磨损情况并无太大差别，其单孔压浆量应大致相等，一般情况下单孔压浆水泥用量为0.1～0.2t，压浆时间为1～4min。。如果出现压浆量明显增大或时间相对超长时，应该立即停止压浆作业，并分析原因。观察板块附近是否有管道通过，并打开附近的检查井进行观测。对于无法目测的管道，可采用硬质管状材料进行贯通试验，如能贯通则浆体未堵塞管道;如不能贯通，则说明浆体已堵塞管道，需马上进行疏通。

　　(9)养护、封堵

　　压浆作业完成后，不得立即将喷口抽出，应该让喷口在静止状态下保持0.5～1min，以使浆体在静压作用下，进一步深入土基孔隙。喷口抽出后，将钻孔时取出的混凝土芯样放回孔中并塞紧，芯样的高度不得高于原混凝土路面。

　　对混凝土板块进行压浆施工后应立即进行封闭养护，因为水泥浆进入土基孔隙后，在压力作用下对孔隙壁造成了挤压，以致扩大了土基中孔隙大小，待浆体达到一定强度后，才能与土基牢固结合在一起，提高整体承载力。因此压浆结束后3天内禁止车辆通过压浆区，待压入浆体抗压强度达到3MPa后，再用水泥浆堵孔，然后开放交通。

　　(10)效果复测

　　压浆板块养护3天后即可进行弯沉检测，对不合格的板块应重新进行钻孔压浆。二次压浆作业时，因板下脱空已进行过一次处理，所以第二次压浆作业的压力值应略大于第一次压浆作业压力值。如二次压浆作业后的弯沉结果还不能达到设计要求，则压浆已无法对该处混凝土板块的弯沉值进行改善，则该处混凝土板块必须进行破除换板。

　　四、机具设备一览表

　　表1：混凝土旧板压力灌浆所需机具设备一览表

　　五、质量控制措施

　　1、 现场人员应认真作好施工记录，主要包括以下两个方面：

　　1)详细记录每块板的具体位置。

　　2)认真填写压浆记录，由技术人员对压浆作业进行全程监控，压浆材料的配合比必须准确，并对每块混凝土板压浆作业时的板厚、压力、初压时间、终压时间、压浆量进行详细记录。

　　2、试验检测：

　　1)压浆所用原材料必须经过复检合格后方可使用。

　　2)每个台班制作二组砂浆试块进行抗压强度试验，一组用作开放交通前检验浆体抗压强度是否达到规定要求，另一组试块经标准养护后作为抗压强度评定的依据。

　　3)压浆板块经养护3天后进行弯沉检测，对弯沉值超过30(0.01mm)的板块应重新钻孔压浆。

　　3、常见质量问题的分析及预防

　　(1)因混凝土板的快速顶升而形成错台

　　压浆作业应该尽量避免对混凝土板块的扰动，一旦混凝土板被顶升形成错台，不仅对后期沥青混凝土施工不利，同时有可能使混凝土板因为顶升而产生新的脱空。这种质量问题主要发生在混凝土板厚较小的路段。压浆浆液进入混凝土板底，在压力作用下向土基中进行渗透，同时在反作用力的推动下对混凝土板块形成向上顶升的力量。当混凝土板厚较小时，因混凝土板块自重较小，极易形成快速顶升。

　　为了预防这种质量问题的出现，主要采取以下措施：

　　1)钻孔结束后，通过对孔洞和混凝土芯样的丈量了解混凝土板厚，对板厚较小的混凝土板块，采取相对较小的施工压力。

　　2)对板厚较小的混凝土板块，加大钻孔深度，孔深以超过原土层10cm为宜。

　　3)注意观测，一旦发现混凝土板块有轻微顶升现象，立即停止灌浆。

　　(2)压浆后导致混凝土板块断裂

　　混凝土板块断裂主要是因为压浆作业时压浆顺序不当，混凝土板块内产生较大内应力而断裂，这种质量问题主要出现在磨损较严重的混凝土路段。

　　为了预防这种质量问题的出现，主要采取以下措施：

　　1)压浆前对待压混凝土板进行逐板调查，对板面有裂缝、裂纹的板块不得进行压浆作业。

　　2)压浆顺序严格采用对角注浆顺序施工，禁止一侧压浆完成再进行另一侧压浆。

　　(3)压浆浆液堵塞地下管道

　　城市道路施工中，地下管线情况复杂，压浆浆液可能在压力作用下进入破损的地下管线，浆液凝固后则对地下管线造成堵塞。这种质量问题与混凝土板快速顶升相反，主要出现在混凝土板厚较大的路段。

　　为了预防这种质量问题的出现，主要采取以下措施：

　　1)对同一路段，根据平时的施工经验，确定单孔的压浆量，一般用量为单孔压浆水泥用量0.1～0.2t。当水泥用量明显超出正常范围时，应立即停止压浆作业。

　　2)对待压板块附近10～15m范围内的地下管线进行摸底、检查，看是否有浆液渗漏的现象。

　　3)对已经发生渗漏的地下管道，必须在浆液初凝前用水进行清洗，将浆液冲至检查井，再从检查井中清除干净。

　　六、安全及环保措施

　　1、压浆结束在抽出压力泵喷口时，除操作人员外，其他人员应远离喷口处，以避免在压力作用下喷浆伤人，操作人员应有相应的防护用品。

　　2、当压浆作业完成后，应立即对砼路面进行清洗。压浆后残留在路面的浆液要及时清扫并用水冲刷干净，避免浆液流入路面缝隙，防止污染路面。

　　3、在钻孔和压浆作业时会产生一定的噪音，应尽量避免在夜间施工，不得扰民。

　　七、应用实例

　　自2006年宜昌市开始进行大规模的城市旧路改造以来，我公司承建了夷陵大道、城区六条路、西陵后路等诸多综合改造工程，将混凝土压浆工艺引进到对旧板病害处治过程中。经过三年来的施工实践，对混凝土压力灌浆的施工特点、工艺流程、工艺控制要点等进行了大量的总结分析，并形成了一套行之有效的施工方法和质量控制措施，使建成后的道路质量达到了国家规定的优良标准，夷陵大道改造工程还获得了国家市政示范工程金奖。