淺析水泥混凝土路面板底脫空原因及注漿加固措施

1、淺析水泥混凝土路面板底脫空原因及注漿加固措施摘要：水泥混凝土路面具有板體剛度大、受溫度影響小、承載能力大、使用 壽命長(zhǎng)、施工過程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于市政道路建設(shè)，但由于其澆筑接縫較多， 對(duì)超、重載較敏感，易產(chǎn)生脫空、彎沉等病害，本文通過對(duì)水泥混凝土路面板底 脫空原因分析，指出注漿加固技術(shù)在水泥混凝土路面底板脫空病害整治方面的應(yīng) 用，對(duì)水泥混凝土路面病害整治有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面脫空原因注漿加固病害整治隨著市政建設(shè)的發(fā)展，水泥混凝土路面廣泛用于市政道路建設(shè)，它屬于 剛性路面，具有受溫度影響小、承載能力大、使用壽命長(zhǎng)、施工過程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)， 但由于它澆筑時(shí)接縫較多，對(duì)重載較敏感，極

2、易產(chǎn)生板底脫空、彎沉等病害，對(duì) 道路穩(wěn)定性造成很大影響，進(jìn)而縮短道路使用壽命，本文通過對(duì)板底脫空病害原 因的分析，提出了采取注漿加固技術(shù)對(duì)病害進(jìn)行整治，進(jìn)而可以延長(zhǎng)道路使用壽 命。1.水泥混凝土路面板底脫空原因分析水泥混凝土路面交付使用后，在交通荷載和環(huán)境的作用下，會(huì)逐漸在板塊和 基地之間出現(xiàn)空隙，即產(chǎn)生局部脫空?；炷谅访娴木植棵摽宅F(xiàn)象較為常見且分 布較廣。脫空的出現(xiàn)對(duì)水泥混凝土路面的受力極為不利的，因?yàn)樗淖兞寺访娴?力學(xué)結(jié)構(gòu)，使彈性地基上的彈性均勻受力形式不復(fù)存在，取而代之的是一種類懸 臂梁或類簡(jiǎn)支梁受力模式（如圖1-1），加上混凝土抗彎、抗剪強(qiáng)度很低，承受一 定的荷載后脫空路面會(huì)迅速斷

3、裂，如果不及時(shí)采取相應(yīng)的措施，隨著水的浸入， 在行車荷載的影響下，經(jīng)過反復(fù)抽吸循環(huán)，將使脫空范圍加大，路面板極易產(chǎn)生 大面積破裂，嚴(yán)重影響行車質(zhì)量和路面使用壽命，也會(huì)增加后期的維修費(fèi)用和難 度。板底脫空產(chǎn)生的原因如下：圖1-1水泥混凝土受力結(jié)構(gòu)圖示1.1基層材料選擇不合理基層材料級(jí)配不夠合理或細(xì)骨料太多，不耐沖刷，穩(wěn)定性、防凍性差，容易 形成流失、脫空。1.2水的浸入影響水的滲入會(huì)使基層材料強(qiáng)度、剛度進(jìn)一步降低，此時(shí)在荷載的作用下，強(qiáng)度 較低的路面就會(huì)出現(xiàn)比其他部位更大的變形，且很難恢復(fù)而形成脫空。浸入的水 在荷載作用下在板下流動(dòng)，沖刷基層表面，在反復(fù)的擠壓和抽吸作用下，擠水與 基層材料中的細(xì)

4、料形成泥漿，沿接縫縫隙噴濺而出，使脫空面積進(jìn)一步增大，形 成惡性循環(huán)。水的浸入方式主要有兩種，一是接縫、裂縫處未及時(shí)封堵造成水的 浸入；二是路面排水系統(tǒng)缺陷，使本應(yīng)及時(shí)排走的水大量長(zhǎng)時(shí)間滯留在路面上， 造成路面積水會(huì)下滲至基層。1.3水泥混凝土路面自身的缺陷水泥混凝土路面基層材料的剛度遠(yuǎn)小于水泥混凝土路面的剛度，在行車荷載 的作用下，面層和基層對(duì)彎沉變形的恢復(fù)不一樣，導(dǎo)致面板在荷載離開后恢復(fù)原 狀，而基層殘留部分變形無法恢復(fù)，因此出現(xiàn)基層與路面板的脫離，形成脫空。 日趨增大的交通量和重載、超載車的不斷增多，更加劇了脫空病害的產(chǎn)生與發(fā)展。1.4路基密實(shí)度不足路基密實(shí)度不足，尤其是回填土路段，由于

5、路基填筑材料的不均勻性，造成 工后沉降也不均勻，從而形成板底脫空。1.5自然環(huán)境因素的影響溫度和濕度的變化也對(duì)面板產(chǎn)生影響，很容易引起板的翹曲變形；為避免過 大的溫度應(yīng)力使面板斷裂或拱起而設(shè)置的縱縫、橫縫，隨著面板的收縮、膨脹、 裂縫也隨著張開、閉合，這些都為水的浸入創(chuàng)造了條件。2.注漿加固技術(shù)施工2.1注漿加固原理由于水泥混凝土板抗壓能力強(qiáng)，抗彎、抗剪能力差，正常情況下，面板均勻 受壓，應(yīng)力較??；若是板底脫空，在荷載的作用下，混凝土板就會(huì)產(chǎn)生較大彎矩 及剪應(yīng)力，混凝土板就會(huì)被拉裂；地基注漿加固技術(shù)是用液壓、氣壓或電化學(xué)原 理通過注漿管把漿液均勻地注入土層中，填充、滲透和擠密驅(qū)走土顆粒間的水分

6、 和氣體，并填充、硬化后將土顆粒成一個(gè)整體形成一個(gè)強(qiáng)度大、壓縮性低、抗?jié)B 性高和穩(wěn)定性良好的新的土體，注漿改善了板底原有受力狀態(tài)，恢復(fù)板體與地基 的連續(xù)性，達(dá)到加固基礎(chǔ)、治理病害的目的。注漿加固技術(shù)目前已廣泛用于鐵路 和公路路基加固、暗挖隧道土體加固、市政管線頂進(jìn)加固等方面。2.2注漿加固施工以京廣高鐵定州東保養(yǎng)點(diǎn)院內(nèi)水泥混凝土道路為例，院內(nèi)多為回填土，由于 前期施工過程中質(zhì)量控制不嚴(yán)，造成基底密實(shí)度不足，同時(shí)由于雨水浸泡，使之 道路下面基底沉降嚴(yán)重，造成混凝土板下脫空嚴(yán)重，混凝土路面無法承受荷載產(chǎn) 生的的豎向剪力，易導(dǎo)致路面破損，需采用注漿加固技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固。2.2.1漿液材質(zhì)配制常用的水

7、泥漿材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加劑等。將漿體制成7. 07 cm x7. 07 cm x7. 07 cm立方體試件，養(yǎng)護(hù)7 d后，使其抗壓強(qiáng)度達(dá)到5MPa以上， 制成的漿體應(yīng)具有良好的可泵性、和易性、保水性。本工程注漿采用純水泥漿灌注，漿液拌制采用水泥凈漿攪拌桶拌制。漿液拌 制配合比初步確定為水泥：水=1:0.45。2.2.2注漿施工注漿孔位布設(shè)應(yīng)根據(jù)路面板的大小、下沉量大小、裂縫狀況以及注漿機(jī)械、 注漿壓力來確定,一般為35孔，注漿孔大小應(yīng)和注漿嘴大小一致，一般為5cm 左右。灌注機(jī)械可用壓力灌漿機(jī)或壓漿泵。灌漿順序應(yīng)從沉陷量大的地方開始， 由遠(yuǎn)到近，由大到小。灌漿壓力的控制應(yīng)視混凝土板

8、的損壞及脫空情況具體確定。 當(dāng)漿液從接縫處或另一注漿孔冒出，就可認(rèn)為完成該孔注漿,即停止注漿,迅速移 至另一注孔繼續(xù)作業(yè)。待漿體抗壓強(qiáng)度達(dá)到3 MPa時(shí)，用水泥砂漿堵孔，進(jìn)行漿液 養(yǎng)護(hù)(一般為7天)，達(dá)到強(qiáng)度后即可開放交通。2.2.3注漿效果評(píng)價(jià)注漿成果的好壞直接關(guān)系到混凝土板塊的使用壽命和施工的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)注 漿成果的檢測(cè)可采用如下幾種方式進(jìn)行。一是直觀觀察壓漿前后重型車輛通過脫 空板時(shí)的運(yùn)動(dòng)位移情況(限于壓漿前有明顯垂直位移的板塊)，壓漿前后對(duì)比相 當(dāng)明顯，板的翹動(dòng)、震動(dòng)幅度明顯降低，垂直位移大幅度減?。欢倾@孔取芯檢 查灰漿充填情況；三是可以采用貝克曼梁測(cè)彎沉法對(duì)壓漿板逐塊檢測(cè)板四角彎沉 值。2.3注漿加固技術(shù)存在的問題采用注漿技術(shù)處治板底脫空是一種新型的處理措施，但目前還存在一些問 題：注漿處理脫空、斷板、錯(cuò)臺(tái)、沉陷等病害具有一定的效果，但通車實(shí) 踐表明，壓漿處理過的板塊會(huì)產(chǎn)生新的以封孔為核心的放射狀裂縫，在抬升錯(cuò)臺(tái)、 沉陷板