钻孔压浆施工方案

本文借鉴后张法预应力构件的孔道压浆原理，结合104国道曲北段混凝土路面改建工程，采用钻孔压浆工艺处理板底脱空病害，取得了较好的效果，并总结了一定的施工经验，现介绍如下。

1 水泥混凝土路面板底脱空原因分析及处理方案的选择

104国道曲北段（k582+052-k603+452）为原一级汽车专用路，原设计路面结构为：面层为22cm厚水泥混凝土板，基层为18cm厚石灰土，1987年建成通车，1994年开始出现混凝土面板唧泥、错台、断板、破碎板等病害，且病害逐年增加。虽经多次挖补换板处理，仍不能阻止病害的发展，致使该路段通行能力下降，交通秩序混乱，危及行车安全，急需补强改建。

通过路况调查与路面检测分析，认为路面破坏的原因主要有三个，首先是设计标准低，施工质量差，造成原路面总体强度不足；其次，石灰土基层水稳性差，而路面使用中接缝灌养又不及时，中央绿化带也没有排水措施，造成路表水渗入基层后，石灰土湿软，在频繁车载作用下产生唧泥，导致板底脱空；近年来的交通量剧增，车辆严重超载是该路段损坏的外在原因。

经研究决定对该路段进行补强改建，补强措施为加铺15cm的水泥稳定碎石与6cm沥青混凝土。参考以往工程经验与教训，施工中对旧板处理进行重点把关，不仅对断裂破碎板要认真处理，而且对板底脱空也采用钻孔压浆稳定处理，避免留下隐患。板底压浆是借鉴后张法预应力构件的孔道压浆的原理，在混凝面板底部有脱空处钻孔，通过孔洞利用高强压力将流质材料压入脱空空隙，流质材料凝固后产生一定的强度，对面板产生均匀承托的作用，达到稳固板块的目的。

2 压浆材料与机具设备

2、1压浆材料

压入板底材料应具备以下特征：一是颗粒粒径小、流动性大，能顺利压进板底空隙；二是弱收缩性，能充分填充板底空隙；三是应具备比较高的强度以承受板重及车辆荷载的作用。国内外都有使用乳化沥青作填隙材料的经验，虽具有较好的流动性但强度偏低，具受温度的影响大，温度高时易软化，在荷载作用下容易从板底唧出，因而不宜选用。开始曾选用纯水泥浆作试验，发现要达到政党施工的流动性，需要很大的水灰比，造成材料强度偏低且泌水收缩率大。后选用水泥粉煤灰浆，采用较低的水灰比就可达到较好的流动性，且强度较高，收缩量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5:0.45配合比制作的灰浆试件，其室内3d的抗压强度高于5MPa。

2、2压浆设备

主要有：（1）钻孔设备——JHZ-2型钻孔取芯机；（2）制浆设备——JW180L灰浆拌和机；（3）压浆设备——UB-3A型灰浆泵；（4）紧固装置——膨胀螺栓压浆头。

3 施工准备

3、1脱空板的确定

调查发现，混凝土路面使用中出现的断板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脱空形成，因而这种类型的板底均应进行压浆。完好无断裂破碎的板块，板底也可能存在脱空，这种类型的脱空板判断较困难，我们采取外观观察及弯沉测试相结合的方法进行判断。雨后上路观察是否有唧泥最直观；无雨季节采取间接方式判断：人在板的边缘感觉重型车辆通行时是否有垂直位移和翘动的板夫；板角相邻两条缝填缝材料严重剥落的板块；相邻板间出现错台时，位置较低的板块一般有脱空存在。对外观不易判断的板块，测定四个边角的弯沉（板角是一块板中弯沉值最大、受力最不利的位置，唧泥脱空首先出现在板角），弯沉值超过0.3mm者，需要压浆。

3、2钻孔位置的确定

理论上，唧泥、脱空首先出现在板角，沿板的纵横缝延伸发展，因此，完好或轻策裂缝的板块，在填缝料剥落或接缝处出现错台的，板角钻孔压浆即可，钻孔位置一般应距边角20-40cm；断裂较严重出现错台的板块，断缝位置也存在脱空，板角、断缝均应钻孔压浆，考虑其边角位置可能已有支撑，钻孔距边角太近时，灰浆很难压进且注压力极易从角散失，因此板角的钻孔应距边角40-60cm；挖补权的周边板块，四角都应进行压浆。

4 板底压浆的工艺流程及要求

具体的工艺流程：定位—钻孔—制浆—压浆—压浆孔封堵—交通控制—弯沉检测。工艺要求：（1）定位：由监理人员和施工技术人员根据外观及弯沉检测相结合的方法调查唧泥脱空板，标画钻孔位置。（2）钻孔：施工人员使用钻孔取芯机按标定的位置钻孔，钻孔深度与板厚一致。孔径D与压浆头直径d相匹配，且D-d=1—2mm。（3）制浆：按配合比将材料在灰浆拌和机中拌和，至均匀无灰团方可使用，使用中应持续拌和，防止沉淀。（4）压浆：用压浆泵将拌和好的灰浆由压浆孔压入混凝土板底，压力控制在2.0MPa左右，直至邻孔或接缝中溢浆或无溢浆而板块略有上升为止。压浆过程中溢浆的孔就及时用圆状木塞封堵，防止压力过度散失。注浆也也在压浆头拔除后也应及时用木塞封堵，防止灰浆反流。所有木塞应保持3-5min方可拔除。（5）压浆孔封堵：木塞拔除后，用灰浆或取出的混凝土芯样将压浆孔封严。（6）交通控制：压浆完成后的板块，禁止车辆通行，待灰浆强度达到5MPa以上时方可开放交通，一般需要3d。（7）弯沉检测：压浆完成3d后，用JN-150黄河车及贝克曼梁复测压浆板四角的回弹弯沉值，当弯沉值超过0.3mm时，应重新钻孔补压。

5 压浆效果检验与分析

混凝土板底压浆的目的在于填充板底空隙，给板块提供一均匀的支承，减少板的翘动和震动。我们通过以下几种方法检验压浆效果：（1）直观观察压浆前后重型车辆通过脱空板时的运动位移情况（限于压浆前有明显垂直位移的板块），压浆前后对比相当明显，板的翘动、震动幅度明显降低，垂直位移大幅度减小。（2）钻孔取芯检查灰浆充填情况：对压浆板按距注浆孔0.5,1.0,1.5,2.0m的距离范围取芯，共取芯50个，有45个芯底粘有灰浆，其余未有粘连。粘连的灰浆层的厚度自注浆孔0-2.0m范围内不等（最大3.5cm，最小0.2cm），说明板底空隙并不均匀。（3）采用JN-150黄河车及贝克曼梁对压浆板逐块检测板四角的弯沉值。

由资料可以看出通过对板底压浆的处理，板的弯沉值有明显的减小，稳定性增强。

6 体会

1）工程实践表明，采用压浆工艺处理板底脱空经济可行、简便实用、效果明显，即可用于水泥混凝土路面日常养护，也可用于路面的改建工程。

2）板底脱空病害的形成与水的侵蚀有重要关系，故混凝土路面基层不宜使用石灰土这类水稳性差的材料，同时也要加强平时对混凝土路面接缝的养护，减少路面水下渗蚀基层。出现板底脱空现象后要及早处理，防止病定恶化。

3）灰浆在保证施工和易性的前提下，降低水灰比，并添加适当的早强剂、微膨胀剂，能够减少硬化收缩，更有效地充填空隙，促其早期强度提高，及早开放交通，对性能优良的压浆机，还可考虑添加部分中细砂，提高灰浆强度与抗折性。

4）判断掊空板与确定钻孔位置是板底脱空处理中的一项重要工作，它们是确保工程质量与压浆效果的前提条件。

5）压浆过程中要注意控制好压力，压力过高则易造成板块损坏。

6）无论是日常养护还是改建工程，板底脱空病害都要引起重视，认真处理，决不能认为铺筑补强层就可以代替处理旧板，这样做的后果只能是事倍功半，得不偿失