浅析水泥混凝土路面板底脱空原因及注浆加固措施

1、浅析水泥混凝土路面板底脱空原因及注浆加固措施摘要：水泥混凝土路面具有板体刚度大、受温度影响小、承载能力大、使用 寿命长、施工过程简单等优点，广泛用于市政道路建设，但由于其浇筑接缝较多， 对超、重载较敏感，易产生脱空、弯沉等病害，本文通过对水泥混凝土路面板底 脱空原因分析，指出注浆加固技术在水泥混凝土路面底板脱空病害整治方面的应 用，对水泥混凝土路面病害整治有一定的指导意义。关键词：水泥混凝土路面脱空原因注浆加固病害整治随着市政建设的发展，水泥混凝土路面广泛用于市政道路建设，它属于 刚性路面，具有受温度影响小、承载能力大、使用寿命长、施工过程简单等优点， 但由于它浇筑时接缝较多，对重载较敏感，极

2、易产生板底脱空、弯沉等病害，对 道路稳定性造成很大影响，进而缩短道路使用寿命，本文通过对板底脱空病害原 因的分析，提出了采取注浆加固技术对病害进行整治，进而可以延长道路使用寿 命。1.水泥混凝土路面板底脱空原因分析水泥混凝土路面交付使用后，在交通荷载和环境的作用下，会逐渐在板块和 基地之间出现空隙，即产生局部脱空。混凝土路面的局部脱空现象较为常见且分 布较广。脱空的出现对水泥混凝土路面的受力极为不利的，因为它改变了路面的 力学结构，使弹性地基上的弹性均匀受力形式不复存在，取而代之的是一种类悬 臂梁或类简支梁受力模式（如图1-1），加上混凝土抗弯、抗剪强度很低，承受一 定的荷载后脱空路面会迅速断

3、裂，如果不及时采取相应的措施，随着水的浸入， 在行车荷载的影响下，经过反复抽吸循环，将使脱空范围加大，路面板极易产生 大面积破裂，严重影响行车质量和路面使用寿命，也会增加后期的维修费用和难 度。板底脱空产生的原因如下：图1-1水泥混凝土受力结构图示1.1基层材料选择不合理基层材料级配不够合理或细骨料太多，不耐冲刷，稳定性、防冻性差，容易 形成流失、脱空。1.2水的浸入影响水的渗入会使基层材料强度、刚度进一步降低，此时在荷载的作用下，强度 较低的路面就会出现比其他部位更大的变形，且很难恢复而形成脱空。浸入的水 在荷载作用下在板下流动，冲刷基层表面，在反复的挤压和抽吸作用下，挤水与 基层材料中的细

4、料形成泥浆，沿接缝缝隙喷溅而出，使脱空面积进一步增大，形 成恶性循环。水的浸入方式主要有两种，一是接缝、裂缝处未及时封堵造成水的 浸入；二是路面排水系统缺陷，使本应及时排走的水大量长时间滞留在路面上， 造成路面积水会下渗至基层。1.3水泥混凝土路面自身的缺陷水泥混凝土路面基层材料的刚度远小于水泥混凝土路面的刚度，在行车荷载 的作用下，面层和基层对弯沉变形的恢复不一样，导致面板在荷载离开后恢复原 状，而基层残留部分变形无法恢复，因此出现基层与路面板的脱离，形成脱空。 日趋增大的交通量和重载、超载车的不断增多，更加剧了脱空病害的产生与发展。1.4路基密实度不足路基密实度不足，尤其是回填土路段，由于

5、路基填筑材料的不均匀性，造成 工后沉降也不均匀，从而形成板底脱空。1.5自然环境因素的影响温度和湿度的变化也对面板产生影响，很容易引起板的翘曲变形；为避免过 大的温度应力使面板断裂或拱起而设置的纵缝、横缝，随着面板的收缩、膨胀、 裂缝也随着张开、闭合，这些都为水的浸入创造了条件。2.注浆加固技术施工2.1注浆加固原理由于水泥混凝土板抗压能力强，抗弯、抗剪能力差，正常情况下，面板均匀 受压，应力较小；若是板底脱空，在荷载的作用下，混凝土板就会产生较大弯矩 及剪应力，混凝土板就会被拉裂；地基注浆加固技术是用液压、气压或电化学原 理通过注浆管把浆液均匀地注入土层中，填充、渗透和挤密驱走土颗粒间的水分

6、 和气体，并填充、硬化后将土颗粒成一个整体形成一个强度大、压缩性低、抗渗 性高和稳定性良好的新的土体，注浆改善了板底原有受力状态，恢复板体与地基 的连续性，达到加固基础、治理病害的目的。注浆加固技术目前已广泛用于铁路 和公路路基加固、暗挖隧道土体加固、市政管线顶进加固等方面。2.2注浆加固施工以京广高铁定州东保养点院内水泥混凝土道路为例，院内多为回填土，由于 前期施工过程中质量控制不严，造成基底密实度不足，同时由于雨水浸泡，使之 道路下面基底沉降严重，造成混凝土板下脱空严重，混凝土路面无法承受荷载产 生的的竖向剪力，易导致路面破损，需采用注浆加固技术对其进行加固。2.2.1浆液材质配制常用的水

7、泥浆材料包括:水泥、粉煤灰、水、外加剂等。将浆体制成7. 07 cm x7. 07 cm x7. 07 cm立方体试件，养护7 d后，使其抗压强度达到5MPa以上， 制成的浆体应具有良好的可泵性、和易性、保水性。本工程注浆采用纯水泥浆灌注，浆液拌制采用水泥净浆搅拌桶拌制。浆液拌 制配合比初步确定为水泥：水=1:0.45。2.2.2注浆施工注浆孔位布设应根据路面板的大小、下沉量大小、裂缝状况以及注浆机械、 注浆压力来确定,一般为35孔，注浆孔大小应和注浆嘴大小一致，一般为5cm 左右。灌注机械可用压力灌浆机或压浆泵。灌浆顺序应从沉陷量大的地方开始， 由远到近，由大到小。灌浆压力的控制应视混凝土板

8、的损坏及脱空情况具体确定。 当浆液从接缝处或另一注浆孔冒出，就可认为完成该孔注浆,即停止注浆,迅速移 至另一注孔继续作业。待浆体抗压强度达到3 MPa时，用水泥砂浆堵孔，进行浆液 养护(一般为7天)，达到强度后即可开放交通。2.2.3注浆效果评价注浆成果的好坏直接关系到混凝土板块的使用寿命和施工的经济价值，对注 浆成果的检测可采用如下几种方式进行。一是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；二是钻孔取芯检 查灰浆充填情况；三是可以采用贝克曼梁测弯沉法对压浆板逐块检测板四角弯沉 值。2.3注浆加固技术存在的问题采用注浆技术处治板底脱空是一种新型的处理措施，但目前还存在一些问 题：注浆处理脱空、断板、错台、沉陷等病害具有一定的效果，但通车实 践表明，压浆处理过的板块会产生新的以封孔为核心的放射状裂缝，在抬升错台、 沉陷板