注浆技术在水泥混凝土路面脱空病害治理中的应用

胡斌

（保定市交通运输局高碑店市养路工区，河北 高碑店 074000）

0 引言

近年来，随着公路车流量的不断增大，我国公路损坏问题日益严重，特别是一些高等级水泥混凝土路面，在汽车和雨水的长期作用下，容易出现坑洞、错台、脱空、面板断裂等各种病害。如果不及时采取有效措施进行处治，病害将进一步发展，后期修补难度也会增大。因此，在对水泥路面脱空病害进行处治时，需要根据项目的实际情况，采取预防为主的防治措施，具体可应用注浆技术对其进行处治，降低病害进一步发展的可能性，延长水泥混凝土路面的使用寿命。

1 工程概况

某公路工程位于河北省境内，全长23.45km，路宽27m，为水泥混凝土路面。路面横断面设计为：6.5m绿化带+3.5m非机道+0.5m机非隔离带+8m机动车道+3.0m中央分隔带+8m机动车道+0.5m机非隔离带+3.5m非机道+6.5m绿化带。由于平常车流量较大，路面出现了裂缝和脱空等病害，经研究决定采用注浆技术对脱空病害进行处治，以提高路面的使用性能。

2 注浆技术

2.1 技术优势

首先，施工工艺方面，由于注浆技术操作简单，在实际注浆环节中不需要采用过多机械设备，也不用拆除施工现场结构，只需要严格按照施工流程进行施工。其次，注浆技术能够提升整体防水效果。注浆技术通过压力注浆填满混凝土面板与基层、基层与底基层、底基层与地基之间的空隙，将渗水、空隙填充挤密，使得混凝土面板、基层、地基的防水性更好。再次，注浆技术具有良好的加固效果。注浆体会与基层、底基层、地基和面层等结构形成一个固结体，改变脱空的混凝土面板的受力形式，最终达到修复和加固的目的。

2.2 作用

注浆技术应用于水泥路面脱空病害处治中，将注浆体注射到水泥路面脱空位置，从而改变水泥路面的支撑情况，由于浆体能够与脱空位置的土质形成化学反应，从而提高水泥路面强度。该技术具有强度高、稳定性好、浆液流动性强等特点，在注浆压力的作用下，浆体会进入板块脱空的最底层，从而提高水泥路面整体结构的稳定性。

3 脱空病害

3.1 产生原因

脱空的产生原因一般分为内在和外在两种：内因主要与基层质量和混凝土裂缝状况有关；外因主要考虑气候变化和汽车荷载情况。

3.2 判断方法

脱空板的常见判断方法有人工观察法和弯沉测定法。人工观测法主要通过肉眼观察来判定混凝土面板和基层之间的空隙、水泥混凝土路面脱空等病害情况；弯沉测定法主要利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击荷载测定弯沉，若弯沉值超过0.635mm，表明混凝土板块出现严重脱空情况；若弯沉值超过0.2mm，表明混凝土板块出现轻微脱空情况；若弯沉值小于0.2mm，则表明混凝土板块未出现脱空情况。

4 注浆工艺

采用注浆技术处治水泥混凝土路面脱空病害时，首先选择岩土机进行水泥面板的钻孔工作。然后，向板内高压施加聚合物浆体，并将板底基层松散的部位进行夯实，使基层和面板间达到良好的密封状态。具体施工工艺流程如下。

4.1 开槽

当裂缝宽度在3mm以上时，即可选用开槽处理，当开槽宽深比为1∶1时，裂缝修补效果最佳。为此，根据施工现场情况，选用1∶1开槽宽深比，宽度在10～15mm范围，根据裂缝开裂情况可进行适当调整。通过开槽处理，可将裂缝壁面上的杂质清理干净，减少对黏结效果的影响，增强黏结强度。

4.2 清缝与干燥

在整个注浆施工中，裂缝清理和确保裂缝干燥极为重要。只有保证缝槽干净、干燥，才能保证在裂缝修补中充分发挥聚合物浆体材料的黏结作用。清缝一般分为2次：第1次为初步清理，通过大型吹风机等设备清理干净槽缝内杂料；第2次清理需在钻孔后完成，先通过大功率压缩热空气机清理干净缝槽或钻孔内的杂物，随后做干燥处理。待完成裂缝清理工作后，需及时检查清理情况，保证彻底清理干净。

4.3 布孔

按梅花形进行布孔，倘若遇到少量断裂板块，应该对其进行全面调整。在断缝处，一般要增加两个孔。技术人员提前确定布孔位置，在板的两侧选择合适的孔位。在板边50cm处，一般不宜布孔。如果遇到裂缝宽度较大且需要在该裂缝周边进行布孔，确保裂缝和孔位保持30cm以上的间距。

4.4 钻孔

为了确保施工的连续性，选择钻孔机进行钻孔。提前做好钻孔定位工作，选择ϕ3cm的钻头，根据水泥板块厚度调节钻孔深度，将钻孔深度控制在合理范围内。通常选择吹气的方法，使聚合物浆体分布合理。在孔口位置安插3cm的橡胶管，橡胶管的外径和孔径应保持大小一致，降低漏浆现象的出现。钻孔结束后，选择红漆在水泥路面上对注浆孔顺序进行标注。

4.5 注浆

4.5.1 聚合物浆体混合料的制备

在注浆施工环节，通常按照以下配比进行聚合物浆体混合料的配置：普通硅酸盐水泥P·O42.5∶粉煤灰∶水∶聚合物添加剂∶铝粉＝1∶0.6∶0.7∶0.16∶0.001。按照一定的比例，将粉煤灰和水泥共同放入砂浆搅拌机中进行搅拌。搅拌15s后，依次加入铝粉和聚合物添加剂，再进行15s的搅拌之后，倒入适量的水再次搅拌。该过程中，一定要匀速搅拌，确保浆液的稳定性。最后再用搅拌器将浆液从泵中送出。同时，自投料到注浆的整个过程中需要不停搅拌浆液，确保浆液均匀且不发生离析现象。

4.5.2 板下注浆

孔中打入灌浆栓塞，然后锚固水泥板块。基层和栓塞之间保持一定的距离，并将软管出料口固定在栓塞上。倘若连接部位不够牢固或密封性不强，很容易引发漏浆爆孔现象。锚固结束之后，在确保一切正常的前提下，启动灌浆泵，实现聚合物浆体的连续泵送。

全面观察聚合物浆体的状态，直至最终流入孔中。如果观察到设备上显示聚合物浆体流动线路的压力升高，应该立马停止泵送操作。如果压力偏大，很容易引发面板断裂。压力如果过小，无法达到预期压实效果。不同型号的注浆机，其压力会呈现一定差异。在聚合物浆体压注过程中，应该进行缓慢加压处理。当压力达到一定值时，应该维持3min左右的时间，确保浆液在板底充分流动和渗入，进而达到良好的压实效果。之后将卸荷开关打开，实现缓慢降压，直到压力达到临界值为止。根据施工经验，一般将压力控制为1～4MPa，但对于锚台沉板，2～4MPa最为合适；对于脱空板，1～3MPa最为理想。一旦压力表指针出现异常或发电机声音突然增大，须立即停止灌浆作业。

在注浆过程中，应随时关注聚合物浆体体积的变化。在不同的水泥混凝土路面空隙和注浆孔之间进行注浆操作时，应保持注浆速度均匀。注浆工作要持续进行。当板块上升到指定位置时，应立马停止注浆。注浆时如果出现聚合物浆体从压浆口冒出，须立即用木塞压紧10min后再拔出，然后继续后续工作。

注浆时，高压管旁边不能有人，以防喷浆出现伤人情况。另外，针对注浆机械设备的运转需做好各方面的维修控制工作，保证设备正常运转，提高作业效率。

4.6 封口

注浆结束后，拔出灌浆栓塞，确保聚合物浆体能正常凝固。孔内浆液下降后，需第一时间进行封口平齐处理。

4.7 养护

在公路水泥混凝土路面灌浆完成后，需在4h内禁止车辆通行，并做好相关养护工作，通常情况下养护周期需要大于3d，具体情况需根据注浆后水泥混凝土路面的强度来确定，不宜过早开放交通，避免引起水泥混凝土路面发生损坏。

4.8 修补效果检测

为检测修补效果，需钻芯取样，检验压力注浆效果。混凝土面板注浆前后弯沉值检测结果如表1所示。

表1 混凝土面板注浆前后弯沉值检测结果

若弯沉值小于0.2mm，则表明水泥路面混凝土面板没有出现脱空。由表1可知，混凝土面板注浆后，弯沉值都小于0.2mm，表明注浆达到了预期效果，这主要由于聚合物浆体有效填充到了混凝土面板与基层、底基层与土基层之间的裂缝中，形成一个整体。

5 注浆施工质量控制措施

5.1 制定合理的施工方案

在公路水泥混凝土路面注浆施工中，应用注浆技术时要合理设计施工方案，做好施工交底工作，确保施工人员在了解工艺要求和工艺参数的前提下，提高整体注浆效果。

5.2 严格控制注浆过程

整个注浆过程要连续进行，减少中途停机，如果确需中断，则将喷嘴浸在水中，使压力泵反转，让喷管和压力泵吸入一定量的水，以防止浆液沉淀硬化堵塞管道。为了提高注浆的安全性和稳定性，需要综合考虑项目实际情况，合理调整注浆压力和注浆量，确保浆液具备良好的流动性，达到高效施工的目的。注浆过程中，当浆液60%～70%从透气孔冒出时，要停止注浆并封堵透气孔。当板边或板角抬高3～5mm时，应立即停止注浆。当压力表指针有异常跳动或发电机声音突然增大时，应立即停止注浆。

5.3 做好记录

注浆过程中要做好各项记录，如孔号、孔深、稳定压力、最大压力、始压时间、终压时间、稳定时间等，便于出现问题后及时分析，并迅速找出原因。

6 结语

注浆技术是水泥混凝土路面养护的一项常用技术，其应用水平直接关系到整体施工质量。施工中，只有严格按照注浆技术工艺要求，做好聚合物浆体的混合料配合比设计，控制好注浆压力，才能达到预期效果。本文案例工程经采取相关施工工艺和质量控制措施后，质量验收合格，注浆处理后弯沉值均小于0.2mm，水泥路面脱空病害得到了有效处治。