江广高速水泥浆与地聚物注浆施工效果评价与验收报告Word格式文档下载.docx
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通过对现场的施工参数统计,早期水泥浆单孔注浆时间约65秒,后经调整后增加至120秒,单台机器注浆约160-180米,单孔压浆约49.8kg。
根据观测,约11%的孔存在溢浆的情况。
表2.1-1部分孔位水泥浆压浆结果(早期统计结果)
序号
孔位编号
出浆阀门开度
初始压力(MPa)
最大压力(MPa)
压浆时间(s)
浆液流量
(kg)
溢浆
孔位
1
113-5-1
60%
0.2-0.4
1.2
70
2
113-3-1
0.6
65
3
113-1-1
1.5
87
4
113-4-1
73
5
113-2-1
69
6
113-5-2
74
7
113-3-2
58
8
113-1-2
46
9
113-4-2
50
113-4-3
10
113-2-2
61
11
113-5-3
55
12
113-3-3
57
113-3-4
13
113-1-3
14
113-2-3
72
15
113-5-4
66
16
113-1-4
47
17
113-4-4
48
18
113-2-4
63
19
113-5-5
52
20
113-3-5
21
113-1-5
22
113-4-5
82
113-4-6
23
113-2-5
44
24
113-5-6
77
25
113-3-6
92
113-3-7
26
113-1-6
86
27
113-2-6
28
113-5-7
29
113-1-7
30
113-4-7
31
113-2-7
1743
2.2地聚物注浆工艺评价
(1)孔位确定与成孔
在确定的施工段落内,采用与水泥浆注浆的相同布孔方式,在老路面上确定孔位,采用电锤钻进行钻孔,钻孔深度1m,孔径2cm。
对成好的孔清理干净后塞入长20cm,直径约2cm的PVC管,防治注浆过程中浆液填充到沥青面层与水泥板之间从而造成沥青路面抬升、鼓包等变化。
根据对现场成孔时间的观测,每台电锤钻成孔时间约5分钟左右。
每台注浆车配备3-4个电锤钻,单日钻孔数(10小时)约为300~400个。
图2.2-1电锤钻成孔图2.2-2成孔直径2cm
(2)地聚物双组份浆液控制
按照外委的配合比报告进行现场原材料的配置控制,其中A组分浆液:
B组分=3:
1,其中A组分浆液为地聚物干料加水制成,水:
A=0.3。
现场每一锅A组分浆液按照A料500kg+水150kg配制,B料按照216kg进行控制。
地聚物双组份材料配合比设计的技术要求如下:
表2.2-1双液CD-1型地聚合物注浆材料技术要求
类型
流动度(s)
假凝时间(s)
初凝时间(min)
终凝时间(min)
结石率
(%)
抗压强度(MPa)
与结构层固结
3d
7d
28d
CD-1
≤20.0
<
60
≤180
≤240
100
≥5
≥10
≥15
固结好
(3)地聚物压浆施工工艺
现场采用ZJ-150专用注浆机进行施工,A组分浆液有四个档位控制出浆,在板体脱空程度小的情况下(注浆压力在0.4-0.8Mpa),采用低速挡进行注浆;
在板体脱空程度大的情况下(注浆压力在0.2-0.4Mpa),可采用高速档进行注浆,注浆压力宜不超过0.8Mpa。
注浆完成标准采用双控方法,第一种情况当注浆孔周围孔洞出现溢浆即可停止该孔的压浆,第二种情况当注浆压力达到1.5~3Mpa,稳定10s后进行二次注浆,当压力再次达到1.5~3Mpa即可停止压浆。
图2.2-3ZJ-150注浆车图2.2-4地聚物双组份注浆枪
图2.2-5压浆时相邻孔位溢浆图2.2-6地聚物浆液从裂缝处溢出
通过对现场的施工参数统计,地聚物单孔注浆时间约138秒,单台机器每天注浆约120米,单孔压浆约54kg。
通过观测72.9%孔位是在正常压浆的过程中,出现了溢浆现象。
表2.2-2部分孔位压浆结果
压浆孔编号
溢浆孔编号
溢浆孔孔距(m)
注浆量(Kg)
注浆时间(s)
注浆压力(MPa)
82-2-1
82-3-1
82-1-1
82-2-2
2.5
180
0.4
82-4-1
82-5-1
82-5-2
82-3-2
82-4-2
82-1-2
/
2.0
82-1-3
82-1-4
82-2-3
82-3-3
82-3-4
82-4-3
82-5-3
132
82-2-4
82-1-5
82-2-5
82-3-5
190
82-4-4
82-5-4
82-5-5
82-4-5
82-3-6
200
82-2-6
82-1-6
82-1-7
82-2-7
82-3-7
175
82-4-6
82-5-6
82-4-7
82-5-7
82-2-8
82-1-9
82-1-10
82-2-9
82-3-8
82-3-9
82-3-10
5.0
220
82-4-8
82-4-9
82-5-8
82-5-9
82-5-10
2598
2.3不同注浆工艺对比分析
通过本次老路脱空病害处治中两种压浆材料的使用,从施工参数、施工性能及经济性等方面进行对比,结果如下表所示。
表2.3-1不同压浆工艺参数对比
项目
水泥浆注浆
地聚物注浆
成孔方式
钻机冲钻成孔(机械式)
电锤钻钻孔(人工)
成孔直径
50mm
20mm
单孔成孔时间
180S
300S
一组施工队伍单日成孔数
200个(一台钻机)
300-400个(3-4个电锤钻)
一组施工队伍单日注浆长度
160-180m
120m
施工难度
一般
单孔注浆时间
120s
138s
单孔注浆量
49.8Kg
54Kg
溢浆比例
11%
72.9%
成孔工艺方面,水泥浆注浆成孔直径较大,而且采用冲击钻法,这两种因素对旧水泥板整体结构性存在一定的隐患,而地聚物注浆成孔较小,采用电锤钻旋转式成孔,对水泥板造成的影响较小。
注浆过程控制方面,施工方式两种工艺基本类似,无明显的施工难度,但是水泥浆注浆流量大小可人为操控,存在瞬时压力满足控制要求的假像,需要现场加强监督,而地聚物注浆流量仅有开闭两种状态,可直接通过控制压力大小进行施工管理。
注浆量与溢浆方面,单孔注浆量方面地聚物比水泥浆高,而且地聚物成孔孔径比水泥浆成孔孔径小,有效注浆量更高。
另外地聚物溢浆比例为72.9%,是水泥浆注浆溢浆比例11%的6.6倍。
虽然水泥浆注浆是目前常见的注浆材料,但是通过施工参数、效果、价格方面的比较,地聚物注浆价格虽然偏高,但是地聚物注浆处理老路脱空病害过程中,出现较高的溢浆比例,说明该材料具有良好的流动性,能够充分的填充脱空的空隙。
3.基于弯沉与雷达的注浆效果评价
3.1基于弯沉的效果评价
本次先导段南半幅注浆段落弯沉检测值见附表。
考虑到11月份验收检测温度偏低,根据公路路基路面现场检测规程JTGE60-2008规定,所有弯沉检测值考虑温度修正,修正系数为1.2。
通过弯沉数据分析可知:
(1)从整体上来看,处理路段一车道处治之前弯沉代表值为28.7(0.01mm),处治之后弯沉代表值15(0.01mm)。
处理路段二车道处治之前弯沉代表值为28.7(0.01mm),处治之后弯沉代表值14(0.01mm),通过注浆处理后处治效果明显。
(2)从单点值分析,全部检测点共916个,其中13个点超出加铺后的设计弯沉值22.89(0.01mm),单点合格率为98.6%。
图3.1-1水泥浆注浆处治后弯沉降低率
图3.1-2地聚物注浆处治后弯沉降低率
根据水泥浆以及地聚物注浆段落注浆前后弯沉的降低率分析,可以看出大部分弯沉值的降低率均在40%以上,说明注浆处治存在比较明显的效果,弯沉降低率可作为压浆处治的一个控制标准。
为了达到较好的处治效果,需要适当提高处治前后弯沉降低率的要求,所以将弯沉值降低率标准设定为大于50%。
图3.1-3水泥浆注浆处治后路面弯沉值
图3.1-4地聚物注浆处治后路面弯沉值
通过对水泥浆以及地聚物注浆段落注浆处治后路面弯沉值的数据统计,可以看出水泥浆处治后97.9%的检测点,地聚物处治后98.5%的检测点弯沉值能够小于20(0.01mm)。
考虑到可能处治段落内部分弯沉值处治前比较,处治后弯沉降低不明显,所以该指标不能作为弯沉验收的唯一标准,处治后弯沉值的大小也可作为压浆处治的控制标准。
3.2基于雷达的效果评价
3.2.1地聚物压浆效果分析
项目组随机选取K1000+852~K1000+878的地聚物压浆路面进行了雷达探测,以了解压浆所至层位、渗透范围等,从而初步判断地聚物的压浆效果。
现场探测方式见下图。
图3.1-5雷达探测示意图
现场采用十字交叉进行压浆效果探测。
沿行车方向共测4条测线,其中1、3、4测线距压浆孔0~20cm,第2测线为两排压浆孔中间位置;
垂直行车方向共测4条测线,其中第5测线贯穿压浆各点。
主要针对1、2、3、5测线进行雷达图像具体分析,分析结果如下。
图3.1-6第1测线注浆前后对比图
图3.1-7第2测线注浆前后对比图
图3.1-8第3测线注浆前后对比图
图3.1-9第5测线注浆前后对比图
通过对地聚物压浆段前后雷达探测图对比可知:
(1)压浆前后水泥板脱空处雷达反射信号发生了较大变化,由注浆前脱空位置的振幅900~1100下降为500~-450,甚至出现负起跳(振幅为负即为负起跳),主要是由于脱空处被地聚物填充(地聚物中主要成分为水泥,与上层水泥砼主要成分接近),从而造成介质差异减小,雷达信号通过不同介质时,振幅减小。
所测路段内绝大部分脱空在经过压浆后被地聚物填充,结合现场施工判断,由于地聚物具有较好的流动性及渗透性,对脱空处治具有较好的效果。
(2)第2测线压浆后雷达探测图中红色正方形方框内出现了较强的点状同相轴,通过分析点状同相轴的间距在4m左右,初步判断水泥板板缝之间在压浆后被地聚物填充,形成了一定的反射信号;
所探测的第2测线脱空填充率约为87.5%(脱空长度16m,填充长度14m,填充率=已填充长度/脱空总长度×
100%)
(3)第3测线压浆前的雷达探测图中,虚线方框内出现了间隔为1.5m的均匀反射信号,与现场所钻孔洞相对应,通过地聚物压浆后,虚线方框内的反射信号减弱甚至消失,孔洞之间的脱空振幅由800下降为500~-400,甚至出现负起跳,此处地聚物压浆效果较好,填充率达到91.7%(脱空长度6m,填充长度5.5m)。
3.2.2水泥浆压浆效果分析
项目组随机选取K999+817~K999+782的水泥浆压浆路面进行了雷达探测,以了解压浆所至层位、渗透范围等,从而初步判断水泥浆的压浆效果。
图3.1-10雷达探测示意图
现场采用十字交叉法进行压浆效果探测。
沿行车方向共测3条测线,其中1、3测线距压浆孔20~30cm,第2测线为两排压浆孔中间位置;
垂直行车方向共测3条测线,贯穿压浆各点。
主要针对2、5测线进行雷达图像具体分析,分析结果如下。
图3.1-11第2测线注浆前后对比图
图3.1-12第5测线注浆前后对比图
通过对水泥浆压浆段前后雷达探测图对比可知:
(1)延行车方向所探测第2测线下方,水泥板底部出现了轻微脱空,在经过水泥浆压浆后,局部范围内的脱空反射信号减弱,但局部由于水泥浆流动性及渗透性问题并未完全填充满整个脱空内部,填充率约为50%(脱空长度8m,填充长度4m);
垂直行车方向所探测第5测线压浆前后水泥板底部信号并未发生较明显的变化,压浆效果不明显。
(2)垂直行车方向所探测第5测线经过了一处压浆孔,压浆孔在水泥板位置周围30cm范围内均出现了较强的反射信号,初步判断是由于公路打孔机钻孔时对水泥板产生的扰动造成的;
与图1-3中探测出的地聚物钻孔相比,地聚物所采用的钻孔方式对路面扰动较小,钻孔周围并未出现较强的发射信号。
3.2.3压浆前后振幅变化
项目组随机选取一段压浆路段对其脱空处振幅数据进行收集分析,具体结果见下图表。
图3.1-13K1001+680~710第一车道右轮迹带压浆前水泥板底部出现脱空
图3.1-14K1001+690~710第一车道右轮迹带压浆后脱空振幅减弱
表3-2压浆前后振幅数值对比
桩号
压浆前脱空处振幅
压浆后脱空处振幅
K1001+690
1123
271
K1001+695
985
334
K1001+700
1324
504
K1001+705
1217
471
K1001+710
924
187
通过压浆前后脱空处振幅对比可知,压浆后振幅变化较为明显,由于压浆前的900~1300下降为500以下,与“1.1地聚物压浆效果分析”中的振幅变化基本一致。
3.2.4雷达评估小结
(1)地聚物具有较好的流动性及渗透性,通过地聚物压浆后,雷达图像中振幅变化较为明显,所测路段内绝大部分脱空得到较大改善,压浆后浆体填充率均能达到80%以上。
(2)水泥浆受到自身稠度、流动性的影响,在进行压浆过程中,对水泥板脱空处有改善作用,但仍存在局部为填满的情况,压浆效果不够稳定,压浆后浆体填充率在50%左右。
(3)水泥浆压浆工艺中的钻孔方式对水泥板内部扰动较大,不利于路面质量的控制,建议更改为地聚物压浆工艺中的钻孔工艺。
(4)脱空处压浆前后的振幅变化较为明显,振幅由900~1300下降为小于500;
为了保证最终压浆效果,建议应当根据振幅变化计算出压浆后的浆液填充长度,并换算成填充率,压浆后的填充率建议不小于70%。
4.江广高速注浆施工验收标准与验收结论
4.1验收标准的建立
根据前文分析结果,针对江广高速注浆施工的验收与评定,以弯沉和雷达作为检测手段,制定以下验收标准:
(1)弯沉验收标准采用双控指标,即单点检测结果应满足处治后下降幅度不小于50%或者处治后弯沉值不大于20(0.01mm),弯沉检测频率为每10m一个测点,且应保证每一个注浆段落均有弯沉测点,对于检测不合格的位置应进行二次注浆;
(2)雷达验收标准采用脱空填充率指标(填充率=已填充长度/脱空总长度×
100%),填充率须满足不小于70%的要求,雷达检测频率为每公里检测200m。
以上两个标准中,弯沉主要用于单点判断,雷达主要用于区域判断(由点到面),二者互为补充,弯沉与雷达验收标准须同时满足,
4.2验收结论
对于先导段来说,按照提出的验收标准进行验评,可以得出:
虽然整体合格率较高(98%以上),但仍有少数测点不满足要求,列于下表,共计18个测点,其中水泥浆注浆段落16个,地聚物注浆段落2个。
表4.1-1不满足验收标准的测点桩号
一车道桩号
左
右
备注
二车道桩号
K999+800
水泥浆
K1000+220
K1000+231
K1000+356
53
K1000+445
K1000+426
K1002+000
K1001+817
K1002+940
K1001+832
K1003+160
43
K1001+961
K1003+416
地聚物
K1002+900
K1003+355
备注:
表中“左”、“右”分别代表左、右轮迹带弯沉(0.01mm)。
附表
注浆段落弯沉检测统计结果
起始桩号
终点桩号
长度
K999+712
K999+767
K999+720
10
14
0
5
K999+740
2
K999+730
K999+760
7
K999+750
12
K999+772
K999+770
K999+777
K999+782
K999+780
K999+815
33
24
K999+810
K999+820
K999+833
K999+825
K999+830
K999+844
K999+845
K999+854
K999+855
K999+870
K999+878
K999+892
K999+893
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