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摘要:在砼施工中,砼的裂缝是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,化学灌浆是砼缺陷处理的一项非常有效的施工方法,在水利水电工程中得到了广泛的应用。该文对化学灌浆法处理砼裂缝施工工艺进行了分析,并对砼裂缝采用化学灌浆法处理进行了探讨。
关键词:砼裂缝;化学灌浆;化学灌浆材料;裂缝处理
Abstract: In the concrete construction, the concrete crack is a widespread and difficult to solve engineering problems, and chemical grouting is concrete defects of a very effective treatment of construction method. Water conservancy and hydropower engineering have been widely used. The paper analyzes on chemical grouting method and treatment of concrete crack construction process, and the concrete crack the chemical grouting method and treatment are discussed.
Key Words: concrete crack; chemical grouting; chemical grouting material; crack processing
中圖分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:
一、前言
在砼施工中,砼产生裂缝是难以避免的。砼裂缝不仅对其结构产生了不良的影响,还可能对整个建筑物产生直接的危害,特别是水工建筑物,对位于水下部分的裂缝,会造成水沿裂缝渗漏,而对水位线以上的裂缝,则会由于气温的反复变化,使裂缝中的毛细水对结构物造成进一步的损伤,从而可能造成结构物的损坏。
二、砼裂缝类型
一般砼中出现的缺陷裂缝主要有:伸缩缝、施工缝、温度应力裂缝。
三、裂缝处理方法
目前,裂缝处理方法主要有打斜孔埋管法和无损贴嘴法。无损贴嘴法是目
前处理裂缝最先进的方法,具有工艺简单、无钻孔、无孔容耗浆、易找准裂缝、
对混凝土无损伤、成本低等优点值得大力推广,无损贴嘴法处理裂缝的难点是
渗水缝的贴嘴,采用ECH水下粘结胶进行渗水缝的贴嘴能最大承受1.3MPa的压
力,为贴嘴法处理渗水裂缝提供了条件。
四、裂缝处理化学灌浆材料的选择
化学浆材选择应掌握的原则:一是浆材的可灌性,所选化学浆材必须能
够灌入裂缝,充填饱满,灌入后能凝结固化,以达到补强和防渗加固的目的;
二是浆材的耐久性,所选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易起化学变化,
并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度,不易脱开,对于一些活动裂缝和不稳定
裂缝要特别注意这条原则。
五、钻孔灌浆工艺
工艺流程:施工准备→查缝定位→布孔、钻孔→清孔→安装灌浆塞、连接
灌浆泵→灌浆→清理施工现场→验收
1、 钻孔。采用进口电锤和Ф20的钻头钻孔。最大钻孔深度:85cm。伸缩
缝钻孔:距缝0.3m,钻60˚斜孔至上、下止水之间,孔深以过缝5cm~10cm最佳,开孔位置和孔斜避开上层止水,孔距1.5—2.0m。施工缝和细微裂缝钻孔距缝10cm,钻60˚斜孔,孔深30cra,孔距0.5~0.8m。
2、灌浆塞。采用利用膨胀原理加工而成的膨胀型灌浆塞,替代了需用环氧砂浆固定的灌浆塞,能够有效的避免用环氧砂浆固定灌浆塞过程中对灌浆孔的堵塞。并且在膨胀型灌浆塞内部设有两道单向阀,灌浆结束后,单向阀能够有效的防止灌入的浆材倒溢,保证了灌浆的质量。灌浆塞经独特设计,它由塞体和灌浆杆两部分组成。塞体所需钻孔孔径为ф18mm。
3、灌浆。灌浆顺序自下而上、由低向高,单孔逐一连续进行,并按如下工序进行灌浆:①灌注浆液从第一枚针头开始,当浆液从裂缝处冒出,立即停止,移人第二枚继续灌注,依次向前进行;②为使裂缝完全被灌满浆液,浆液在裂缝处未完全愈合时进行第二次注浆,第二次注浆与第一次间隔一段时间,但必须在浆液凝固前完成。
4、灌浆压力及结束标准。①伸缩缝灌浆压力及结束标准:灌浆时利用上层止水片出浆,灌浆开始时控制压力及进浆率,等绕过上层止水漏出的浆液初凝后,提高灌浆压力至1.OMPa,持续灌浆20min后即可结束灌浆;②施工缝、细微裂缝灌浆压力及结束标准: 由于上述两种裂缝较细,灌浆开始时控制压力和进浆速率,逐渐提高灌浆压力(一般不大于砼抗压强度的10%)至缝面出浆后,保持10min即可结束本孔灌浆,改灌相邻灌浆孔。当相邻孔灌浆后,缝面出浆不能连通时,应在两孔间补孔。
5、封孔。所有孔灌浆结束后,待浆液凝胶固化后,将裂缝表面止水针头取出,
清理干净,孔内使用丙乳砂浆进行封孔,表面恢复原状。
六、无损贴嘴法处理渗水裂缝
1、工艺流程:注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检
查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。
2、重要工艺技术要求:
2.1打磨:采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20cm的宽度,除去混凝土表
面杂物,以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。
2.2冲洗:是贴嘴法施工最重要的工序,用高压冲毛机沿裂缝开口向两边
冲洗,以保证缝口敞开无杂物。
2.3裂缝描述:用刻度放大镜测量裂缝宽度,并对裂缝走向及缝长进行描
述,用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。
2.4贴嘴:根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。规则裂缝缝宽小于0.3mm时
按间距20cm布嘴,缝宽大于0.3mm时按间距30cm布嘴;不规则裂缝的交叉点
及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上,贴嘴时用定位针穿过
进浆管,对准缝口插上,然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针,定位针未
粘附胶认定注浆嘴粘贴合格。
2.5封缝:贴嘴3h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住,2h后用碘钨灯将
混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍;待干后刮抹一层ECH-Ⅱ型粘胶;当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶三遍,待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后,用堵漏灵加固形成中间高,两边低的伞形封盖。
2.6灌浆:采用多点同步灌注方式,从下至上,从宽至窄,逐步推进,采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材,施工中采用稳压慢灌,每孔纯灌时间不少于90min,以保证灌浆质量。
2.7注浆嘴的清除:灌浆结束48h后铲除注浆嘴,混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。
2.8质量检查及验收:灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7d后进行。
a、压水检查:现场布骑缝孔,冲击钻造孔(孔径18~20mm、孔深10~15cm)后,采用单点法压水,压水检查压力为0.3MPa。合格标准:压水检查透水率q≤0.1Lu;b、钻孔取芯:取芯直径89mm,并进行岩芯鉴定、描述,绘制钻孔柱状图。
七、砼裂缝处理过程中应注意的问题
砼裂缝处理难度较大,对有渗水的裂缝处理难度更大,在处理过程中主要应注意以下几个问题:
1、浆材的正确选择:应选择低黏度、低收缩的环氧浆材。收缩大的材料需多次复灌,不但增加投入,而且复灌成功率小。目前采用主要是两种系列的改性环氧浆材,各有优缺点应根据缝的宽度、渗水情况及处理的结构要求,选择适宜的浆材。
2、推广贴嘴无损法施工:混凝土温度缝一般较细,且不在一个平面上,裂缝很难找准,浆材难以灌入,最好是采用贴嘴无损法施工,既减少了钻孔量,又可减少孔容、管容的浆材耗用量,降低成本;结构的厚薄、裂缝的深浅对钻孔的要求较高,为了找准裂缝的深度以便准确地布置灌浆孔,不得不打出大量的检查孔,对结构造成严重破坏。
3、避免微细粉尘对的影响:混凝土裂缝内部极不规则,其宽度受骨料、钢筋等的影响宽窄变化复杂,当化学浆液夹着微细粉尘在裂缝中灌入时,碰到较窄处,就会累积阻塞浆液通路。因此微细粉尘对的危害极大,但钻孔处理工艺无法避免粉尘影响。
4、从宽处往窄处灌浆最为有利,“从上至下,从宽至窄,从一边至另一边”,这是化灌的基本原则。温度裂缝的形成最先在混凝土表面形成,随着温度应力的作用持续向纵深方向发展,因此在混凝土表面的裂缝开合度最大,从缝口进浆对灌浆质量的提高极为有利。
5、必须保证连续稳定的灌浆压力:稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键,采用手摇泵灌浆很难做到这一点,应采用双液气压泵进行施工。
6、有效降低外水压力:裂缝中只要有水就会增加灌浆难度,应通过打排水孔的方法来降低外水压力,或采用封闭渗水岩体的方法减少裂缝的渗水量,提高浆材的粘接强度和灌浆效果。
7、灌浆施工中有效的排水排气:裂缝灌浆时应通过有效措施把孔中及缝面的水气排出,来提高可灌性。采用在孔中埋双管或在裂缝的缝口处埋排气嘴的方法可有效的排除裂缝中的水和气。
八、结束语
化学灌浆是砼裂缝处理的一项非常常见而有效的施工方法,广泛应用于水利水电等工程中,前景广阔。新材料、新工艺和新设备的采用,大大地提高了工作效率,缩短了工期,降低了处理的成本,具有良好的经济和社会效益。
关键词:砼裂缝;化学灌浆;化学灌浆材料;裂缝处理
Abstract: In the concrete construction, the concrete crack is a widespread and difficult to solve engineering problems, and chemical grouting is concrete defects of a very effective treatment of construction method. Water conservancy and hydropower engineering have been widely used. The paper analyzes on chemical grouting method and treatment of concrete crack construction process, and the concrete crack the chemical grouting method and treatment are discussed.
Key Words: concrete crack; chemical grouting; chemical grouting material; crack processing
中圖分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:
一、前言
在砼施工中,砼产生裂缝是难以避免的。砼裂缝不仅对其结构产生了不良的影响,还可能对整个建筑物产生直接的危害,特别是水工建筑物,对位于水下部分的裂缝,会造成水沿裂缝渗漏,而对水位线以上的裂缝,则会由于气温的反复变化,使裂缝中的毛细水对结构物造成进一步的损伤,从而可能造成结构物的损坏。
二、砼裂缝类型
一般砼中出现的缺陷裂缝主要有:伸缩缝、施工缝、温度应力裂缝。
三、裂缝处理方法
目前,裂缝处理方法主要有打斜孔埋管法和无损贴嘴法。无损贴嘴法是目
前处理裂缝最先进的方法,具有工艺简单、无钻孔、无孔容耗浆、易找准裂缝、
对混凝土无损伤、成本低等优点值得大力推广,无损贴嘴法处理裂缝的难点是
渗水缝的贴嘴,采用ECH水下粘结胶进行渗水缝的贴嘴能最大承受1.3MPa的压
力,为贴嘴法处理渗水裂缝提供了条件。
四、裂缝处理化学灌浆材料的选择
化学浆材选择应掌握的原则:一是浆材的可灌性,所选化学浆材必须能
够灌入裂缝,充填饱满,灌入后能凝结固化,以达到补强和防渗加固的目的;
二是浆材的耐久性,所选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易起化学变化,
并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度,不易脱开,对于一些活动裂缝和不稳定
裂缝要特别注意这条原则。
五、钻孔灌浆工艺
工艺流程:施工准备→查缝定位→布孔、钻孔→清孔→安装灌浆塞、连接
灌浆泵→灌浆→清理施工现场→验收
1、 钻孔。采用进口电锤和Ф20的钻头钻孔。最大钻孔深度:85cm。伸缩
缝钻孔:距缝0.3m,钻60˚斜孔至上、下止水之间,孔深以过缝5cm~10cm最佳,开孔位置和孔斜避开上层止水,孔距1.5—2.0m。施工缝和细微裂缝钻孔距缝10cm,钻60˚斜孔,孔深30cra,孔距0.5~0.8m。
2、灌浆塞。采用利用膨胀原理加工而成的膨胀型灌浆塞,替代了需用环氧砂浆固定的灌浆塞,能够有效的避免用环氧砂浆固定灌浆塞过程中对灌浆孔的堵塞。并且在膨胀型灌浆塞内部设有两道单向阀,灌浆结束后,单向阀能够有效的防止灌入的浆材倒溢,保证了灌浆的质量。灌浆塞经独特设计,它由塞体和灌浆杆两部分组成。塞体所需钻孔孔径为ф18mm。
3、灌浆。灌浆顺序自下而上、由低向高,单孔逐一连续进行,并按如下工序进行灌浆:①灌注浆液从第一枚针头开始,当浆液从裂缝处冒出,立即停止,移人第二枚继续灌注,依次向前进行;②为使裂缝完全被灌满浆液,浆液在裂缝处未完全愈合时进行第二次注浆,第二次注浆与第一次间隔一段时间,但必须在浆液凝固前完成。
4、灌浆压力及结束标准。①伸缩缝灌浆压力及结束标准:灌浆时利用上层止水片出浆,灌浆开始时控制压力及进浆率,等绕过上层止水漏出的浆液初凝后,提高灌浆压力至1.OMPa,持续灌浆20min后即可结束灌浆;②施工缝、细微裂缝灌浆压力及结束标准: 由于上述两种裂缝较细,灌浆开始时控制压力和进浆速率,逐渐提高灌浆压力(一般不大于砼抗压强度的10%)至缝面出浆后,保持10min即可结束本孔灌浆,改灌相邻灌浆孔。当相邻孔灌浆后,缝面出浆不能连通时,应在两孔间补孔。
5、封孔。所有孔灌浆结束后,待浆液凝胶固化后,将裂缝表面止水针头取出,
清理干净,孔内使用丙乳砂浆进行封孔,表面恢复原状。
六、无损贴嘴法处理渗水裂缝
1、工艺流程:注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检
查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。
2、重要工艺技术要求:
2.1打磨:采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20cm的宽度,除去混凝土表
面杂物,以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。
2.2冲洗:是贴嘴法施工最重要的工序,用高压冲毛机沿裂缝开口向两边
冲洗,以保证缝口敞开无杂物。
2.3裂缝描述:用刻度放大镜测量裂缝宽度,并对裂缝走向及缝长进行描
述,用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。
2.4贴嘴:根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。规则裂缝缝宽小于0.3mm时
按间距20cm布嘴,缝宽大于0.3mm时按间距30cm布嘴;不规则裂缝的交叉点
及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上,贴嘴时用定位针穿过
进浆管,对准缝口插上,然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针,定位针未
粘附胶认定注浆嘴粘贴合格。
2.5封缝:贴嘴3h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住,2h后用碘钨灯将
混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍;待干后刮抹一层ECH-Ⅱ型粘胶;当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶三遍,待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后,用堵漏灵加固形成中间高,两边低的伞形封盖。
2.6灌浆:采用多点同步灌注方式,从下至上,从宽至窄,逐步推进,采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材,施工中采用稳压慢灌,每孔纯灌时间不少于90min,以保证灌浆质量。
2.7注浆嘴的清除:灌浆结束48h后铲除注浆嘴,混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。
2.8质量检查及验收:灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7d后进行。
a、压水检查:现场布骑缝孔,冲击钻造孔(孔径18~20mm、孔深10~15cm)后,采用单点法压水,压水检查压力为0.3MPa。合格标准:压水检查透水率q≤0.1Lu;b、钻孔取芯:取芯直径89mm,并进行岩芯鉴定、描述,绘制钻孔柱状图。
七、砼裂缝处理过程中应注意的问题
砼裂缝处理难度较大,对有渗水的裂缝处理难度更大,在处理过程中主要应注意以下几个问题:
1、浆材的正确选择:应选择低黏度、低收缩的环氧浆材。收缩大的材料需多次复灌,不但增加投入,而且复灌成功率小。目前采用主要是两种系列的改性环氧浆材,各有优缺点应根据缝的宽度、渗水情况及处理的结构要求,选择适宜的浆材。
2、推广贴嘴无损法施工:混凝土温度缝一般较细,且不在一个平面上,裂缝很难找准,浆材难以灌入,最好是采用贴嘴无损法施工,既减少了钻孔量,又可减少孔容、管容的浆材耗用量,降低成本;结构的厚薄、裂缝的深浅对钻孔的要求较高,为了找准裂缝的深度以便准确地布置灌浆孔,不得不打出大量的检查孔,对结构造成严重破坏。
3、避免微细粉尘对的影响:混凝土裂缝内部极不规则,其宽度受骨料、钢筋等的影响宽窄变化复杂,当化学浆液夹着微细粉尘在裂缝中灌入时,碰到较窄处,就会累积阻塞浆液通路。因此微细粉尘对的危害极大,但钻孔处理工艺无法避免粉尘影响。
4、从宽处往窄处灌浆最为有利,“从上至下,从宽至窄,从一边至另一边”,这是化灌的基本原则。温度裂缝的形成最先在混凝土表面形成,随着温度应力的作用持续向纵深方向发展,因此在混凝土表面的裂缝开合度最大,从缝口进浆对灌浆质量的提高极为有利。
5、必须保证连续稳定的灌浆压力:稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键,采用手摇泵灌浆很难做到这一点,应采用双液气压泵进行施工。
6、有效降低外水压力:裂缝中只要有水就会增加灌浆难度,应通过打排水孔的方法来降低外水压力,或采用封闭渗水岩体的方法减少裂缝的渗水量,提高浆材的粘接强度和灌浆效果。
7、灌浆施工中有效的排水排气:裂缝灌浆时应通过有效措施把孔中及缝面的水气排出,来提高可灌性。采用在孔中埋双管或在裂缝的缝口处埋排气嘴的方法可有效的排除裂缝中的水和气。
八、结束语
化学灌浆是砼裂缝处理的一项非常常见而有效的施工方法,广泛应用于水利水电等工程中,前景广阔。新材料、新工艺和新设备的采用,大大地提高了工作效率,缩短了工期,降低了处理的成本,具有良好的经济和社会效益。