灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用（通用7篇）

篇1：灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

某污水处理生化组合池,由于施工原因,造成距底板表面300～500mm高度范围内大面积的蜂窝、露筋、孔洞等严重质量缺陷.通过采用HGM灌浆材料修复,保证了该池的.抗渗、承压等使用功能的要求.

作 者：王茂君 陈宇新 谢剑锋 朱元华  作者单位：浙江省台州建筑安装工程公司 刊 名：建设科技 英文刊名：CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(7) 分类号：X7 关键词：污水处理池   质量缺陷   灌浆材料   修复  

篇2：灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。尽管我们在施工中采取各种措施, 小心谨慎, 但裂缝仍然时有出现。究其原因, 我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中, 温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先, 在施工中混凝土常常出现温度裂缝, 影响到结构的整体性和耐久性。其次, 在运转过程中, 温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝, 因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因, 主要是温度和湿度的变化, 混凝土的脆性和不均匀性, 以及结构不合理, 原材料不合格 (如碱骨料反应) 、模板变形、基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 在表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到基础或老混凝土的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢, 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿, 表面干缩变形受到内部混凝土的约束, 也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料, 抗拉强度是抗压强度的1/10左右。由于原材料不均匀, 水灰比不稳定, 及运输和浇筑过程中的离析现象, 在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的, 存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中, 拉应力主要是由钢筋承担, 混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土的边缘部位如果结构内出现了拉应力, 则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度, 往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力, 因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 温度应力的分析

2.1 温度应力的形成过程

(1) 早期。

自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束, 一般约30 d。这个阶段的两个特征, 一是水泥放出大量的水化热;二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化, 这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2) 中期。

自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止, 这个时期中, 温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起, 这些应力与早期形成的残余应力相叠加, 在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3) 晚期。

混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起, 这些应力与前两种的残余应力相迭加。

2.2 温度应力引起的原因

(1) 自生应力。

边界上没有任何约束或完全静止的结构, 如果内部温度是非线性分布的, 由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如, 桥梁墩身, 结构尺寸相对较大, 混凝土冷却时表面温度低, 内部温度高, 在表面出现拉应力, 在中间出现压应力。

(2) 约束应力。

结构的全部或部分边界受到外界的约束, 不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下, 需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰, 计算温度应力时, 必须考虑徐变的影响, 具体计算这里就不再细述。

3 温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝, 减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

3.1 控制温度的措施

(1) 采用改善骨料级配, 用干硬性混凝土, 掺混合料, 加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

(2) 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;

(3) 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度, 利用浇筑层面散热;

(4) 在混凝土中埋设水管, 通入冷水降温;

(5) 规定合理的拆模时间, 气温骤降时进行表面保温, 以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

(6) 施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构, 在寒冷季节采取保温措施。

3.2 改善约束条件的措施

(1) 合理地分缝分块;

(2) 避免基础过大起伏;

(3) 合理的安排施工工序, 避免过大的高差和侧面长期暴露。

此外, 改善混凝土的性能, 提高抗裂能力, 加强养护, 防止表面干缩, 特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要, 应特别注意避免产生贯穿裂缝, 出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的, 因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中, 为了提高模板的周转率, 往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间, 以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模, 在表面引起很大的拉应力, 出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期, 由于水化热的散发, 表面引起相当大的拉应力, 此时表面温度亦较气温为高, 此时拆除模板, 表面温度骤降, 必然引起温度梯度, 从而在表面附加一拉应力, 与水化热应力迭加, 再加上混凝土干缩, 表面的拉应力达到很大的数值, 就有导致裂缝的危险, 但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料, 如泡沫海棉等, 对于防止混凝土表面产生过大的拉应力, 具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小, 因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下, 钢的各项性能是稳定的, 而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小, 在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7～15倍, 当内部混凝土应力达到抗拉强度而开裂时, 钢筋的应力将不超过100～200 kg/cm2。因此, 在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时, 对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝, 其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅, 但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

3.3 正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一

(1) 水灰比是影响混凝土收缩的重要因素, 使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

(2) 水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素, 掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量, 其体积用增加骨料用量来补充。

(3) 减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度, 减少混凝土泌水, 减少伸缩变形。

(4) 减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度, 大幅提高混凝土的抗裂性能。

(5) 掺加外加剂可使混凝土密实性好, 可有效地提高混凝土的抗碳化性, 减少碳化收缩。

(6) 掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当, 在有效防止水泥迅速水化放热基础上, 避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

(7) 掺外加剂混凝土和易性好, 表面易摸平, 形成微膜, 减少水分蒸发, 减少干燥收缩。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能, 我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究, 比单纯的靠改善外部条件, 可能会更加简捷、经济。

4 混凝土的早期养护

实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发, 保温应达到下述要求:

(1) 防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度, 防止表面裂缝。

(2) 防止混凝土超冷, 应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

(3) 防止老混凝土过冷, 以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护, 主要目的在于保持适宜的温湿条件, 以达到两个方面的效果, 一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩;另一方面使水泥水化作用顺利进行, 以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析, 新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失, 从而推迟或防碍水泥的水化, 表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期, 在施工中应切实重视起来。

5 混凝土补强修复

墙体混凝土强度能达到国家规范要求, 但混凝土出现裂纹, 对结构的安全性有一定的影响。为解决混凝土裂纹难题, 增强混凝土整体性, 采用高渗透改性环氧化学灌浆材料, 对裂纹混凝土补强修复的治理方案, 是当前在国内首选的补强修复混凝土裂纹的最佳方案。

(1) 在混凝土裂纹处打眼布孔, 技术要求:打眼深度15～25 cm (具体打眼深度可根据裂纹程度确定) 。

(2) 布孔距离20～30 cm。

(3) 对打眼内的灰层采用高压吹风方法清除干净。

(4) 灌浆。注浆压力在0.3 MPa, 采用多次注入法, 直到浆液将裂纹注满, 灌浆施工结束。

(5) 注浆施工工艺要求:竖裂纹灌浆注入法要求先从下往上依次注入。

(6) 具体施工步骤。布孔→成孔→清洁→埋管→封纹→灌注→待凝。

6 灌浆材料性能

高渗透改性环氧化学灌浆材料是通过对国内外领先水平的获中科院、中国专利局等多项奖励的成果 (中化-799化灌浆材) 在激发惰性稀释剂和固化体系上作了重大改进, 使其力学性能更好、渗透性能更优异、价格更便宜, 为第三代中化-798高性能化学灌浆材料, 即中化-799-Ⅲ新材料。

(1) 可灌性能好。浆液自身具有极强的渗透能力, 可渗入0.001 mm的微裂纹中。

(2) 对裂纹干燥度无要求, 并能对有漏水甚至涌水的裂纹施工使用, 具有大多数环氧类灌浆材料不具备的堵水补强特殊功能。

(3) 浆材固结体力学性能优良, 应用范围广, 具有补强、加固等功能, 固结体无毒, 无污染。

7 混凝土裂纹修复施工技术质量标准

基础混凝土裂纹, 采用高渗透改性环氧化学灌浆材料进行注浆补强修复后, 混凝土整体性及强度得到恢复, 混凝土裂纹处达到密实要求, 满足构件设计及安全使用的要求, 钻孔取心能达到密实要求。

7.1 质量保证措施

(1) 加强工程质量管理, 为保证工程质量, 明确分工与职责, 确保工程顺利完成。

(2) 严格按照施工措施执行, 设专人负责间距划分及钻孔, 专人负责调配灌浆料。

(3) 钻孔间距及深度应符合设计要求, 打孔深度根据裂纹程度确定, 孔内的灰层经高压吹风清除干净后方可进行下道工序施工。

(4) 裂纹注浆压力应控制在0.3 MPa, 必须将浆液注满达到密实的要求。

(5) 裂纹注浆后应经钻孔取芯达到密实要求。

(6) 技术资料要求完整, 真实。

(7) 现场设专职质量检查员负责检查验收工作。

7.2 安全保证措施

(1) 搭设的施工架体要牢固, 脚手板要铺牢平稳。

(2) 手持电动工具的电源线、插头、插座应完好。电源线不得任何接长和调换。

(3) 施工电动工具的外壳绝缘应完好无损。

(4) 压力泵要放平放稳, 专人负责操作。

(5) 按规定布线和装设夜间施工照明灯具。

(6) 施工范围应设护栏标志。

(7) 施工人员进行安全教育, 做到文明施工。

(8) 严格按照安全操作规程施工。

8 结 语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨, 虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论, 但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一, 同时在实践中的应用效果也是比较好的, 具体施工中要靠我们多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献

[1]GB50204-2002, 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

篇3：灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

【关键词】固结灌浆；帷幕灌浆；坝基；处理；应用

随着我国国民经济的发展，科学技术的进步，人们的生产生活与电力系统的关系日益密切，对电力系统运行的安全性和可靠性提出了更高的要求。因此，人们在水电站的施工建设的过程中，使用固结灌溉和帷幕灌溉这两种方式来对水电站的坝基进行处理，以提高水电站的质量。固结灌溉主要是针对水电站建设过程中所涉及到的岩石的整体性和均质性进行处理的，固结灌溉可以能够增加岩石所具备的的抗压强度和弹性模量，大大降低岩石发生变形或者是不均匀沉陷的几率。帷幕灌溉主要是针对水电站坝基中的渗水问题进行处理的，在坝基中设置一个防渗用的帷幕，从而有效的阻止或者是降低地下水向下渗透，以保障水工建筑物的正常运行，提高水电站运行的可靠性和稳定性。

1.习水县大合水电站工程的概述

我省的习水县大合水电站大坝工程是由进水口、拦河大坝以及引水隧洞等几个部分共同组成的，拦河大坝属于碾压砼重力坝的一种，坝顶高程是633.50m，坝顶的轴线距离是122.00m，最大坝高的距离为32.50m，这里所说的最大坝高距离并不包括齿槽的深度距离，在大坝上设置溢流表孔的数量是3个，溢流与堰顶之间的距离为3.00m，溢流表孔的宽度为6.00m。如果河流处于枯水期的话，河水面的高程距离是618.00mm，河水面的宽度在20-40m这个范围内，水深可达到2-5m。河谷的断面呈现出“V”字形，大坝的两岸地形较为陡峭，坝基和坝的两岸主要是砂岩层状，中间还夹杂着泥岩和泥质粉砂验等物质。

2.固结灌浆与帷幕灌浆在坝基处理中的应用

2.1灌浆工程量

此次工程施工包括很多方面，有隧道、大坝等方面灌浆施工工程，工程量涵盖620m的坝基固结灌浆、150m的洞内帷幕灌浆、770m的洞外帷幕灌浆。

2.2坝基施工布置

灌浆工程的安排可以依据工程施工的特点来进行施工布置。通过供风系统为隧道开挖和坝基开挖供风，并利用水泵来为坝基开挖供水，从离施工工地近的变压器接线，以用来供给建坝基所用的电。在坝基施工过程中产生的废水和废浆先用排水沟将其排到集水坑里进行沉淀，沉淀后，再用排污泵抽到施工区域以外即可。而对于岩芯以及坝基施工所产生的废渣等是需要人工将其集中后，再利用车辆进行运输，将它们运到指定的地点进行处理。全部灌浆需要根据所用的水泥液来进行集中制浆站的布置，再架设上管道用以输送，但是对输送管道的距离有明确的规定，不得大于200m。在制浆站里需要设置20m2的水泥库一个，普通的砂浆搅拌机200L左右的1台，高速搅拌机200L左右的1台；制浆站里还需要在输浆管道和灌浆工作面之间设置 100mm的输浆干管， 100mm的输浆干管上需要与 25mm的输浆短管相连接，有利于浆液可以在最短的时间内运输到各个灌浆机组。

在大坝坝基施工的过程中，需要先使用固结灌浆的技术，然后再使用帷幕灌浆技术。如果在大坝的坝基中，砼压重体已经达到了2米左右，这时就需要使用固结灌浆技术了，现将固结灌浆所用的周边孔钻出，然后再钻中间孔。该工程在帷幕灌浆与固结灌浆施工完成后，再进行钻孔灌浆技术的施工。帷幕灌浆与固结灌浆都需要按照对其进行加密处理。帷幕灌浆所使用的灌浆孔分为三序加密，并严格按照Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的顺序进行施工；固结灌浆则需要按照二次序孔加密的方法进行加密。固结灌浆与帷幕灌浆都是在基础砼层的强度已经达到50%时，才能进行这两项技术的施工，帷幕灌浆孔应该先对坝体砼和基层接触段处的灌浆施工，然后再进行下段次的灌浆施工。

3.灌浆技术的施工方法

3.1钻孔

在钻孔时，需要使用机钻进行全部钻孔的施工，一般情况下，都是使用轻型回转钻机、金刚石钻机以及硬质合金钻机等钻机进行施工。浅孔就不需要使用岩芯进行钻孔，可以通过冲击回转钻机进行钻孔的施工。

3.2灌浆

帷幕灌浆可以使用自上而下或者是自下而上的方法进行灌浆施工，灌浆接触段可以设置成2m，其余的段设置成5m为一个阶段进行施工，如果碰到特殊情况的话，可以根据施工现场的实际情况，对段进行适当的增减，但是不能超过10m。在岩基段进行固结灌浆孔的施工，孔之间的距离不得小于6m，使用全孔一次灌浆的方法进行；超过6m时，需要在监理人的指示下或者是和帷幕灌浆施工方法一致的施工方法进行。进行帷幕灌浆施工时，需要使用孔内循环方式的分级升压方式进行施工，在距离灌浆段底部0.5m处塞上灌浆塞，防止漏浆现象的出现。固结灌浆是通过孔内循环或者是纯压的方式进行施工。

自上而下的灌浆施工工艺流程如图一所示：

图一 自上而下的灌浆施工工艺流程

自下而上的灌浆施工工艺流程如图二所示：

图二 自下而上的灌浆施工工艺流程

3.3冲洗

灌浆孔在进行灌浆施工之前，需要对孔壁和裂隙进行冲洗，并且要到清洗水变清为止，一直持续10分钟左右就可以亭子，冲洗可以使用压水冲洗和风水联合冲洗两种方法进行。如果是单控冲洗时间不得少于30分钟，如果是孔与孔之间是串联的，则冲洗时间不得少于2个小时。灌浆孔或者是灌浆段在进行完裂隙冲洗之后，需要接着进行灌浆施工。在使用风水联合冲洗施工时，具备一定压力的风、水两个管道既可以同时与单管相接入，又可以分别与单管相连接，接入到孔底结束，孔口可以通过阀门进行控制，以此来控制孔口的开合程度，并向孔内交替传输水、风，孔内或者是缝隙内的杂物就可以随着风与水的混合体就可以流出来了，流出的水变清澈之后，时间再持续10分钟就可以结束灌浆孔的冲洗。

3.4压水试验

孔内冲洗结束之后，就可以对灌浆孔进行压水试验了，可以通过“简易压水”、“五点法”以及“单点法”等三种方式进行压水试验。压水试验时所用的压力是灌浆压力的五分之四左右，当该值比1MPa大时，就按1MPa进行。等压水试验进行20分钟之后，间隔5分钟就需要对压水流量的数值进行读取，最后读取的流量值可以作为计算流量使用，并将计算结果用透水率进行表示。通过五点法以及单点法这两种方式进行压水试验时，需要按照标准SL62-94中的附录A进行。

在帷幕灌浆的过程中，需要对灌浆孔自上而下进行分段的压水试验，并根据施工图纸上标注的方法进行。其他孔内的各个灌浆段可以先使用简易压水试验。如果想对孔进行检查，那么就得使用五点法压水试验。

在进行固结灌浆时，当进行到灌浆之前，就需要根据帷幕灌浆中的要求，进行简易的压水试验，并对钻孔内的耗浆情况进行计算，并对成果资料进行分析，在固结灌浆中，检查孔的数量应该占到整个固结灌浆孔总数的5%以上。

在进行压水试验之前，需要对灌浆孔内的稳定水位进行观测，如果孔的内部出现漏水，则还需要对孔内的漏水量进行测量。

压水试验的计算公式：

如果是通过单点法进行灌浆孔的压水试验，则可以通过下面的公式进行计算：q=Q/PL

公式中，Q——压入水的流量L/min；

P——进行压水试验的段中的全压MPa；

L——压水试验段的长度；

p——透水率Lu。

如果是通过五点法进行灌浆孔的压水试验，则可以通过下面的公式进行计算：q=Q/PL，只不过这个公式需要求出透水率的值，然后再根据各个阶段得到的压水试验的资料，将P与Q之间的曲线绘制出来，以供确定P与Q的曲线类型使用。

3.5灌浆材料

在坝基的灌浆施工中，通常都是使用普通的硅酸盐水泥或者是硅酸盐大坝水泥进行施工，水泥的标号是425#，与坝体接触并用来进行灌浆的水泥标号是525#，在大坝施工中，一定要保证使用的水泥质量。进行灌浆时所使用的水的温度，一定要保持在40℃以下，在水泥浆液中掺砂与粉煤灰时，它们的粒径要保持在2mm以下，细度模数要在2以下，粉煤灰的级别要在Ⅲ级，这些物质的掺入量必须要得到监理工作人员的认可。

3.6钻孔灌浆设备

一般情况下，坝基的钻孔都是使用XY—2PC型的轻型回转钻机，为了加快钻孔灌浆的施工进度，如果钻孔是一个浅孔且不需要取芯的钻孔，就可以使用XU150型号的冲击回转钻机进行施工。灌浆设备通常情况下，都是型号为35/100、100/100的灌浆机，每台灌浆机都有与之配套的高速和普通两种类型的搅拌机。

4.结语

综上所述，固结灌浆和帷幕灌浆已经成为坝基处理中的最主要施工手段，有利于提高坝基的施工质量，延长水工建筑物的使用寿命。只有严格按照固结灌浆和帷幕灌浆的操作标准进行，才能有效的避免质量事故的发生，只有在认真操作和熟练掌握原理、方法的前提条件下，才能更好地运用固结灌浆和帷幕灌浆。

【参考文献】

[1]曹兴山，陈志猛，陈厚军.帷幕灌浆在坝基防渗处理中的应用——以新疆乌什水水库为例[J].中国地质灾害与防治学报，2009（01）.

[2]曾凡杜.坝面帷幕灌浆技术在竹银水库主坝坝基处理中的应用[J].水利水电科技进展，2011（06）.

[3]阎海.固结灌浆与帷幕灌浆在新疆某工程中的应用[J].水利建设与管理，2011（05）.

篇4：灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

混凝土建筑物裂缝是导致工程建筑物损坏的主要原因。混凝土裂缝产生的原因很多, 有变形引起的裂缝:如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝;有外载作用引起的裂缝;有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等。

2 化学灌浆在对裂缝处理前期准备工作

2.1 裂缝的分类处理

Ⅰ类:表面缝宽δ<0.2mm, 缝长50cm≤L<100cm, 缝深h≤30cm;

Ⅱ类:表面缝宽0.2mm≤δ<0.3mm, 缝长100cm≤L<200cm, 缝深30cm≤缝深h<100cm, 且不超过结构厚度的1/4;

Ⅲ类:0.3mm ≤ 表面缝宽δ<0.4mm, 缝长200cm≤L<400cm, 缝深100cm<缝深h≤200cm, 或大于结构厚度的1/2;

Ⅳ类:表面缝宽δ>0.4mm, 缝长L≥400cm, 缝深h≥200cm或基本将结构裂穿 (大于2/3结构厚度) 。

化学灌浆主要用于Ⅱ类～Ⅳ类裂缝处理, Ⅲ类～Ⅳ类裂缝, 除进行化学灌浆处理外, 还需进行补强加固处理。

2.2 裂缝处理的机理

结构补强主要以“灌”为主, 要求化学灌浆后其抗压、抗拉、粘结、抗老化等性能指标符合技术要求。

2.3 裂缝的检查

混凝土裂缝检查采用外观普查、钻孔压水 (压风) 检查和超声波检查相结合的综合检查方法, 检查项目包括缝宽 (表面缝宽) 、缝深、缝长、裂缝方向、所处部位、及缝面是否渗水、溶出物等。

(1) 外观普查。

先用人工对混凝土裂缝发育情况进行仔细检查, 逐一编号, 并做好标记, 再用读数放大镜、赛尺和米尺等测缝仪测量裂缝宽度长度 , 对其产状进行素描并绘制成图表。

(2) 钻孔压水 (压风) 检查。

对一般裂缝, 可采用钻孔压水 (压风) 法检查裂缝深度, 沿裂缝走向每隔2m～3m, 在裂缝一侧或两侧以不同倾角打斜孔穿过缝面 (穿过缝面不小于 0.2m) , 进行钻孔压水 (压风) 检查。钻孔直径为56mm。对于干缝采用压风检查, 风压0.15MPa ～0.2MPa;对于湿缝, 采用压水检查, 压水压力0.2MPa～0.25MPa。压水 (压风) 压力可根据现场情况进行调整。若压水 (压风) 裂缝表面出水 (风) , 说明钻孔过缝且缝深大于钻孔穿过缝的垂直深度;若出现表面无水 (风) 冒出的钻孔。则基本认定此时斜孔与缝的交点至混凝土表面的垂直距离即为裂缝深度。压水 (压风) 过程中, 应密切注意钻孔与缝面连通情况及外漏情况等。

(3) 超声波检查。

对于初步判断为深层或贯穿性的裂缝, 应布置2～3组钻孔进行超声波检查裂缝深度, 每组为2个检查孔, 分布在裂缝两侧, 距缝80cm～100cm, 钻孔孔径根据超声波探头大小确定, 一般应不小于ϕ56mm。对于平面裂缝, 检查孔为垂直孔, 对于侧 (立) 面裂缝, 检查孔应布置成向下倾斜10°～15°的斜孔, 以保证钻孔内能注满清水, 满足检查时超声波的发射、传导和接收要求。

2.4 检查成果资料

各部位的混凝土裂缝经检查后, 要求准确提供正式成果资料, 检查成果应包含 (但不限于) 以下内容:

检查方法及工艺的详细说明;

裂缝分布图;

裂缝产状说明表, 包括裂缝宽度、深度 (注明检查方法) 、长度, 以及检查过程中有无掉钻、卡钻情况, 压水 (压风) 过程中外漏情况等特殊情况的说明。

3 化学灌浆施工

3.1 化学灌浆材料的选用

化学灌浆材料品种较多, 性能各异。理想的化学灌浆材料其一般性能应符合下列要求:

(1) 浆液稳定性好, 常温常压下能存放一定时间;

(2) 浆液是真溶液, 粘度小, 流动性、可灌性好;

(3) 浆液固化时间可按需要进行调节和控制;

(4) 固结体的耐久性好, 不受温度等条件影响;

(5) 浆液在固化时收缩率小或不收缩;

(6) 固结体有良好的抗渗性能;

(7) 固结体的抗压、抗拉强度高, 与被灌体有较好的粘接强度;

(8) 浆液绿色无毒无污染。

目前应用于混凝土裂缝处理的化学灌浆材料可分为两大类:一是防渗止水类, 有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等;二是加固补强类, 有环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、非水溶性聚氨酯浆等。

一般宽度大于0.2mm的裂缝采用聚氨酯浆材进行灌浆处理;小于0.2mm裂缝采用环氧树脂胶封缝 (对于干燥缝:采用改性环氧树脂基液封堵;对于潮湿缝:尽可能采用水溶性聚胺脂灌浆。

3.2 灌浆温度

在对混凝土裂缝进行化学灌浆时温度易在15-20℃左右。

3.3 灌浆工艺和流程

(1) 缝口打磨。

沿裂缝走向用砂轮将结构表面打磨平整, 打磨宽度为裂缝两侧各8cm, 打磨长度应磨至裂缝端部后再延长50cm。

(2) 钻孔。

根据裂缝压水 (压风) 和超声波检查情况, 通过对混凝土裂缝实地调查和分析, 对灌浆孔的布置进行详细设计。化学灌浆孔和水泥灌浆孔在钻孔方面差别不大灌浆孔位与设计孔位的偏差值不应大于 10cm, 孔深应符合设计规定。考虑到小口径钻孔的进尺快, 灌浆时孔内占浆少, 可有效降低施工成本, 在满足正常灌浆的前提下, 采用较小的灌浆孔孔径, 孔径宜在10mm～20mm范围。

钻孔有骑缝孔和斜孔两种形式, 布置要求如下:

①当裂缝深度不大于1.0m时, 一般采用骑缝孔, 骑缝孔钻孔深度15cm～20cm, 钻孔间距30cm～50cm, 在钻进过程中, 应密切观察裂缝缝面的走向, 顺缝面钻进。

②当裂缝深度大于1.0m时, 采用骑缝布孔和斜孔结合布置, 斜孔深度应穿过裂缝缝面至少20cm, 当裂缝深度较深时, 斜孔可分浅孔、中孔、深孔等多层布置, 以保证浆液均匀填满缝面灌浆, 斜孔倾角45°～60°, 孔斜误差不大于2°。钻孔过程中可以通过压水或压风检查钻孔是否已穿过裂缝缝面。

③在进行裂缝检查的部位, 具备条件的前期裂缝检查孔可作为灌浆孔, 为减小灌浆量, 孔内可放置一根短钢筋。

(3) 裂缝清洗。

钻孔完毕, 将冲洗枪头 (枪头管径不宜超过钻孔孔径1/2) 插入孔底采用高压水和无油高压风轮换冲洗, 吹净孔内粉屑。考虑到固结化学灌浆材料主要是环氧树脂类材料, 在无水或少水的情况下可获得更高的强度, 从而保证灌浆质量, 故规定如采用环氧树脂类材料作为灌浆材料时, 宜以压丙酮代替压水。

(4) 灌浆嘴埋设及缝口封闭。

将灌浆嘴埋入灌浆钻孔, 吹干裂缝表面灰尘后, 采用环氧胶泥对灌浆嘴周边和裂缝表面进行封闭, 确保灌浆时浆液不外漏。

(5) 压水压风检查。

逐孔进行水、风轮换冲洗, 查明管道畅通、缝面外漏情况, 若有外漏应及时处理, 灌浆前用无油高压风吹尽孔、缝内的积水待灌。

(6) 灌浆。

进行化学灌浆时, 浆液温度应根据选定的灌浆材料确定, 浆液温度应有利于延长其凝结时间、降低浆液粘度, 并不得高于20℃。灌浆压力采用0.2MPa～0.3MPa。灌浆压力应逐级升至设计压力值。灌浆顺序按“自内而外, 自下而上, 由一端至另一端”的原则有序进行, 以单孔或多孔并灌的进浆方式进行, 灌浆压力不得超过设计压力, 灌浆结束标准为孔内不吸浆, 屏浆20min结束。

(7) 表面处理。

灌浆完成后, 割除外露灌浆嘴 (割除部位在结构表面以下1cm) , 灌浆嘴管口涂抹环氧胶泥封闭, 然后将结构表面打磨平整, 以满足相应部位结构平整度要求。

3.4 特殊情况处理

在对混凝土裂缝进行化学灌浆时, 常出现冒浆、漏浆、串浆、中断、孔口涌水、灌浆压力或注入率突变等特殊情况。对此, 许多工程中采取了先迅速降压的方法处理, 低压灌注一段时间后, 如果注入率变化不大或继续增加, 则采用改变浆液配比、低压长时间灌注、间歇等措施。

3.5 灌浆效果检查

灌浆效果检查采用钻孔取芯和压水试验的方法进行。对芯样进行外观检查外, 确认裂缝是否已灌填密实;压水孔可结合取芯孔进行, 也可单独钻孔, 压水检查压力0.2MPa, 合格标准为:透水率不大于0.1Lu。检查以抽检形式进行, 检查不合格的部位应进行补灌。

4 影响化学灌浆效果的因素

影响注浆效果的因素有:化学灌浆施工方法、注入压力、浆液、凝胶时间等多种因素。对于同一裂缝在已确定灌浆材料的情况下, 注入压力、孔距、注浆量成为注浆设计的重要因素。

4.1 孔距

浆液的扩散半径与浆液的流变特性、胶凝时间、注浆压力, 注浆时间等因素有关, 在地层均匀的情况下, 按照理论公式计算。但在实际中, 由于影响因素太多, 理论计算的扩散半径与实际相差太大。在有条件下, 可进行单孔注浆试验。

注浆范围和注浆半径确定后, 就可以确定孔间距。确定孔间距进, 既要考虑最大限度地发挥每个注浆孔的作用, 减小工程造价, 又要考虑孔与孔之间的相互搭接, 达到均匀受浆。对于加固注浆一般采用等距布孔, 梅花型布置。孔间距一般为0.8R (扩散半径) , 排间距为孔距的0.87倍。在砂性土层渗透, 孔距取0.8～1.2m;在粘性土层, 注浆孔间距取1.0～2.0m。

4.2 注浆压力

注浆按压力分为静压注浆和高压喷射注浆。后者的压力较高, 一般在20～70MPa之间, 而静压注浆压力较低, 注浆压力随着浆流遇到的阻力增大而升高, 浆液注入后为流动状态。通常所说的注浆就是指静压注浆。注浆压力控的好坏是注浆成败的关键。一般在处理混凝土裂缝施工时压力采用0.2～0.3MPa。

4.3 注浆量

注浆量的计算应考虑注浆类型、岩土的孔隙率和裂隙率, 浆液完填程度, 注浆量的理论计算方法针对不同的注浆类型和注浆地层而不同。比较合理的办法是在现场通过观测到的注浆压力的变化来决定注浆量。

4.4 灌浆设备

化学灌浆的设备至少包括, 注浆管;钻孔机;注浆用泵或空压设备及止水设备, 制备和储存浆液的容器等。

5 结语

化学灌浆法是化学与工程相结合, 应用化学科学和化学浆材解决混凝土裂缝处理 (加固补强、防渗堵漏) , 保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项工程技术。对混凝土裂缝采用化学灌浆法进行处理, 不仅能打破水泥灌浆处理裂缝的局限而且能够取得良好的效果。随着化学灌浆技术的发展和进步, 化学灌浆成为现代工程中处理混凝土裂缝一项先进技术。然而我国至今还没有一部全国性行业标准和化灌施工规程、规范, 应立即着手进行制订。

摘要：混凝土的裂缝是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题, 对化学灌浆法处理混凝土裂缝施工工艺进行了分析, 并对工程建筑中混凝土裂缝采用化学灌浆法处理进行了探讨。

关键词：化学灌浆,混凝土裂缝,化学灌浆材料,防渗止水,结构补强

参考文献

[1]蒋硕忠.我国化学灌浆技术发展与展望[J].长江科学院院报, 2003, (05) .

[2]冀玲芳, 李养平, 环氧树脂砂浆在混凝土修补工程中的应用[J].天津建设科技, 2001, (4) :14-15.

[3]肖田元, 邢京萍.化学灌浆的发展与应用[A].98水利水电地基与基础工程学术交流会论文集[C].天津:天津科学技术出版社, 1999, 299-306.

篇5：帷幕灌浆在透水地基处理中的应用

关键词：帷幕灌浆 地基处理 防渗

1工程概况

桂林市东区污水处理厂扩建工程总投资约8000万元，其中设备安装投资约2000万元，污水处理厂设计总规模为10万m3/d，建筑用地面积为22587m²，建筑面积为7258m²。建、构筑物包括综合楼、粗格栅进水泵站、二沉池、鼓风机房、仓库及维修车间、生物池，及配套道路、挡土墙围墙等工程。

根据桂林市勘察设计研究院提供的勘察报告揭露，場地位于桂林漓江东面，场地地貌单元为漓江Ⅱ级阶地与漓江Ⅰ级阶地交界处，其场地北面以第四系上更新统冲洪积之粘土、含卵石粉质粘土为主，场地南面以第四系全部统冲积之粘土、粉质粘土、砂、卵石为主，下卧岩石为上泥盆统融县组灰岩，浅层岩溶发育，石灰岩中溶洞、溶隙、“鹰嘴岩”等岩溶现象强烈发育。现场自然地面绝对标高为147.60，地下水位在标高142.79m～148.05m之间。场地主要土层有：人工填土、耕土、淤泥、第四系全新统冲积之粘土、粉质粘土、粉土、细砂、中砂、卵石及第四系上更新统冲洪积之混合土。下部基岩为上泥盆统融县组石灰岩。经勘察、设计现场确认，粗格栅、进水泵房、生物池、沉淀池均需做灌浆处理。

2帷幕防渗技术指标及参数设计

由于本工程地质情况复杂，为确保帷幕灌浆工程达到预期的防渗效果，帷幕灌浆施工前，由于粗格栅、进水泵房部位地质情况较复杂，具有代表性和典型性，因此选定此处进行帷幕灌浆试验，以确定合理的灌浆压力、最优水灰比，检验设计孔距、排距及孔深的合理性，为施工提供切实可行的技术参数，指导施工的顺利进行。止水帷幕灌浆试验段历时42天，完成灌浆试验一项，完成工程量482m，完成灌浆工程量见表1：

通过以上试验确定如下技术参数：

（1）孔深与段长：孔深根据每一个单元设置的先导孔的压水试验确定，以深入相对不透水岩体以下3 m 控制，同时要求终孔段应满足透水率≤3 Lu否则自动加深；灌浆段长第一段2m，第二段5m，第三段5m，以下各段5m。

（2）灌浆压力：按规范要求通过试验确定如下施工压力：

表2灌浆压力表

（3）灌浆材料采用普通32.5级水泥浆，浆液浓度由稀到浓，水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1七个比级，根据现场岩石吃浆情况建议将开灌水灰比调整为3：1。

（4）结束标准：当注入率不大于1L/min 时，继续灌注30min，即可结束灌浆。

（5）质量合格标准：检查孔压水试验透水率q≤3.0 Lu。

3施工方法

（1）灌浆按分序加密的原则进行，由两排孔组成的帷幕，先进行下游排的灌浆，然后进行上游排的灌浆；同排灌浆孔分三序施工，先施工一序孔（在一序孔中先施工先导孔），再施工二序孔，最后施工三序孔。

（2）施工工艺流程（如图1）

图1施工工艺流程图

（3）施工方法

①钻孔

帷幕灌浆钻孔采用地质钻机和冲击回转钻机先导孔、灌后检查孔钻孔采用地质回转钻机根据地层情况选用金刚石钻头或硬质合金钻头钻进。钻孔直径Φ75mm，钻进过程中保证钻孔倾斜率满足精度要求。

②取芯

先导孔、质量检查孔均钻孔取芯在完整的岩石中，采用单管钻具取芯在断层、破碎带孔段，采用孔底反循环或单动双管钻具采取岩芯。钻取岩芯按取芯次序统一编号，填牌装箱，芯样拍照并绘制钻孔柱状图和进行岩芯描述。

③钻孔冲洗

每段灌浆孔钻孔结束后均采用大水量进行钻孔冲洗，如冲洗效果不理想时，将根据情况选择压力水冲洗或风水联合冲洗直到孔口回水澄清后10min，单孔不少于30min，孔内残存的沉积物厚度不大于20cm 结束。灌浆孔（段）裂隙冲洗后，该孔（段）要立即连续进行灌浆作业，因故中断时间间隔超过24h，则要求在灌浆前重新进行裂隙冲洗。

（4）压水试验

试验段帷幕灌浆孔在每一段钻孔施工结束后均进行了压水试验，用以了解岩石的渗透性及确定孔深。压水试验采用单点法，压力为灌浆压力的80%。

单点法压水试验的具体方法按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001 中附录A 的有关要求进行。压水试验成果按下述公式计算透水率q 值：

q=Q/p.l

式中q———透水率（Lu）；（1Lu 相当于1.0×10-5cm/s）

Q———压入流量（L/min）；

p———作用于试段内的全压力（MPa）；

l———试段段长（m）。

压水试验稳定标准：在规定的压力下并保持稳定后，每5min 测读一次压入流量，连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min 时，压水试验即可结束，取最终值作为计算值。

（5）制浆

①水泥：灌浆采用普通硅酸盐水泥，强度等级为PO32.5R，细度要求为通过80um 方孔筛的筛余量不宜大于5%。

②水：灌浆用水采用饮用水，水温不超过40℃。

（6）灌浆

①施工方式和灌浆段长帷幕灌浆采用自下而上分段灌浆的方法，孔内循环方式进行灌注。施工中，根据岩石裂隙发育程度、破碎情况等地质因素，帷幕灌浆接触段段长为2.0m，第二段段长为5.0m，如孔底段压水试验大于3Lu 的孔，应加深3m 灌浆段,依次类推,直至达到q≤3Lu 要求。

②灌浆压力

根据试验段成果各序各段所采用的灌浆压力如下：

③浆液配比及浓度变化灌浆浆液的浓度应由稀到浓逐级变换，浆液水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.5:1：0.5:1 七个比级，开灌水灰比采用3:1。浆液浓度变化遵循以下几个方面：

a、当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变而压力持续升高时，不改变水灰比；

b、某一级浆液的注入量已达300L 以上或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级灌注；

c、当注入率大于30L/min 时，可根据具体情况越级变浓。

④灌浆结束标准及封孔方法结束标准：当注入率不大于1L/min 时，继续灌注30min，即可结束灌浆。

封孔：采用“人工封孔”方法进行封孔，采用自下而上灌浆法，一孔灌浆结束后通常全孔已经充满凝固或半凝固状态的浓稠浆体，在这种情况下可直接在孔口段进行封孔。待孔内水泥浆液凝固后，孔口空余部分采用干硬性水泥沙浆人工封填捣实。

4施工难点及问题处理

(1)钻孔过程中，孔位超偏处理

在钻孔过程中，由于钻压过大、钻机固定不牢、地质条件突变（陡倾角裂隙）等原因易造成孔斜超偏。为防止孔斜超偏，在钻孔过程中需控制：①每钻进5～10m 用测斜仪对孔斜进行测量，对于超偏孔做到早发现、早处理；②每次加钻杆后对钻机立轴进行校正；③在地质条件比较复杂的孔段降低钻压、慢速钻进。

(2)灌浆过程中，发现注入率较大处理

由于该段岩石节理异常发育存在大量裂隙，在2#地块WB208 分段一序孔第二分段灌浆过程中发现注入率始终达不到灌浆结束标准。为此我们首先查找有无外漏点，经现场检查确认无外漏。

在灌浆注入率较大而无外漏时，需要控制灌浆压力使之与注入率相匹配，因为注入率较大说明裂隙比较发育，地质条件较差，因而浆液与基岩的接触面较大，这时如果升至高压，裂隙会产生较大的扩张，很可能会导致砼产生有害抬动。在浆液注入率较大时，我们加强抬动观测，灌浆压力值由0.5Mpa 降到0.2Mpa。

在裂隙比较发育的地层中，在浆液比级相同的情况下，裂隙中的浆液压力衰减较慢，故较小的灌浆压力也能得到较大的扩散半径，为此采取措施降低浆液的流动性，例如采用浓浆灌注，将水灰比由3:1调浓到0.6:1。

经过上述措施注入率达到了结束值，灌浆顺利结束。

(3)灌浆过程串浆

由于现场地质条件原因施工过程中经常发生在其中一个孔灌浆时附近一个或几个孔同时冒浆的现象，我们采取一泵一孔同时灌浆的措施，避免了对串浆孔重新扫孔冲洗，既提高了工作效率又保证了质量。

(4)对于断层和剪切带软弱夹层的处理

在钻进过程中，遇到岩石破碎、失水、掉钻、卡钻且灌浆不起压，吸浆量很大时，可灌注浓水泥浆和混合浆液，直至断层通道堵塞为止。然后再将此段重新钻出，再作高压水泥灌浆，最后再增补适量的斜孔，孔深应穿过断层带5～10m，并将压力提高1.0MPa。

若遇到剪切带软弱层可采取“泵送高压力水喷射冲洗法”和“下置栓塞进行高压挤密灌注技术”，但要严密监视其抬动变形情况，严格控制升压速度，使注入率与灌浆压力符合要求。

5质量检查

帷幕灌浆质量检查应以分析孔压水试验成果为主，结合钻孔取岩芯资料、灌浆记录等评定其质量。从2 个检查孔灌浆成果资料中可看出2 孔平均透水率均小于q≤3Lu 符合设计要求。

结束语

通过各单元检查孔成果分析透水率均≦3Lu 满足设计要求。实践证明该方法在裂隙发育地层的防渗处理是切实有效的。该方法施工效率较高每一单元工作面提供出来3 天内即可完成灌浆作业对后续施工和节点目标的完成提供有力保证。

参考文献：

[1]DL5148—2001T,水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].

[2]李志华，陈德汉，梁元宇．向阳山水库坝基高压喷射灌浆防渗技术[J].黑龙江水专学报，2006，（2）.

篇6：灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

糯扎渡水电站位于云南省思茅市翠云区和澜沧县交界处的澜沧江下游干流上 (坝址在勘界河与火烧寨沟之间) , 是澜沧江中下游河段八个梯级规划的第五级。左岸泄洪隧洞进口靠近电站进水口右侧布置, 全长942.867米, 隧洞后段与左岸5#导流隧洞结合。有压段标准断面衬砌后为直径12米的圆形断面, 闸门控制段采用竖井型式布置工作闸门后无压洞段 (与5#导流隧洞结合) , 断面型式为城门洞型, 标准段衬砌后断面尺寸为12米×16米 (宽×高) 。

二、混凝土裂缝成因及主要预防措施

㈠裂缝成因温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同, 使混凝土表面产生一定的拉应力, 当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时, 混凝土表面就会产生裂缝, 这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。混凝土施工中当温差变化较大, 或者是混凝土受到寒潮袭击, 会导致混凝土表面温度急剧下降而产生收缩, 表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束, 产生很大的拉应力而产生裂缝, 这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。温度裂缝的走向通常无一定规律, 大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。裂缝的宽度大小不一, 受温度变化影响较为明显, 冬季较宽, 夏季较窄。此种裂缝的出现会引起钢筋锈蚀, 混凝土碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

㈡主要预防措施根据相关资料及糯扎渡实际经验, 尽量选用低热或中热水泥, 掺加外加剂, 减少水泥量以降低水灰比, 改善骨料级配, 降低水化热。改善混凝土的搅拌加工工艺, 采用二次风冷新工艺, 降低混凝土的浇筑温度。高温季节浇筑时可采用搭设遮阳板, 内部设置冷却管道, 通过冷水或者冷气冷却减小混凝土的内外温差。大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关, 要合理安排施工工序, 分层、分块浇筑, 以利于散热, 减小约束。预留温度收缩缝。加强混凝土养护, 混凝土表面应采取保温措施。综上所述, 防治混凝土裂缝应针对成因, 贯彻预防为主的方针, 完善设计及加强施工等方面的管理, 使混凝土结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝, 以确保结构安全。左岸泄洪洞混凝土施工中主要措施为合理分块、使用中热水泥、掺加外加剂、风冷骨料, 通冷却水及保温等措施。

三、设计对左泄混凝土裂缝处理的要求

左岸泄洪隧洞无压段0+559.276米至明渠段浇筑完成后, 底板及边墙出现裂缝, 施工及结构缝也出现局部张开。为保证左岸泄洪隧洞运行安全, 需对裂缝进行处理。对于缝宽小于0.1毫米可不做处理, 缝宽0.1毫米~0.2毫米采用表面封闭处理, 缝宽大于0.2毫米的裂缝采用化学灌浆处理, 结构缝宽大于0.1毫米的采用骑缝刻槽回填处理, 本文仅对化学灌浆裂缝处理进行描述。

四、施工工艺

本工程采用长科辽院自主研发的CW化学灌浆裂缝处理材料, 其主要组分为环氧树脂、水下固化剂和表面活性剂等。材料不仅粘度低, 而且接触角小、表面张力低、具有特优的湿润和浸润能力、可灌性好、固结体强度高, 更突出的优点是其与干、湿、含饱和水及有压流动水被灌体粘接强度超过同类产品, 抗渗和长期使用性能优良, 能广泛适用于断层破碎带及泥化夹层加固、基础防渗补强、混凝土及岩石裂隙, 特别是有压力水条件下微细裂隙的防渗加固, 在同类产品中处于领先地位。CW化学浆液是由A液和B液两组组成, A液为基液, B液为固化剂。

经过对所有裂缝进行普查后, 对需进行化学灌浆的裂缝进行处理, 裂缝处理的工艺流程为:裂缝描述—表面清理—布 (钻) 孔—安装灌浆管—封缝—压风检查—灌浆—灌后处理—质量检查及验收—注浆嘴清除、磨平处理裂缝表面—环氧胶泥涂刮。下面简要介绍化灌施工工艺, 首先需在同一条裂缝布, 灌浆孔采用骑缝孔和斜孔两种布孔方式, 预埋灌浆管。待灌浆管安装完毕后对缝口进行封缝处理, 封缝时以裂缝为中线用CW710环氧胶泥和堵漏灵砂浆进行封缝, 沿裂隙两侧8厘米范围打磨, 打磨深度5毫米, 冲洗干净, 并烘干, 刮抹CW710型粘胶, 待面胶基本固化, 用堵漏灵、水泥加固, 及时洒水养护。封缝完成后进行压风检查各孔的贯通情况, 做好详细记录。灌浆时按浆材要求配置浆液, A、B液调制比例为A:B=6:1, 搅拌均匀, 灌浆压力0.8兆帕。注浆采用同步多点 (6孔) 灌注方式。注浆的顺序及原则为自下而上, 从一侧至另一侧, 先宽后窄。同步多点, 逐步推进, 以浆赶水, 保持足够的压力和足够的进浆时间, 稳压闭浆。

灌浆结束48小时后, 铲除注浆管, 将不平整的部位及孔洞采用环氧砂浆封堵平整。开始进行喷水养护, 养护温度以20±5℃为宜, 养护5天~7天, 但不应有浸泡。养护结束后进行压水检查及钻孔取芯。

五、费用计算及成果分析

在裂缝处理方案出来后, 对照水电定额中化学灌浆子目进行研究分析, 定额中采用地质钻机300型进行钻孔, 钻孔深、孔径大, 适用混凝土重力坝等大体型混凝土裂缝处理, 与目前隧洞衬砌混凝土裂缝处理施工工艺差异大, 本项目中裂缝处理主要施工工艺包括表面清理、粘灌浆嘴、灌浆、表面处理、检查等, 主要为混凝土浅层裂缝封缝灌浆处理, 对照水电规造价[2004]0028号《水电建设工程预算定额》相应化学灌浆子目, 无法对应参照使用, 由于无相关定额可参考作价, 经询我国三峡电站、构皮滩电站及澜沧江公司流域其他电站也有使用化学灌浆进行裂缝处理, 但也无相关资料可作为费用计算依据的情况, 因此, 在开工前要求现场做好详细的资源投入消耗并每天进行签证确认 (因现场施工工程量较大, 根据实际情况, 要求至少两个单元的全部签证) , 现场签证要对人工、材料及机械实际投入进行详细真实的记录, 其中人工要对应到每个工时及施工内容, 为后期费用分析计算做好准备。

计量单位的选取, 针对裂缝的施工工艺, 裂缝计量主要有两种计量方法;一是以灌浆量为计量单位, 另一种是根据裂缝长度, 根据裂缝施工工艺及现场实际投入签证。经分析, 一般情况下每条缝耗浆量越大, 相对每千克浆液耗用时间越长, 另外需进行化学灌浆的裂缝在灌浆完成后均要对表面进行封闭处理, 灌浆嘴、灌浆管及钻孔、脚手架等工序与裂缝长度成正比, 如采用灌浆量进行计量, 则无法在费用审核时对这几个施工工序进行平衡, 如以灌浆量为计量单位, 则做出的单价仅能适应本施工项目, 对于电站其他项目的化灌就没有多少参价值, 也不能实际反应化灌的施工投入, 故在费用计算时按照裂缝长度作为计量单位。

现场签认记录资料搜集完整后, 共两个单元11条缝的全部资源投入现场记录, 但记录相对较为凌乱, 需对资料进行加工整理。首先根据投入人员对应水电定额中人工分类进行分类, 将每条缝中投入的经分类的人工、材料及机械进行汇总, 这个过程中应注意数据不能有任何遗漏, 对全部有记录的裂缝处理数据汇总完成后, 折算出每条缝每米用量并计算出单价, 再对资料根据耗用CW化学灌浆材料进行对比分析, 基本趋势为耗浆量越大单价相对越高。但因现场记录存在部分施工内容记录不准确, 如不同缝间穿插而导致每条缝记录有误差。特别是脚手架等为部分裂缝统一搭设而裂缝施工投入窜记的情况, 在左泄化灌费用计算中也有出现, 因此导致耗浆量大而单价较小的情况产生。

根据以上资料, 在计算综合单价时, 个别离差偏大的裂缝在汇总计算时要进行数据统计, 左泄化灌按照耗浆量分≤2千克、2千克~5千克、5千克~10千克以及≥10千克四个梯段统计, 统计时要注意将部分零星材料和机械汇总。加权平均到每米裂缝中, 作为零星材料及零星机械费计入每米单价, 在计算出各梯段综合单价后 (为考虑数据的合理性, 在此统计过程中将离差偏大的裂缝不纳入计算) , 再根据计算出的不同梯段综合单价采用内插及外延法计算出每米CW灌浆材料耗量1千克、2千克、5千克、10千克的单价, 最后根据所有裂缝的CW灌浆材料耗量分≤2千克、2千克~5千克、5千克~10千克以及≥10千克四个梯段统计, 计算出各梯段灌浆综合耗量, 采用内插法及外延法计算出各梯段综合单价, 计算出的每米CW灌浆材料耗量1千克、2千克、5千克、10千克的单价, 对电站其他部位也有一定的参考性。

通过以上方法计算出CW化学灌浆单价对应灌浆量趋势明显, 基本能反应出化灌的实际成本, 经核算并与国内其他项目类似项目进行比较, 平均单价基本接近。

六、结语

篇7：灌浆材料在修复混凝土污水处理池中的应用

关键词:建筑工程;楼板裂缝;环氧树脂;施工工艺

中图分类号:TU755.7 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)24-0075-02

1楼板裂缝形式

楼板裂缝最常见于房屋四周,其由于受到纵、横两个方向剪力墙或刚度相对较大梁的约束,限制了楼板的自由变形,因此在温差和混凝土收缩变化时,楼板在配筋薄弱处首先开裂,产生45 °左右的斜裂缝。虽然楼板斜裂缝对结构安全使用没有影响,但在房间存水的情况下会产生渗漏,易引起住户投诉,是裂缝防治的重点。

2原因分析

裂缝最为常见的有塑性收缩、干燥收缩和自身收缩。塑性收缩发生在混凝土凝固阶段,尤其是初凝阶段,此时水泥水化反应较强烈,混凝土中水分蒸发很快,可塑性也同时失去,塑性收缩量很大,尤其是水灰比大的混凝土;干燥收缩发生在混凝土凝固后,随着混凝土表面的干燥,表层混凝土体积缩小,而内部混凝土失水较慢,体积变化小,因内外变形的差异,使表面混凝土产生拉应力,而此时混凝土强度较低,便产生干缩裂缝;自身收缩发生在混凝土的后期硬化过程中,由于水泥的水化反应,体积会缩小,尤其是硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制的混凝土。

2.1设计因素引起的裂缝

高层住宅柱网较密,柱尺寸大,多数设置剪力墙,因此结构竖向刚度大,而楼板因跨度大,板较薄,其刚度较小,当混凝土发生变形时,在刚度突变部位容易产生应力集中现象,造成板角开裂;设计时按承载力计算,忽略了变形验算和构造要求,配置钢筋直径大,间距也偏大,当采用冷轧带肋钢筋代替热轧圆钢时最容易发生此类问题;楼板角部未设计放射筋,当角部弯距较大时出现角部裂缝;当楼板中埋置直径较大的水、电管,甚至管子重叠、交叉时,造成楼板局部混凝土厚度太小,很容易出现裂缝。

2.2施工因素引起的裂缝

模板支撑系统刚度不足或稳定性不够,造成局部变形过大,易产生平行于板边的跨中裂缝;拆模时间过早,结构无法承受自重而出现跨中裂缝;钢筋绑扎不规范,最常见的是负弯距筋未设置足够的马凳筋,承载力降低。负筋绑扎不牢,施工中无法保证钢筋间距均匀,不满足构造要求。角部施工时省略了构造筋,造成配筋不足;混凝土配比不正确;混凝土浇捣时振捣不密实,压光时间不当,或振捣时间过长,使粗骨料下沉,面层浮浆多;混凝土浇捣后养护不及时、不充分、表层失水太快,里层混凝土水化不足;混凝土搅拌时间不足导致混凝土中各成分不能均匀混合,影响强度。施工荷载的过早施加、超载也是造成混凝土早期裂缝的主要原因。

2.3材料因素引起的裂缝

水泥安定性不合格;粗、细骨料(砂、石)级配不良,造成骨料间孔隙率大,混凝土中游离水隐藏量多,密实度下降,从而导致强度下降。砂、石中含泥量高,不但会降低混凝土强度,而且抗裂性、防渗性受到明显的影响。砂、石颗粒偏细也将增加水泥用量和耗水量而影响强度;外加剂选择不当,其减水或膨胀效果不明显,未能达到预期效果。

2.4温度变化引起的裂缝

当环境温度发生变化时,混凝土将发生变形,变形遭受刚度、强度较大的构件约束时,构件将产生拉应力,应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生温度裂缝。

3环氧树脂加压灌浆处理技术

裂缝采用环氧树脂加压灌浆处理技术经实践检验是解决此类问题的最有效途径之一。环氧树脂品种多,与之相配合的固化剂种类也很多,环氧树脂的结构特性赋予了其优良的产品性能,作为胶粘剂,它对混凝土有优良的粘结性能,并且粘结强度高,能室温固化,特别适合结构性粘结。此外还具有优良的物理机械性能,胶层本身的抗拉、抗压、抗冲击性能均优。特别是耐介质、耐老化性能比其他树脂更优越,固化过程中不排出低分子产物,因而固化收缩率很小,有广泛的使用温度。这些优点都特别适用于建筑结构。同时为了改善环氧树脂的脆性等其它性能,可以填加增韧剂等助剂以满足更高的使用要求。环氧树脂固化后能保持较大的弹性变形,能满足混凝土结构安全要求;其防水性能也较好,增强了抗渗性能。

环氧树脂裂缝修补胶是由环氧树脂、固化剂、固化促进剂、高补强性填料组成的。鉴于工程中裂缝宽度多为0.2～1.0 mm之间,主要采用加压灌浆处理,根据现场裂缝宽度的大小采用不同型号树脂配方及参入物,灌浆机具为可达420 kg/cm2的AS-2000高压自动压力灌浆器,封缝胶采用YJ快干型封缝胶,一次性配合量以不超过500 g为宜,随配随用。

3.1YJ快干型封缝胶技术性能

粘度(MPa . s/20 ℃):350～500;抗压强度(MPa):≥50;拉伸强度(MPa):>20;黏结强度(MPa):>3.0;收缩率(%):<0.9。

使用配比说明:A∶B重量比:4∶1;操作时间分/18 ℃:<50可灌缝宽度(mm):>0.5。

3.2工艺流程

用放大镜确定裂缝长度→基层处理→确定注入口→封闭裂缝→安设灌浆器→灌浆→注入完毕敲掉底座和堵头,清理表面封缝胶。

3.3施工工艺

3.3.1裂缝调查,原因分析

首先用l0倍的裂缝放大镜对裂缝宽度进行测量,画出裂缝位置图,注明裂缝是否贯穿、漏水,开裂时间等。

3.3.2基层处理,确定注入口

用毛刷清扫砼表面尘土,并清除裂缝周围脱落的浮皮、空鼓的抹灰等,然后用棉丝醮乙醇沿裂缝方向擦净基层。对于有蜂窝麻面、露筋部位用聚合物砂浆修补平整(也可用YJ快干型封缝胶作表面修复)。按15～30 cm间距标出注入口,注入口尽量位于裂缝较宽、开口较通畅部位。

3.3.3粘贴底座,封闭裂缝

预留注浆孔位置,依据裂缝宽度大小及砼厚度,一般20 cm左右在裂缝较宽处预留进浆口。用封缝胶安设底座,贯穿裂缝正反两面均要设注浆孔。

封闭裂缝。由于施工后不必清除表面的封缝胶,所以选用YJ快干型封缝胶封缝,将胶按比例调好,用刮刀沿裂缝方向涂抹3～4 cm宽,将裂缝封严封死。贯穿裂缝两面均要封闭。待封缝胶硬化后(约1 h),即可灌浆。

3.3.4配置树脂,连续注胶

配制灌浆树脂。将AB树脂的甲乙组份按比例准确称量,在烧杯中混合均匀,每次拌合500 g为宜,随配随用。

将配好的树脂倒入灌浆器的软管中,然后将灌浆器安装在底座上,放开弹簧,即可开始灌浆。贯穿裂缝需两面同时注浆,树脂注入不足时可更换灌浆器,继续补充注入。

注浆时根据裂缝走向由下而上进行,直至相邻底座出料或注浆位置背面裂缝的预留出浆口开始流出浆液,表明该段裂缝已基本充满灌浆树脂,然后将出料口堵上,继续灌浆至浆液不再进入为止。

3.3.5拆除底座,恢复基层原状

树脂初凝时,可卸下灌浆器,树脂基本凝固后拆除底座和封缝胶。

3.3.6注胶完毕,拆除灌浆器,基层复原

注胶完毕应立即拆下灌浆器,用酒精浸泡清洗,待树脂固化后可敲掉底座及堵头。

4注意事项

(1)从整个施工过程看,封缝工序是极为关键的步骤,务必确保质量。封缝和粘底座是一项细致的工作,稍有不慎,哪怕只有针眼大的小孔没有封严,就会导致漏浆现象,灌浆工作无法顺利进行。要及时封堵漏浆部位,在树脂尚未初凝前继续完成灌浆工作。

(2)大多数裂缝的进浆量超过理论量的5～10倍以上,主要是砼内部不实所致,异常情况应查明原因后处理。如楼板灌缝时,未拆除楼面下的疏松焦渣垫层,导致吃胶量很大,后来把结构板面露出封闭,再进行灌浆。

(3)每条裂缝必须留设排气孔或出浆口,否则无法灌实。

(4)对于宽度均匀的裂缝采用同一种型号的灌浆树脂即可完成,但许多裂缝呈中间宽两头细的状态,在宽度差距较大时,应将不同型号的树脂配合起來使用,以使不同缺陷的部位都得以饱满合理的充填。

5结束语

环氧树脂作为灌浆材料已得到广泛应用,该项技术的显著效果是,其粘结力及内聚力远远超过水泥混凝土的内聚力,修补处的力学性能和强度比原混凝土高得多,是可靠和稳定的。

Application of Epoxy Resin Compression Grouting Processing

Technology in Architectural Engineering Floor Crack

Chen Shuo

Abstract:The article mainly has carried on the comprehensive elaboration from the construction angle to the floor crack epoxy resin compression grouting processing technology, has certain construction reference value.