用水溶性聚氨酯灌漿技術處理船閘混凝土裂縫
發布時間:2014-08-09
用水溶性聚氨酯灌漿技術處理船閘混凝土裂縫淺析
一、馬山埠船閘位於安徽省宣城市南漪湖,閘室為U型結構,淨寬12m,總長110m。沉降縫將閘室分為8段:首尾兩段各長10m,中間6段各長15m;閘室側牆為
鋼筋混凝土懸臂式結構,淨高11.4m,底寬2m,頂寬0.5m,混凝土設計強度為C20,采用泵送混凝土澆築。施工順序:首先是底板部分澆注施工,全部底板施工完畢後,開始牆體施工。
二、病害分析
船閘側牆除首尾兩段外,均出現與主筋受力方向平行的裂縫(豎向),共32條,其中大於0.2mm的裂縫22條,多數裂縫已貫穿。裂縫兩端尖滅於側牆淨高5.4m至底板的施工縫範圍內,即發生在混凝土厚度等於或大於1.0m的牆體區間。初步分析:這(zhe)些(xie)裂(lie)縫(feng)出(chu)現(xian)的(de)主(zhu)要(yao)因(yin)素(su)之(zhi)一(yi)是(shi)由(you)於(yu)底(di)板(ban)與(yu)牆(qiang)體(ti)施(shi)工(gong)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)過(guo)長(chang),底(di)板(ban)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)體(ti)積(ji)收(shou)縮(suo)基(ji)本(ben)停(ting)止(zhi),約(yue)束(shu)了(le)牆(qiang)體(ti)混(hun)凝(ning)土(tu)收(shou)縮(suo)所(suo)致(zhi)。這(zhe)種(zhong)由(you)於(yu)工(gong)序(xu)安(an)排(pai)不(bu)合(he)理(li)導(dao)致(zhi)的(de)裂(lie)縫(feng),為(wei)大(da)體(ti)積(ji)混(hun)凝(ning)土(tu)施(shi)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)常(chang)見(jian)的(de)非(fei)結(jie)構(gou)性(xing)受(shou)約(yue)束(shu)溫(wen)縮(suo)裂(lie)縫(feng)。由(you)2002.4~2003.4相隔一年的兩份檢測報告進行對比,裂縫在觀測期間相對穩定。
實際上,有經驗的設計師應該考慮到大體積混凝土施工中,采用泵送混凝土是比較方便和的。在設計時,適當縮短側牆長度、加密伸縮縫,即可避免裂縫的發生。同樣,有經驗的施工人員在選擇使用泵送混凝土時,應考慮選擇低水化熱水泥(比如大壩水泥、礦渣水泥等),或在設計混凝土配合比時考慮摻和適當比例的粉煤灰替代水泥,或其他物理和化學的措施(用於控製塌落度、或適當延緩混凝土的膠凝時間),yijiangdihexiaosanshuihuare,bingzaishigongshunxushangzuodaojinkenengsuoduandibanheqiangtideshigongshijianjiange,shidibanheqiangtidehunningtutijishousuojinkenengtongbu,junkeyibimianliefengdedamianjifasheng。
由於裂縫平行於側牆主拉應力(平行於結構短邊),bingbujianzhuwudegongnengjishiyong。danchuanzhatouruyunxinghou,shuiweishengjiangpinfan,liefengyuceqiangwaidetutishuiweifashenglianxi,yinqishuangxiangbushui。shuangxiangliudezuoyongjiangyanchinaizhipohuaitutizailiefengzhouweixingchengdefanlvceng;當(dang)水(shui)位(wei)下(xia)降(jiang)過(guo)快(kuai)時(shi),還(hai)可(ke)能(neng)在(zai)裂(lie)縫(feng)處(chu)產(chan)生(sheng)負(fu)壓(ya),導(dao)至(zhi)土(tu)體(ti)中(zhong)的(de)細(xi)顆(ke)粒(li)大(da)量(liang)流(liu)失(shi),使(shi)靠(kao)近(jin)側(ce)牆(qiang)的(de)土(tu)體(ti)出(chu)現(xian)滲(shen)流(liu)破(po)壞(huai),引(yin)起(qi)土(tu)體(ti)塌(ta)陷(xian)。因(yin)此(ci),必(bi)須(xu)對(dui)貫(guan)穿(chuan)裂(lie)縫(feng)進(jin)行(xing)封(feng)閉(bi)處(chu)理(li)。
常見的封縫處理有化學灌漿、封閉裂縫、堵漏等方式。從本工程的情況看應以環氧樹脂灌漿為最佳方案:即(ji)可(ke)以(yi)封(feng)閉(bi)裂(lie)縫(feng),還(hai)能(neng)保(bao)護(hu)鋼(gang)筋(jin)免(mian)遭(zao)水(shui)氣(qi)的(de)鏽(xiu)蝕(shi),又(you)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)混(hun)凝(ning)土(tu)補(bu)強(qiang)的(de)作(zuo)用(yong)。由(you)於(yu)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)灌(guan)漿(jiang)方(fang)案(an)必(bi)須(xu)將(jiang)貫(guan)通(tong)裂(lie)縫(feng)完(wan)全(quan)封(feng)閉(bi)才(cai)能(neng)達(da)到(dao)灌(guan)漿(jiang)的(de)效(xiao)果(guo)(漿液充滿裂縫),然爾,裂縫處理的最佳時機已經錯過:裂(lie)縫(feng)發(fa)生(sheng)後(hou)未(wei)及(ji)時(shi)處(chu)理(li),一(yi)年(nian)後(hou)的(de)現(xian)在(zai),側(ce)牆(qiang)背(bei)麵(mian)的(de)填(tian)土(tu)已(yi)覆(fu)蓋(gai)了(le)裂(lie)縫(feng),完(wan)全(quan)封(feng)閉(bi)裂(lie)縫(feng)已(yi)屬(shu)不(bu)可(ke)能(neng)。在(zai)現(xian)有(you)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)隻(zhi)能(neng)采(cai)取(qu)水(shui)溶(rong)性(xing)聚(ju)氨(an)脂(zhi)灌(guan)漿(jiang)封(feng)堵(du)裂(lie)縫(feng),或(huo)裂(lie)縫(feng)表(biao)麵(mian)封(feng)閉(bi)等(deng)措(cuo)施(shi)。
這一工程案例給我們一個啟示:在施工過程中,發現裂縫應及時觀察、及時分析、及時處理,才能達到最佳的治理效果。
三、水溶性聚胺脂灌漿處理裂縫的工作原理。
當水溶性聚胺脂灌漿材料在壓力作用下進入裂縫,與裂縫中存留的水或水汽 ― 水溶性聚胺脂催化媒介結合,即刻產生化學反應並膨脹,在很短的時間內形成密實的彈性膠凝體,堵塞裂縫,達到防滲的目的。
由you於yu水shui溶rong性xing聚ju胺an脂zhi灌guan漿jiang材cai料liao成cheng膠jiao時shi間jian很hen短duan,對dui於yu大da體ti積ji混hun凝ning土tu來lai講jiang,不bu可ke能neng充chong滿man裂lie縫feng。水shui溶rong性xing聚ju胺an脂zhi灌guan漿jiang材cai料liao進jin入ru裂lie縫feng的de深shen度du與yu裂lie縫feng寬kuan度du相xiang關guan:裂縫越寬,漿液流速越大,進入裂縫就越深,灌漿效果越好。
水溶性聚胺脂初始膨脹率能夠達到100%,形xing成cheng膠jiao凝ning體ti以yi後hou,第di一yi次ci膨peng脹zhang消xiao失shi,但dan具ju有you很hen好hao的de彈dan性xing,成cheng為wei穩wen定ding的de類lei似si止zhi水shui橡xiang皮pi的de彈dan性xing體ti。一yi般ban來lai講jiang,水shui溶rong性xing聚ju胺an脂zhi灌guan漿jiang技ji術shu適shi用yong於yu處chu理li穩wen定ding型xing(非活動型)裂縫的防滲工程,並在裂縫開展最寬的時機 ― 當地最低氣溫下施工效果最好。
四、施工方案製定
寬度大於0.2mm的裂縫采用水溶性聚胺脂漿材進行灌漿處理;小於0.2mm裂縫采用環氧樹脂膠封縫(對於幹燥縫:采用改性環氧樹脂基液封堵;對於潮濕縫:盡可能采用水溶性聚胺脂灌漿,止水幹燥後采用改性環氧樹脂基液封閉。灌漿困難的裂縫采用“堵漏靈”堵漏止水,幹燥後用改性環氧樹脂基液封閉)。
裂縫灌漿
施工工藝及操作步驟如下:
(1)灌漿施工操作步驟:清理裂縫→固定灌漿咀→封閉裂縫→通氣試驗→配置漿液→灌漿→環境保護
(2)
施工工藝及關鍵技術措施
A、為了保證封縫質量,應清除裂縫周圍的析出物及其他殘留物,裂縫兩邊各5cm內的混凝土表麵,打磨出均勻的新鮮麵。
B、根據水溶聚氨酯進漿特性和施工經驗,若要達到滿意的灌漿效果:裂縫寬度在0.5mm以上,設置灌漿咀的距離應在0.5m左右;裂縫寬度在0.4mm~0.5mm,灌漿孔距0.4m左右;裂縫寬度在0.3mm~0.4mm,灌漿孔距0.3m左右;裂縫寬度在0.3mm以下,灌漿孔距0.2m左右。裂縫越窄,越容易堵塞,灌漿咀的孔距就應該越小。還需注意灌漿咀應設在縫隙明顯且較寬的部位。
在裂縫上安裝的灌漿咀,多數是用於觀察裂縫是否通暢、灌漿是否順利。一旦某個灌漿咀不出漿,就要立即進行檢查,原因、找出對策進行處理。否則就可能造成裂縫內的聚胺脂彈性體不連續,防滲效果。
固定灌漿嘴的作用是灌漿和便於觀察灌漿效果。灌漿嘴應固定在設計好的灌漿孔位置並采用騎縫的方式安裝灌漿咀,裂縫尖滅處及斷開、分岔部位應加密。
liefengweiganzaobiaomian,guanjiangjucaiyongzhanjiefaguding,shiguanjiangjunengchengshouyidingyali。dangliefengweichaoshibiaomian,yingshiyongkuaiganshuinigudingjizuohuodakonghouqingxikongyan,jiangguanjiangguangudingzaikongyannei。shangshujunyaobaozhengkongyanyuliefengchangtong,guanjiangzuibusongdong。
C、對於不
滲水的幹燥縫:首先用環氧膩子均勻封縫,然後使用結構膠將裂縫兩邊各2.0cm範圍內的表麵批2.0 ~ 5.0mm厚做第二道密封層,以確保灌漿時裂縫中的漿液不會瀉漏。潮濕縫:首先用堵漏劑堵水,待幹燥後,在裂縫兩邊各2.0cm寬的範圍用結構膠批2.0 ~ 5.0mm厚做為保護層,確保裂縫不漏漿。
D、通氣試驗的目的是為了了解灌漿孔與裂縫是否通暢,檢查封縫是否有效,確定可否灌漿。
以不大於設定灌漿的壓力氣體充入裂縫中,詳細觀察每個灌漿孔的通暢情況:封閉後的裂縫是否漏氣,周邊混凝土是否有漏氣孔。認真填寫試氣紀錄,把發現的、部位詳細填寫清楚。
E、根gen據ju裂lie縫feng的de縫feng寬kuan估gu計ji可ke灌guan程cheng度du,配pei製zhi適shi宜yi的de漿jiang液ye。漿jiang材cai配pei製zhi時shi應ying置zhi於yu容rong器qi中zhong,用yong攪jiao拌ban器qi均jun勻yun攪jiao拌ban至zhi色se澤ze均jun勻yun。攪jiao拌ban用yong容rong器qi內nei及ji攪jiao拌ban器qi具ju不bu得de有you油you汙wu及ji雜za質zhi。應ying根gen據ju裂lie縫feng寬kuan度du、環境溫度決定漿材的每次拌合量,並嚴格控製漿液不得長時間暴露在空氣中。
F、按由下而上的順序進行灌漿。灌漿過程中,應保持工作壓力在0.1 ~ 0.3mPa,當灌到最後一個灌漿嘴時,應適當加大壓力迸漿。迸漿期間應觀察是否還在進漿,灌漿結束標準以不吸漿為原則,如果吸漿率小於0.01升/分鍾,應維持至少10分鍾,可做為結束標準,停止灌漿。要求進漿均勻,計量準確,計錄詳細無誤。
g、對於有外觀要求的建築物,在裂縫灌漿前必須采取表麵保護措施,防止漿液汙染建築物;在漿液固化以後,必須沿裂縫走向,鑿除封縫用的結構膠、灌漿嘴及殘留物,並用聚合物水泥砂漿找平對裂縫表麵進行防護。所有施工殘留物必須清理出現場。
五、質量控製標準
在許多場合都有人詢問:為什麼混凝土病害處理行業很少見到規範?施工的質量優劣如何判定?
由於混凝土病害處理技術往往是大專院校、科ke研yan院yuan所suo成cheng果guo的de產chan物wu,至zhi今jin還hai未wei形xing成cheng統tong一yi的de行xing業ye質zhi量liang標biao準zhun。但dan是shi,在zai實shi踐jian過guo程cheng中zhong,多duo數shu企qi業ye對dui水shui溶rong性xing聚ju胺an脂zhi灌guan漿jiang技ji術shu的de質zhi量liang標biao準zhun還hai是shi具ju有you共gong識shi。河he南nan省sheng水shui利li研yan究jiu所suo對dui水shui溶rong性xing聚ju胺an脂zhi裂lie縫feng灌guan漿jiang施shi工gong的de質zhi量liang要yao求qiu如ru下xia:
(1)灌漿處理後的裂縫沒有明顯
滲水現象,局部出現麵濕(不
滲水),為合格。灌漿處理後的裂縫沒有
滲水現象為優良。
(2)裂縫表麵基本平整、幹淨,遺留少量的漿液,水泥防護層硬化後僅出現極少的鼓泡、脫落為合格。裂縫表麵平整幹淨、美觀,基本沒有殘留漿液,水泥漿硬化後沒有出現鼓泡、脫落,為優良。
(3)灌漿資料基本齊全、整潔,記錄基本清晰為合格。灌漿記錄資料齊全、整潔,記錄清晰、詳細為優良。
每(mei)一(yi)項(xiang)病(bing)害(hai)處(chu)理(li)工(gong)程(cheng)的(de)成(cheng)功(gong)與(yu)否(fou),關(guan)鍵(jian)取(qu)決(jue)於(yu)病(bing)害(hai)成(cheng)因(yin)分(fen)析(xi)的(de)正(zheng)確(que)以(yi)及(ji)處(chu)理(li)方(fang)案(an)製(zhi)定(ding)的(de)合(he)理(li)。有(you)經(jing)驗(yan)的(de)施(shi)工(gong)隊(dui)伍(wu)固(gu)然(ran)重(zhong)要(yao),但(dan)不(bu)起(qi)決(jue)定(ding)性(xing)作(zuo)用(yong),這(zhe)也(ye)是(shi)行(xing)業(ye)規(gui)範(fan)遲(chi)遲(chi)不(bu)能(neng)出(chu)台(tai)的(de)原(yuan)因(yin)。我(wo)們(men)隻(zhi)能(neng)根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)情(qing)況(kuang)製(zhi)定(ding)適(shi)宜(yi)的(de)技(ji)術(shu)措(cuo)施(shi)及(ji)質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu),以(yi)達(da)到(dao)設(she)計(ji)方(fang)案(an)製(zhi)定(ding)的(de)目(mu)標(biao)和(he)要(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci),以(yi)上(shang)質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu),僅(jin)僅(jin)是(shi)對(dui)作(zuo)業(ye)班(ban)組(zu)施(shi)工(gong)行(xing)為(wei)的(de)一(yi)般(ban)規(gui)範(fan)。