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中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
化學灌漿法有兩個優點,一是化學漿液的可灌性好,對微小的裂隙也能夠較好均勻的充填;二是化學漿液的膠凝時間可根據需要進行調節。但由于滲漏水因素的影響,給灌漿材料可靠充填裂隙帶來了困難。
1裂縫的檢查與分析
裂縫的現場檢查是裂縫處理的重要環節,只有通過認真細致的現場檢查,收集第一手可靠資料,才能制定合理的裂縫處理方案。
1.1滲漏水裂縫檢查
1)現場檢查。滲漏水裂縫一般都很明顯,但許多裂縫的漏水現象常常是時有時無,因此,必須隨時發現,隨時標記。潮濕混凝土面上的滲水裂縫是不容易被查出,宜在混凝土表面水分剛剛蒸發時,通過裂縫縫口滲水痕跡確定其裂縫位置。亦可以將滲水處擦干,均勻薄撒一層干水泥粉,表面出現濕痕處即是漏水的準確位置。部分滲水裂縫縫口可見到白色氫氧化鈣漿體滲出。2)繪制裂縫圖。裂縫圖的繪制內容主要包括:裂縫的部位、高程、形狀;裂縫長度、寬度、傾角;裂縫編號;滲漏水水源、滲漏量。裂縫寬度是指裂縫縫口的最大寬度。滲漏情況中,要分清是慢滲、快滲還是急流或高壓急流。3)裂縫深度的確定。必要時,可以通過鉆孔用超聲波檢測。
1.2滲漏水裂縫水源
混凝土中含有的水,可分為自由水、毛細管水和吸附水。自由水、毛細管水又稱為重力水,重力水在重力作用下容易流動,形成裂縫的滲水,一般表現為弱漏水。這種滲水常常由養護水、新澆混凝土泌水等補充。
當裂縫與水源直接連通時,水頭壓力的作用使裂縫中產生流動水,常常形成強漏水。其水源常有壩體冷卻水、水庫蓄水、巖石邊坡滲水等。
1.3裂縫分析
1)裂縫的寬度是變化的。剛剛開裂的混凝土,裂縫會有一個發展過程;隨著氣溫的周期變化,裂縫寬度相應變化,甚至發展。因此,裂縫的灌漿處理必須安排在冬季或早春裂縫寬度最大時進行,同時,所選擇的灌漿材料也要能適應裂縫寬度的變化,只有這樣才能保證灌漿處理后的裂縫長期不滲水不漏水。
2)0.2mm以下微滲水裂縫的處理。一般而言,經過一段時間之后,由水泥生成的氫氧化鈣、硫酸鋁鈣等物質能使0.1~0.2mm寬的微滲水裂縫自行愈合,因此不需另作處理。如某大型水電站廠房蝸殼、尾水管內大部分0.1~0.2mm微滲水裂縫均未做特殊處理,運行兩年后放空檢查并未見任何異常。細微裂縫有著良好的傳遞水壓力的作用,這一點,在處理滲水冷縫時不可忽視。
3)漏水裂縫對鋼筋銹蝕的影響。裂縫的滲漏水必然導致混凝土堿度流失,從而使鋼筋得不到保護,銹蝕加劇,影響結構的穩定性。因此,從保護鋼筋的角度考慮,長期滲漏水裂縫是不允許存在的,必須進行堵漏處理。
2滲漏水裂縫的化學灌漿處理措施
2.1灌漿材料的選擇
漿材的選擇主要由灌漿目的確定,同時也應考慮滲漏水的情況。如果灌漿目的只是為了堵漏,可選擇丙凝、LW水溶性聚氨酯等。相比而言,丙凝的可灌性好,但膠凝體若長期處于干燥環境中會慢慢失水干縮,可能影響堵漏效果。而LW正好可以彌補這一不足,水溶性聚氨酯的膨脹率可達到100%。如果灌漿是為了抗滲、加固補強雙重目的,可選擇HW水溶性聚氨酯、氰凝或LW、HW并用。這些化灌材料非常適用于強、弱漏水裂縫的處理。
2.2弱漏水裂縫處理
所謂弱漏水裂縫,是指漏水量和漏水壓力都不大,可以采用“先封后灌”的方法加以處理的裂縫。
1)鉆孔、埋灌漿嘴和嵌縫。灌漿孔孔徑一般為32mm,孔距20~100cm,孔深15~25cm,騎縫布置。對于深度大于1.0m的裂縫,還應兼打斜孔,斜孔傾角為45°~60°,孔徑為32mm,孔距以20~100cm為宜,斜孔與騎縫孔交錯布置,并與裂縫深部相交。灌漿孔孔距視裂縫寬度、灌注漿液稠度及擴散半徑而定。在裂縫的兩端必須布孔,對于豎向或傾斜裂縫,最高端的孔起排氣作用,即為排氣孔;對于水平裂縫,當從一端開始灌漿時,另一端端部孔即為排氣孔。導水孔也是以灌漿孔兼作,導水孔要打在漏水量最大的部位,孔深可以適當加大,以起到更好的導水效果,一般沿縫口鑿V形槽,槽的大小視灌漿壓力和滲水壓力作適當調整,一般槽深4~6cm,槽口寬4~6cm。嵌縫質量的好壞,將會直接影響到漿液是否能灌入裂隙。嵌縫應在灌漿嘴安裝完畢之后進行,除灌漿嘴外,所有裂縫縫口均需封閉。裂縫縫口常用快凝水泥膠漿堵漏嵌縫,水泥膠漿由水泥與促凝劑直接拌和,隨拌隨用,配合比為1∶(0.5~0.9)。促凝劑的多少,視所需凝固時間加減。在對滲水裂縫用水泥膠漿嵌縫時,可先將V形槽槽口刷一層促凝劑,然后將水泥膠漿搓成條形,待膠漿開始凝固時,迅速用力壓入V形槽內,使周邊密閉,待膠漿凝固后再松掉壓力。
當漏量較大時,可在V形槽槽底下線(如石棉線)引流,線的粗細視漏量大小而定,每段線長以20~30cm為宜,待嵌縫膠漿壓實后,應立即抽出小繩,使漏水沿線孔流出。經逐段嵌縫,使大漏變小漏,由線漏變孔漏,然后再堵住漏水孔,使漏水完全從導水孔流出。
2)灌漿。一般采用手壓泵,單液法灌漿,灌漿壓力一般為0.05~0.3MPa。對于大體積混凝土裂縫,在保證結構安全的前提下,灌漿壓力可適當增加。在灌漿開始前,應做壓水或通氣檢查,檢驗嵌縫質量,了解各裂縫和灌漿嘴之間的連通關系,以便確定灌漿順序。凡屬連通裂縫應一次灌漿,不連通裂縫單獨灌漿。灌漿結束標準為單孔吸漿率趨于零后,再穩壓續灌20min。
3)封縫。漿液膠凝后,拔除灌漿嘴并封孔。特殊部位要鑿除水泥膠漿固結體時,可用環氧砂漿、橡皮板、膠泥或玻璃絲布對縫口進行封縫修補。如大壩上游面,可用環氧材料作為粘結劑,粘貼橡皮板防滲層。
4)強漏水裂縫灌漿。由于強漏水裂縫的縫口無法封堵,故不能采取“先封后灌”的辦法。傳統的處理方法是:打斜孔與漏水裂縫深部相交,交點處即為灌漿點,然后壓入顏色水,測定顏色水從灌漿點流到裂縫縫口的“流時”,作為配制漿液膠凝時間的依據,并使漿液膠凝時間小于“流時”。這樣,當漿液從灌漿孔灌入后,在漿液尚未流出縫口時即可凝結,從而達到堵漏的目的,但是這種處理方法現場操作難度很大,灌漿質量也無法保證。
3結束語
傳統的弱漏水裂縫處理方法是可行的,但其嵌縫施工難度大且質量不可靠;傳統的強漏水裂縫灌漿方法最大的弱點是裂隙內的部分漿液會被裂縫滲漏水稀釋,以致不凝,導致裂縫處理質量難以保證。為了彌補以上傳統方法的缺陷可以采用真空吸水方法。
參考文獻
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[2]孟祥森,游勁秋.化學灌漿在混凝土裂縫修補中的應用.2005.
[3]高大水,陳湘鳳,林文亮.三峽工程化學灌漿技術的應用.2007.
1.工程概況
某水電站位于黃河干流上,屬于一等工程,主壩是混凝土雙曲拱壩,高度為245m,寬度為10m,是黃河上游建筑規模最大的水電站大壩之一。該水電站主要承擔發電任務,電機裝機容量為4200MW。雙泄孔是該水電站泄洪沖沙的主體建筑物,進口高程為1045m,23#壩段泄槽邊墩混凝土施工過程中出現裂縫,裂縫與壩底水流方向垂直,裂縫長度為7.8m,寬度在0.15mm-0.20mm之間,經聲波測試發現裂縫深度在3.0~3.7m之間,而且上部裂縫比較明顯,下部裂縫不明顯。
2.化學灌漿在水利大壩混凝土裂縫處理中的可行性分析
混凝土裂縫包括干縮裂縫、沉陷裂縫、溫度裂縫等幾種,造成裂縫的原因包括施工操作、外界環境因素等,分析該水電站23#壩段泄槽邊墩混凝土裂縫發現,裂縫基礎約束大,主要原因為結構突變及施工養護不及時,加之冬季晝夜溫差大,混凝土構件表面的干濕和溫度變化較大,這也是造成裂縫產生和持續發展的主要原因。
針對混凝土裂縫問題,目前普遍采用的處理方法有填充法、表面處理法、結構補強法、水泥灌漿法等幾種,結合該水利大壩施工項目的工程特點和現場施工環境,在總結以往工程經驗的基礎上決定采用化學灌漿方法進行處理。化學灌漿中所使用的化學漿液為均相液體,幾乎接近水的粘度,可以快速滲入極其細小的裂縫,而且所用化學漿液具有較高的親水性和固結強度,能夠在較短的時間內實現結構加固的目的。對于雙曲拱壩這種受力構件,應當采用最安全的裂縫處理方法以保證結構的完整性。鑒于該大壩出現的裂縫情況及工期要求,采用化學灌漿方法可以保證在次年的5月份下閘蓄水,避免影響正常發電。
化學灌漿施工效果受多種因素的影響,其中最主要的影響因素是化學漿液粘度和親水性,目前所使用的化學漿液粘度與水基本一致,可灌性問題可以忽略不計,因此關鍵因素是化學漿液的親水性。在PSI-CW環氧漿材固化劑聚酰胺中加入羥基可以大大提高漿材的親水性,從而改善其固化性能,此外,由于合成后的混合物能夠有效排除殘留水分,因此可以有效減少和避免環氧漿材凝固時水分所帶來的各種負面影響。
3.化學灌漿施工要點與工藝流程
3. 1施工要點
(1)合理布置灌漿孔
采用化學灌漿方法進行裂縫處理之前,首先要布置好灌漿孔,包括探縫孔、騎縫孔、淺灌漿孔、深灌漿孔這幾種(如圖1所示)。其中,探縫孔是在正式處理裂縫之前用于確定裂縫深度的孔,裂縫深度不同,所采取的具體處理方法也不同。裂縫深度探測完成后,就需要通過深灌漿孔和淺灌漿孔進行處理。騎縫孔是沿裂縫表面布置的孔,目的在于通過騎縫孔來排除縫隙內的氣體,同時兼具屏漿作用。灌漿孔的疏密程度需要根據實際情況合理確定,既不能過于稀疏也不能過于緊密,太稀疏有可能造成漏灌的情況,而過于緊密又會增加工程施工成本。結合現場施工條件確定每一條裂縫不應當布置超過3組灌漿孔,且分別位于裂縫的兩端和中間位置。
(2)保證鉆孔清潔無污
灌漿孔布置完成后,應當采用高壓水流仔細沖洗鉆孔內部,并嚴格遵循自上而下的原則進行全面沖洗,直至回水清澈為止。鉆孔清洗完成后還要用高壓風去除殘留的水分,避免殘留的水分對環氧漿材的固化性能產生不良影響。
(3)科學計算環氧漿材配合比
環氧漿材的固化時間與現場試灌需要經過反復試驗確定,而且還要結合施工時的溫度確定,由于氣溫較高時化學反應速率更快,因此固化劑也就是B液的所需含量就相對較少,經過綜合評估確定A液與B液的配合比應當為5:1。
(4)合理安排灌漿順序
傳統灌漿施工中一般采用分序施工方法,由于化學漿液的固結機理與水泥固結存在本質區別,因此需要重新安排灌漿順序。如果在化學灌漿中仍然采用分序施工方法,就有可能造成I序施工完成后,II序和III序孔中的水無法正常排出,從而影響漿液的正常灌入,出現灌漿不徹底的情況,這樣一來也就無法保證加固效果。
結合類似工程的成功經驗,決定在本次化學灌漿施工中采用以下灌漿順序:低位置灌漿高位置灌漿,即先灌注低位置的灌漿孔,再灌注高位置的灌漿孔,如果灌漿孔的高度相同,則先灌注深度較深或者中間的灌漿孔。此外,在灌漿過程中還要考慮灌漿孔的連通問題,不論裂縫情況怎樣,都要避免采用分序灌漿方法。
3.2工藝流程
化學灌漿的工藝流程可以歸納為:搭設施工平臺布置灌漿孔(探測裂縫深度、鉆灌漿孔)清潔鉆孔并進行通氣試驗封縫并固定灌漿嘴壓力水清洗和驅水環氧灌漿處理表面現場清理和質檢驗收。
在以上工藝流程中,探測縫深需要采用超聲波進行平測。灌漿孔的布置需要一次完成,以免鉆出的粉末將已鉆成的縫隙堵塞,所采用的鉆孔設備也要盡量選用取芯鉆,避免使用風鉆等速度較快的鉆孔設備。壓注水試驗中,由于化學灌漿的施工成本較高,因此需要通過壓注水試驗來確定具體的吸漿量,從而避免出現漏漿的情況。在配制化學漿液的過程中需要嚴格按照計算好的配合比篩選各原材料,緩慢攪動A液的同時緩慢加入B液,攪拌速度要適當,不能過快也不能過慢,以免凝結時間縮短或者液體不能充分融合。攪拌所用的容器應當清潔無污染,避免使用帶有油污或其他雜質的容器作為攪拌器具。此外,每次的拌合量需要按照施工溫度、裂縫實際寬度來確定,并將配制好的化學漿液放置在陰涼的環境下保存,避免長時間暴露在高溫空氣中導致漿液發生物化性質改變。灌漿過程中可將臨近的孔作為排水孔,在徹底排除積水后再灌注鄰孔,需要注意的是,在灌注鄰孔時,之前的孔仍需保持灌漿壓力,待間隔孔出漿時再停止第一個孔的灌漿操作。一般來講,延續灌漿的時間不得短于60min,灌漿壓力需維持在0.1-0.3MPa之間。灌漿過程中需要仔細觀察是否進漿,直至不吸漿再停止灌注操作。如果吸漿量較大,應當仔細檢查是否存在滲漏,如果裂縫存在土埋部分就有可能造成這種情況。
關鍵字:灌漿法橋梁隧道
中圖分類號:U445.55+2文獻標識碼: A 文章編號:
在建筑工程領域,灌漿法的應用是十分的廣泛的,灌漿法的施工方法也因為不同的要求和工程情況而變化,雖然我國還沒有統一的灌漿法執行標準,但從灌漿法的目的來看,大致分為堵水防漏和地質加固兩種。而灌漿的材料,目前來說可以主要分為三種,分別為水泥材料、化學材料以及粘土材料。每種材料都有著自己的優勢和缺陷,這也在一定的范圍內限制了灌漿法的使用,所以工程施工要分析實際情況,選擇合適的灌漿材料,遵循灌漿的原則和操作規范,掌握灌漿需要注意的要素和需要控制的因素,保證工程質量造福于人民。
一、工程灌漿的方法和應用領域
(一)填充灌漿法
填充灌漿法目前主要的應用領域為橋梁工程。填充灌漿適用于地質坍塌所導致的大裂縫,諸如地下溶洞或橋梁施工后負荷過重導致的坍塌。
(二)滲透灌漿法
滲透灌漿法主要應用于隧道側壁維修和橋梁地基加固等領域。施工方法是采取滲透的方式,將漿液送到空隙裂縫或巖土地層,最終達到固定整體,增加巖土層強度的目的。
(三)壓密灌漿法
壓密灌漿法主要的適用領域為隧道施工。壓密灌漿法采用高壓注射的方式,將大濃度漿液送到巖縫,漿液在灌漿壓力下被直接的擠入到巖縫之中,最終凝固。采取此類方法的漿液一般呈現條形狀膠結層或脈狀形態。
(四)電動化學灌漿法
電動化學灌漿法被廣泛的應用于橋梁基礎加固領域。電動化學灌漿法采用的是電滲形成通道的方法,將需加固的巖層分正負兩極插入底層,正極接入金屬管用于灌漿,并和電源正極相連。另一端則接入電源負極,保持電滲方向與注入壓力一致,通過電滲作用形成滲漿通道,并使漿液作用于底層形成結層。
二、工程灌漿注意要素
工程灌漿形式要以施工情況來定,不同的情況,選擇的施工方法和施工材料都是不一樣的。想要控制灌漿的質量,需要遵循灌漿的技術要求,掌握好灌漿參數??刂坪霉酀{的參數有利于提高灌漿效率,保證工程質量。
(一)灌漿壓力
灌漿壓力屬于漿液在地層中運動的主要動力,直接的影響著防滲效果或加固效果。而灌漿壓力則受很多方面的影響,比如說地層條件、灌漿材料、灌漿方法等因素。確定灌漿壓力,要綜合考慮工程的實際情況,在比較分析后發現,化學灌漿較之水泥灌漿所需要的壓力要小,深層灌漿要比淺層灌漿所需要的壓力大。
(二)漿液擴散半徑及有效距離
漿液的擴散半徑及有效距離要直接的影響著工程的進度和工程造價的問題。要充分分析滲透參數、裂縫深度以及灌漿壓力和灌漿時間,控制好漿液的擴散半徑和有效距離。
(三)凝固時間
漿液的凝固時間因選擇不同材料的漿液而花費的時間有所不同,根據工程所需要的強度和時間問題,漿液之中一般會加入一些早強劑、膨脹劑、分散劑等對凝固時間進行控制和調整,凝固的時間可以通過計算精確至小時甚至到秒的范圍。
三、隧道灌漿的要求及操作規范
明白了灌漿的方式以及需要注意的要素,現在就針對隧道的灌漿工程來分析灌漿的基本要求和操作規范。
(一)在進行隧道襯砌部位灌漿時,需要先采取回填灌漿工序,之后采取針對圍巖加固的灌漿工序。
(二)如施工部位中需要進行高壓固結灌漿或帷幕灌漿情況,應該在回填灌漿工序完成之后進行,防滲帷幕更是要分層搭設,之后進行垂直帷幕搭設。不能因為搶進度而忽視了工序的先后次序,否則容易造成材料的浪費,甚至會埋下事故的隱患。
(三)隧道中采用鋼板襯砌的,需要在混凝土澆灌之后進行鋼板襯砌,在鋼板襯砌之后還需要在鋼板上預留出灌漿作業的空洞。
(四)襯砌混凝土強度在70%之后才可以進行圍巖與混凝土襯砌之間的回填,一般混凝土襯砌施工后14d之后進行,如果工期緊張可以在襯砌混凝土中加入早強劑,縮短混凝土強度所需要的時間。
四、特殊情況處理方法
(一)灌漿中斷
隧洞回填灌漿孔多為空口朝下,在灌漿過程中如果發生中斷,將會讓正在灌漿的孔以及以及排漿的孔出現堵塞問題。一般要在灌漿之前做好充足的準備,防止灌漿出現中斷現象。如出現中斷時間不長,則力爭半小時內恢復灌漿,如時間較長,則需要進行掃孔,恢復之后才可以重新灌漿。
(二)漏漿情況
出現漏漿,要及時的采取相對應的措施,比如說嵌縫、加濃漿液、降低壓力,或是進行表面封堵、間隔灌漿等方法。
(三)注入率增大
在注入灌漿之前,都有著精確的計算,需要多少的材料會在一定的范圍內,如果在灌漿過程中出現注入率增大,或是吸漿幅度遠遠超過預期,則可能是混凝土襯砌出現裂縫或變形,應停止灌漿并查明原因,恢復灌漿后要低壓慢速進行。
五、灌漿收尾與封孔
在設計好的灌漿壓力之下,在灌漿孔停止吸漿之后十分鐘便可以結束灌漿作業,結束灌漿時應先關閉孔口閘門然后拆除管路,這樣是為了防止漿液倒流。之后需要進行封孔作業,有的孔需要進行回填灌漿加固后進行封孔。
六、橋梁灌漿的施工工藝
說完了隧道灌漿的問題,再簡單的介紹下橋梁灌漿的工藝。橋梁灌漿需要控制好強度,選擇好區域段作為施工,一般都選擇在墩臺四周。橋梁漿液的配置也因工程要求不同而采用不同的標準,一般的橋梁灌漿都會進行以下的施工工藝。
橋梁灌漿施工工藝:成孔安置灌漿管并封堵空口攪漿、灌漿待凝封口。橋梁采用灌漿工藝加固技術可以很好的解決橋梁墩臺裂縫問題。
七、結語
無論是橋梁還是隧道施工中,灌漿法都發揮著重要的作用,隨著社會的發展,交通運輸業在中國大地上迅速的發展,橋梁和隧道在生活中的作用更是得到了彰顯,抓緊工程質量,保證工程安全,灌漿法的作用不可或缺。灌漿法的材料也在進行改進,其中通過無機復合性材料和水泥基漿材料進行整合配置得到了新型灌漿材料。這種材料價格低、抗滲透效果好、強度高,而且無毒害副作用,相信在不久的將來,這種材料會得到發展和推廣,更好的造福于社會。
參考文獻:
[1] 梁冠文.解析灌漿法在橋梁隧道施工技術中的應用[J].建材與裝飾,2012,(26):149-150.
關鍵詞:混凝土;裂縫;化學灌漿;施工方法;注入量
混凝土作為一種建筑材料,目前已被廣泛應用。但由于混凝土自身特性問題及種種原因,常常會導致混凝土出現不同程度的裂縫,這會使混凝土結構的承載力、耐久性及使用價值等被降低。因此,應采取科學合理的處理措施?;瘜W灌漿是將一定的化學材料配制成真溶液,用專用的化學灌漿泵等壓送設備將其灌人地層或縫隙內,使其擴散、膠凝或固化,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項地基處理和混凝土修補技術。下面,結合實例,介紹水工混凝土裂縫化學灌漿施工技術。
1 施工布置
根據壩體混凝土裂縫的性狀分布及灌漿孔布置特點,主要利用壩后永久馬道、臨時棧橋、施工排架及檢查廊道和帷幕灌漿廊道布設地質鉆機和灌漿泵進行灌漿孔鉆孔及化學灌漿。岸坡壩段主要在下游壩面打設水平灌漿孔,河床壩段主要利用檢查廊道及帷幕灌漿廊道打設灌漿孔。
2 施工方法
施工程序:布孔鉆孔洗孔單孔壓水試驗及孔內物探成像射漿管制作安裝灌區壓水試驗及外漏封堵洗縫模擬灌漿灌區壓水試驗壓縮空氣排水化學灌漿灌后質量檢查。
2.1 布孔
壩體混凝土裂縫化學灌漿孔間排距基本按6m(高差)×4m(間距)控制(穿過裂縫面時孔之間的距離),且距橫縫不小于3m,并視裂縫壓水檢查的串通性進行加密。
2.2 鉆孔
化學灌漿孔鉆孔使用地質鉆機鉆孔,鉆孔孔徑為φ60mm,鉆孔孔斜偏差按小于孔深的1/30控制。鉆孔時先鉆先導孔,后鉆后續孔。
2.3 洗孔
在鉆孔孔深接近裂縫位置前,進行一次鉆孔沖洗。所有鉆孔完成后,均用清水將鉆孔沖洗干凈,驗收合格后,孔口做好保護。
2.4 單孔壓水試驗檢查及孔內物探成像
單孔樂水試驗檢查采用水壓式栓塞自孔底向孔口分段進行壓水檢查,分段長度5m。壓水壓力0.5~1.OMPa。每4rain測讀一次壓水流量,連續測讀8個流量值。壓水時間大于30rain,取最后的流量值作為計算流量,并計算出相對應的透水率,為判斷裂縫位置提供依據。
每個鉆孔鉆完并壓水試驗完成后,及時對鉆孔進行孔內數字成像測試。根據孔內數字成像成果,結合壓水試驗成果分析判斷裂縫分布的具置。
2.5 射漿管制作安裝
灌漿孔設置一根進漿管和一根回漿管。水平及下傾孔進漿管埋至孔底段,距孔底深度不大于50cm,孔口設置排氣回漿管;上仰孔排氣管埋至孔底段,距孔底深度不大于50cm,孔口設置進漿管。
根據各灌漿孔的孔深,孔口管外管用φ25mm、長1.2m的鋼管。內套20mm鋼管,用接箍連接到孔底作為射漿管。射漿管埋設到孔底,距孔底深度不大于lOcm。在孔口外端的內外管問的縫隙焊接封閉。φ25mm的外管焊接支管(設絲扣和閥門)作為排氣管??卓?m段用水泥砂漿封堵密實,防止漿液外漏。
2.6 灌區壓水及外漏封堵
(1)用混凝土切割機在混凝土裂縫兩邊切割兩條基準縫,縫深為3cm,作為鑿除時的基準線。
用電鎬按照基準線,沿施工縫表面騎縫鑿U形槽,U形槽鑿至滲漏伸縮縫兩末端各外延50cm。U形槽最小深度為10cm、最小寬度為15cm,縫處于U形槽的底部位置。
(2)根據混凝土裂縫具體情況布設排氣孔,鉆孔方式采用騎縫造孔,孔徑φ16mm,孔深為25cm。
(3)采用風水輪換沖洗縫面,水壓0.15MPa、風壓0.15MPa。沖洗時孔口敞開,將風水管插入孔底輪換沖洗,待回水變清后結束。
(4)在混凝土黏結面涂刷一層丙乳凈漿(丙乳漿液和水泥按一定比例配制而成);將拌制好的丙乳防水砂漿嵌填在槽內,一次嵌填厚度不能太厚,每嵌填完一道后要抹平,嵌填必須密實。U形槽嵌填滿后用抹子抹平。
(5)清理表面,用角磨機打磨平整,確保新回填的混凝土保持平整美觀。
2.7 洗縫
灌區壓水結束后,對相互串通的灌漿孔采用群孔沖洗。從高層排灌漿孔開始進水,其余串通孔打開。其他串通孔出清水20min結束該孔沖洗,另換一個孔作為進水孔重復進行沖洗。依次類推,直至全部串通孔沖洗完成。
2.8 模擬灌漿灌區壓水
為更好地掌握化學灌漿時的情況,對于串通性好的灌區,灌漿前用水進行模擬灌漿。在灌區封閉壓水完成后,結合灌區壓水施工成果,對灌區串通情況進行有針對性的處理。將已查明灌區外漏封堵完成,灌區灌漿施工措施初步討論后,按照初步確定的灌漿施工措施,自裂縫底部(灌區底層灌漿孔)通暢性最好的灌漿孔進水,在設計灌漿壓力下,逐層上升進行模擬灌漿,進一步確認灌區的封閉性、外漏處理、孔內或壩體特殊情況孔段的處理結果是否滿足設計要求,是否存在新的串漏情況及特殊情況、灌區總漏水量等,以便合理計劃灌漿施工材料,保證灌漿施工效果。
2.9 壓縮空氣排水
(1)互相串通群孔壓縮空氣排水。壓水檢查后,打開所有灌漿孔,用壓縮空氣將孔內積水吹干。自頂層排氣孔進氣,待中問層灌漿孔積水排出后,依次關閉閥門,直至底層灌漿孔積水排干。風壓不得超過0.2MPa,吹孔時間要確保孔內積水盡可能排出。
(2)未互相串通單孔壓縮空氣排水。不互相串通的單孔壓縮空氣排水時,空壓機連接回漿管作為進氣管,將孔內積水全部從進漿管排出。
2.10 化學灌漿
灌漿時選取灌區最底排串通性好的灌漿孔做為主進漿孔,采用101/min左右的進漿量對主進漿孔進行充容后,逐級升壓灌漿,注入率不能大于2L/rain。同排孔返漿后按返漿次序依次并灌,其他高程的灌漿孔返漿后將其暫時關閉閥門。每4h進行一次排氣、排水操作。最低排采用從小泵逐級升壓至設計壓力后穩壓灌注直至該排屏漿結束;若最低排灌漿孔灌注時間已達15~20h后,開始上層灌漿孔充容。依次類推,直至最頂層灌漿孔灌漿結束,遵循“低壓慢灌、逐級升壓”的原則。
(1)化學灌漿基本順序?;ハ啻ㄈ嚎谆瘜W灌漿一孔內有裂縫、有漏量但不串通孔化學灌漿。
(2)灌漿壓力及升壓方式。灌漿采用全孔純壓式灌漿,灌漿樂力以進漿壓力為主要控制指標,同時觀測回漿管壓力?;貪{壓力盡量達到0.3~0.5MPa,使漿液在壓力作用下充分擴散、擠壓和浸潤。灌漿逐級升壓,正常情況下控制在0.1MPa/(30~60)rain。但根據灌漿過程中注入率變化來進行升壓速度,盡可能使注入量小于1kg/min或更小時,開始逐級升壓。
(3)結束標準。串通孔灌漿結束標準:在灌漿壓力0.5MPa下,灌漿注入量小于O.01kg/min,保持灌漿壓力屏漿4h后,結束灌漿。
單孔灌漿結束標準:在灌漿樂力0.8MPa下,灌漿注入量小于0.01kg/min,保持灌漿壓力屏漿2h后,結束灌漿。
2.11 質量檢查孔
灌后質量檢查孔孔數按總灌漿孔數的約1O布置。檢查孔鉆到裂縫部位時化灌齡期按大于60d控制。
關鍵詞:混凝土裂縫、化學灌漿、施工參數優選
中圖分類號:TV543+.2文獻標識碼:A
1概況
混凝土工程施工期裂縫是難于避免的,如何對發生的裂縫進行處理?本文就我局承建的大型混凝土工程施工期裂縫調查和處理施工經驗簡介如下,供參考。
混凝土裂縫的調查
在清理凈的混凝土表面上,首先進行表面裂縫的普查,對深度、寬度詳查,方法是在裂縫的外側用手風鉆造斜孔并穿過裂縫,裂縫表面涂抹肥皂水,而后向孔內壓風、水觀查裂縫表面肥皂水的動態變化,判定裂縫的深度。裂縫寬用塞尺進行測量。
3裂縫的處理
實踐證明:對不同特性的裂縫,均可用化學灌漿的方法進行處理。
3.1化灌漿材的選用
選取環氧漿材系列。根據化灌試驗現場情況,選用三種配比的環氧漿材見表1,漿材性能見表2。
表1 化灌試驗漿材配比(重量比)
表2漿材性能(20℃)
3.2制漿工藝
預先將環氧樹脂A、稀釋劑C,按配比互溶攪拌均勻制成基液。灌漿過程中,根據灌漿需求量,將固化劑B緩慢注入基液,邊注入邊攪拌,控制注入速度,漿液溫度在30℃以下,同時加入表面活性劑混合均勻,放入儲漿桶,通過自動化灌漿泵進行灌注。
3.3 生產性試驗施工工藝
3.3.1 試驗目的
(1) 了解混凝土經過化學灌漿后,開裂混凝土的物理力學性狀的可提高程度;
(2) 驗證灌漿工藝,詳細了解混凝土裂縫的可灌性以及各項灌漿參數;
(3) 通過試驗對混凝土性狀、可灌性、波速變化、透水性及力學強度的改變等,論證砼化學灌漿的可行性,為優化設計、簡化施工工藝,降低工程造價提供依據。
3.3.2試驗區域的選擇
試驗區域選擇在裂縫寬度較大,處理難度較大的部位進行,挑選原透水率較大且裂縫密集的區域作為化灌試驗區。試驗孔孔距1.0m,孔深1.0m,垂直鉆孔?;嘣囼瀰^孔位布置與裂隙相對位置如圖1:
圖1化學灌漿試驗布置孔圖
3.3.3試驗施工順序
試驗分二序施工,先施工1序1#、2#孔,再施工2序3#孔。試驗孔施工完畢后24h后進行檢查孔鉆孔取芯、壓水試驗。
3.3.4環氧漿材灌漿工藝
環氧漿材化灌試驗施工,采用孔口封閉填壓式灌漿的施工工藝,采用“置換和壓力封孔法”進行灌漿封孔。 環氧灌漿材料試驗段長控制標準為1.0m(孔距:1.0m、孔徑:Ф35),灌漿最高壓力采用0.2MPa。
結束標準:原則上達到吸漿量
3.4施工方法及施工技術要求
3.4.1化學灌漿孔布置
根據裂縫現場調查情況,布設化灌孔,化灌孔孔距1.0 m,孔深接近于裂縫深度,鉆孔垂直,部分裂縫有偏角的鉆孔角度75°。
3.4.2鉆孔
(1)化學灌漿孔孔徑為φ35。
(2)用手持式風鉆鉆進,試驗孔檢查孔采用金剛石鉆頭回轉取芯鉆進。
(3)灌漿孔在各段鉆孔結束后均進行鉆孔沖洗。
(4)所有試驗孔的檢查孔進行全孔取芯,并進行取芯描述。
3.4.3壓水
(1)化學灌漿孔灌前進行20min簡易壓水,簡易壓水可結合鉆孔裂隙沖洗進行。
(2)壓水方法采用單點法,壓水壓力為0.15MPa。
(3)壓水采用孔內阻塞器壓水。
3.4.4壓力封孔
灌漿結束后,采用“置換和壓力封孔法”進行灌漿封孔,封孔漿液采用水灰比0.5:1改性水泥漿,封孔壓力為0.2MPa。
3.4.5化學灌漿
化學灌漿孔采用孔口封閉。壓水試驗時確定滲漏量(Q)、封閉阻塞效果及預估灌漿量。
(1)為保證化學灌漿質量,在化學裂縫灌漿前,首先在裂縫與混凝土分縫處用鉆機鉆孔到混凝土與基巖接觸面,灌注水泥砂漿,將裂縫兩端封閉。
(2)分批配制漿液。
(3)灌漿泵和灌漿孔口處安設壓力表。壓力表與管路之間裝設隔漿裝置,以防漿液進入壓力表。
(4)灌漿開始時,利用環氧樹脂漿液的憎水性、比重較水大的特點,采取純壓式灌注。
(5)灌漿開始時關閉孔口回漿閥門。在灌漿過程中根據灌漿需要,由施工技術員確定打開孔口回漿閥,排水(氣)。逐步升至設計壓力。正常情況下,灌注作業連續進行,以利充填密實和節約漿材。
(6)射漿管采用塑料管,射漿管頭部加工成長約50cm的花管。灌漿過程中,射漿管插入到孔底,同時保持吸漿管口置于盛漿設備液面以下,以免灌漿時吸入空氣。
(7)灌漿結束標準:注入率小于0.01L/min,即可結束。結束后分兩個階段待凝,第一階段為有壓待凝,即以灌漿結束時的壓力開始屏漿,第二階段為無壓待凝,即取出灌漿管和阻塞器后,進行無壓待凝。
3.4.6表面裂縫處理
采用風鎬配合人工沿裂縫對稱鑿寬20cm的深5cm的U型槽,并注意不破壞整體砼。U型槽首先用高壓水沖洗,然后用高壓風吹凈槽內積水,再用干棉紗擦干。
在槽內連續嵌填適量蓬松麻絲,并注意不要堵塞預留的灌漿管口,然后用環氧砂漿回填封縫。
3.5特殊情況處理
灌漿過程中,對于相鄰的鉆孔進行觀測,如發現有串漿現象,及時降壓觀察分析原因后,采取相應的措施處理。如吸漿量較大,且長時間內不能減少,超出受灌范圍,可采取降低灌漿壓力,縮短漿液凝固時間、增大漿液粘度、使用間歇灌漿或定量灌漿等方法處理。
灌漿過程中,如漿液溫升過高(化學漿液超過30℃),出現暴聚征兆,立即調換新漿,必要時,采取沖洗設備和管路,然后再繼續灌漿作業的施工措施。
配比1漿液配制后超過8h,配比2、3漿液配制后超過10h,則將未灌入的漿材廢棄或根據漿液粘度增長的情況用于其他孔的孔容置換。
3.6裂縫處理的效果分析
檢查孔采用手持式回轉鉆機進行造孔,同時取芯,孔徑為φ56mm,距裂縫約10㎝處打斜孔,孔深根據裂縫深度確定,分別為0.5m、1.0 m。
4 結語
混凝土局部裂縫進行化學灌漿補強、處理措施科學可靠,處理效果良好;根據鉆孔檢查,發現混凝土裂縫中已充填滿了灌入的化學漿材,在壓漿試驗后發現在0.2Mpa的壓力下10min內的注入量均小于1ml,裂縫灌漿處理達到設計要求。根椐觀測結果,裂縫開度無顯著變化。
【關鍵詞】化學灌漿法;建筑施工;滲堵漏;應用
化學灌漿法是采用特定的化學制劑,運用特殊的工藝,灌注到建筑混凝土構件的裂縫當中,解決人們在建筑工程中出現的質量問題。這一方法在工程中運用的越來越廣泛,其中最為常見的是對建筑物的補強和補漏。
1 化學灌漿在建筑施工中應用的常用材料及特點
1.1 中化―656(丙烯酸鹽類)漿材
該材料廣泛用于各種混凝土和預制構件防水防滲等,其具有漿液起始粘度低,可灌性能好,固化時間在兩秒至十幾分鐘,甚至數小時等特點。其主要力學性能為:固結體抗滲性K
1.2 水泥水玻璃漿材
具有較好力學性能,價格便宜的灌漿材料,其固結強度為0.5~15MPa,固結率為98 %~100 %,凝膠時間為30~120s,同時漿液充填率高,濕條件耐久性好。因此具有很好地適應性,尤其適用于突發性漏水、泥、砂的整治。且漿液特點如下:
(1)漿液凝黲蚤間可準確地控制在幾秒至幾十分鐘范圍內;
(2)結石體抗壓強度可高達20MPa,且結石率高;石體滲透系數為8~10cm/s;
(3)適宜于0.2mm 以上裂縫和lmm 以上粒徑的砂層使用;
(4)資源豐富,價格便宜。
1.3 改性環氧樹脂漿材
該材料具有廣泛的應用范圍,價格較為便宜,且強度、黏度,時間均可調節,材料力學性能好。具體表現為:抗壓強度為700~1 200kg/cm2 ,抗張強度為70~300kg/cm2 ,抗彎強度300~850kg/cm2 ,劈裂粘結強度干縫19~31kg/cm2 ,有水縫13~19kg/cm2 ,漿材起始粘度η(25 ℃)6~150cp。因此該材料也是工程補強和補漏的常用材料。
2 化學灌漿法防滲堵漏的工藝流程
(1)查縫:在潮濕和積水的地方排水及用棉紗吸擦干,尋找滲漏水的縫(伸縮縫、接觸分界縫、沉降縫、施工縫、應力縫、結構縫、后澆帶縫等),或漏水洞、漏水孔、混凝土體蜂窩、砂眼點面等漏水滲水部位。有些比較明顯的裂縫用肉眼可直接觀察到。
(2)鑿槽:在縫或點四周開鑿U型槽,一般槽深除去砂漿保護層外,還需深入混凝土體2~10cm;槽寬度原則上把松軟漏水的混凝土清除為止,常規槽(點)寬度5.0~30cm。
(3)清洗:把新槽內的殘渣清除,并用干棉紗擦干凈,不能留下粉砂和積水。
(4)埋管:在漏水孔口洞位置上垂直放置一定長度的鋁管,其周圍再放置小碎石或棉紗,再用水泥―水玻璃埋管封槽,最后用外加劑防水混凝土砂漿蓋面抹平封頂。
(5)灌漿:按工程需要調節好粘度、硬度、固化時間等指標,用手壓泵把漿材從灌漿嘴壓注入被灌體。
(6)封孔:對達到灌漿要求的灌漿管,需要切除高出基面的鋁管,并夾閉管口, 再進行表面修復處理。
3 化學灌漿法的實際應用
3.1 化學灌漿法在基坑支護補漏中的應用
近年來,高層建筑日益廣泛,地下室也越建越深。而在基坑支護設計中,一般都有止水帷幕,其形式多為深層攪拌樁止水,灌注樁加旋噴(或擺噴)止水。然而不管采用何種形式止水,在施工過程中,均會出現由于場地的地質條件不同,在施工技術參數相同的情況下,施工質量和止水效果不同的現象。而對于在地下水位較高的地區,如黃河三角洲地,開挖基坑可能會出現局部地方漏水的現象,此時采用化學灌漿法通過灌漿可以解決滲漏問題,從而排除安全隱患。
例如某商業大夏地下室,采用攪拌樁加噴錨聯合支護,雙排深層攪拌樁作止水帷幕,由于場區處于淤泥土層,在開挖以及錨桿施工過程中其西側出現幾處漏水及漏沙現象,經注水泥漿處理,達到了補漏及提高基坑邊土體穩定性的效果,從而順利開挖到底,使得整個施工期間沒有出現的安全事故及質量事故,取得了令人滿意的結果。
3.2 化學灌漿法在基礎補強和建筑物糾偏中的應用
當建筑物的基礎承載力不足,或樁基檢測不合格,需要補強時,也可采用化學灌漿法直接灌漿來補強。建筑物出現不均勻沉降,也可采用化學灌漿來糾偏。
例如某工程中的主樓大門前設有一段很高的混凝土結構梯級,建成后樓體與階梯沉降不均勻,從而形成裂縫,且將主樓墻面的花崗巖拉裂。后來主要在梯級腳中采用雙液注漿補強,從而有效地控制了沉降差別,處理后未發現裂縫擴展,效果良好。
3.3 化學灌漿法在地下室及堤壩中防滲補漏中的應用
對于安全結構的低下室,由于鋼筋混凝土本身是有縫物質,低下室內外又存在溫差,且鋼筋與混凝土的收縮率也不同,同時其又受到較大的外部荷載作用,使得地下室的壁板和底板,均易產生裂縫,從而導致滲水漏水,嚴重影響正常使用及結構的安全。
堤壩由于其結構體極長,長期暴露在外受到日曬雨露的侵蝕,同時又受到風力、各種機械力、小壓力等各種荷載作用,亦容易產生裂縫,造成安全隱患。
上述裂縫均較細微,采用常規的施工方法處理很難取得理想效果。而化學灌漿法在處理這種裂縫時就可大顯身手。由于有些化學制劑是液態的,可通過高壓注漿壓至微細裂縫中,從而達到良好的防滲效果。
4 結語
建筑工程施工中所產生的裂縫一般比較細微,如果在處理裂縫的過程中采用常規的施工方法是很難取得理想的效果,建筑工程中裂縫的產生是潛在的危害,隨著時間的推進,裂縫會對建筑物帶來不可想象的危害,所以,我們在施工的過程中要重視裂縫的存在,同時要采取有效的措施進行解決。
化學灌漿在建筑施工中處理裂縫問題滲漏問題及補強加固糾偏等現已得到廣泛的應用,由于化學制劑大多為液態的,可通過高壓注漿法注入細微的裂縫中,從而達到良好的堵漏防滲效果。隨著化工業的不斷發展,化學灌漿工藝的不斷完善,相信以后處理裂縫問題滲漏問題及補強加固糾偏等能達到最理想的效果,明顯消除建筑物的安全隱患,延長其使用壽命。
參考文獻:
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[2]陳華梁, 黃新顏.化學灌漿處理水泥砼路面板底脫空方法[J].西安交通科技, 2006(6).
1工程概述
溪洛渡水電站右岸3#、4#泄洪洞結構形式為有壓接無壓,洞內龍落尾型式,兩條泄洪洞軸線平行布置,中心間距5m,隧洞洞身段全長1433.549m、1633.611m,整個泄洪洞由岸塔式進水塔、有壓段、工作閘門室、無壓上平段、龍落尾段、出口明渠段及挑坎段組成。
右岸泄洪洞混凝土設計總量累計為52.4萬m3,在施工過程中由于自然因素、施工條件及人為等因素的影響,其混凝土質量通病的發生不可避免。泄洪洞設計最大流速達50m/s,在這樣流速下,混凝土過流面承受沖刷、磨損和撞擊時,混凝土過流面存在的質量通病和不平整度容易產生氣蝕破壞。因此,對過流面的質量及體型要求很高,存在的缺陷必須予以處理??紤]到缺陷處理的工程量比較大,要求又較高,所以要求施工工藝簡單,可操作性強。
2泄洪洞混凝土質量標準
2.1不平整度要求(見表1)
2.2形體標準
右岸泄洪洞各部位混凝土形體偏差最大允許值為10mm。
2.3混凝土強度要求
有壓段、無壓段邊墻、無壓段底板、無壓段邊墻、中閘室下部過流面混凝土強度為40Mpa,無壓段頂拱、龍落尾頂拱混凝土強度為25
Mpa,龍落尾底板、龍落尾邊墻、出口明渠底板、明渠邊墻、挑坎底板、挑坎邊墻澆筑硅粉混凝土強度為60Mpa。
2.4各段設計流速(見表2)
3缺陷情況
右岸泄洪洞缺陷處理主要針對混凝土表面氣泡、麻面、施工縫、施工預留孔洞、形體標準較高部位混凝土體形負偏差等常見缺陷進行處理。
3.1氣泡
混凝土表面氣泡分為少量分散直徑大于5mm氣泡和氣泡密集區,少量分散直徑大于5mm氣泡主要出現在泄洪洞有壓段圓形襯砌斷面反弧段區域,其它部位零散出現。氣泡密集區存在部位主要集中在右岸泄洪洞有壓段圓形襯砌斷面反弧段區域、出口明渠段局部區域。
3.2施工縫
溪洛渡水電站右岸3#、4#泄洪洞隧洞洞身段全長1433.549m、1633.611m,澆筑時為了施工的方便,統一為9m一倉,兩倉之間設置一道施工縫,施工縫深度在1m~1.2m,長度同斷面周長。
3.3孔洞
預留孔洞主要是混凝土臺車軌道孔,灌漿孔,特殊部位大模板澆筑時定位錐孔;孔徑一般在10cm左右,孔深在30~120cm之間。臺車軌道孔主要分布在有壓段,灌漿孔主要分布在有壓段、無壓段,定位錐孔主要分布在摻氣坎、出口挑坎等部位。
3.4混凝土欠澆
溪洛渡水電站右岸泄洪洞局部欠澆混凝土主要分布在工作閘門室閘門槽、摻氣坎邊墻等混凝土形體要求較高部位。
4缺陷處理工藝
4.1氣泡及麻面缺陷處理
混凝土表面氣泡分為少量分散氣泡和氣泡密集區,針對不同類型采用不同修補方案,兩種缺陷處理工藝流程一樣,主要區別在于一個為局部修補,一個為整體修補。
4.1.1施工程序
氣泡普查施工準備打磨清洗清孔點刮或面刮養護
4.1.2處理方法
第一步:用打磨機打磨表面。
第二步:用清水沖洗界面直到表面清潔無任何灰塵雜物。
第三步:用竹絲帚掃孔,除去氣泡孔內不利于環氧膠泥粘接和填筑的深層灰塵雜物。
第四步:風干后涂刷修補材料施工,采用點刮或面刮方式,使其施工面光滑平整。
第五步:自然養護。
4.2施工縫缺陷處理工藝
施工縫缺陷處理主要采用化學灌漿法,對于小于0.1mm的施工縫不進行處理,大于0.1mm的施工縫進行主要進行化學灌漿法進行處理。
4.2.1施工程序
縫面清理打孔埋設注漿針頭封縫檢查密封效果配漿灌漿縫面處理灌后檢查質量檢查與驗收養護
4.2.2處理方法
對于大于0.1mm的裂縫均采用直接化學灌漿處理方法,化學灌漿具體施工工藝如下:
A清縫。用角磨機磨除施工縫表面兩側殘渣及灰塵,除去表面污物,為下一個工序作好準備。
B打孔。灌漿孔的間距根據裂縫粗細和深淺而定,一般情況下灌漿孔的間隔為20~25cm。灌漿孔打在裂縫兩側10~15cm處,孔斜穿至裂縫。為了達到更好的處理效果裂縫兩側的孔交叉分布。
C埋設注漿針頭。在裂縫兩側打好的灌漿孔處埋設注漿針頭。再對埋設的注漿針頭做一些技術處理,防止注漿針頭在灌漿時產生漏漿現象。
D封縫。裂縫槽內用封縫材料進行封閉,防止灌漿時出現漏漿及封縫材料開裂。
E檢查密封效果。檢查注漿針頭及縫的密封效果,注漿針頭需重新封閉或更換注漿針頭;對于縫漏氣處需重新密封。
F灌漿材料配制。根據施工當時的氣溫、濕度、溫差等當地條件,配置灌漿用的材料。
G灌漿。用專業的高壓灌漿設備進行灌漿。待嵌縫環氧砂漿固結達到設計強度后進行灌漿,設計灌漿壓力暫定為0.3~0.5MPa,用壓力表進行控制,直至達到標準結束灌漿。
H縫面處理。待漿液凝固后除去化學注漿針頭,灌漿孔表面采用環氧砂漿壓實抹平,確保混凝土外觀質量。
I灌后檢查。灌漿結束7天后,進行壓水試驗,28天后進行縫面取芯劈拉試驗,由設計或監理確定檢查位置,鉆孔深度和角度同灌漿孔,以0.5MPa壓力水檢驗,裂縫不吸水(透水率
J.養護:養護7天。
預留孔洞缺陷處理工藝
孔洞修補要求孔洞內部填充緊密,孔洞處理盡量避免損傷老混凝土,孔洞修補完成后外表面光滑平整。
.1施工程序
施工準備基面處理材料拌制材料填充材料養護
.2處理方法
第一步:角磨機將孔洞口破損處處理至0.5~1cm深,將孔內殘物清理干凈并清水濕潤。
第二步:根據現場實際拌制修補材料。
第三步:人工將材料填充至孔內并夯實。
第四步:孔內密實后將修補區域刮平和老混凝土面形成一個平面。
第五步:自然養護。
4.4混凝土欠澆部位薄層貼補工藝
對欠澆混凝土缺陷處理,本著盡量不損傷老混凝土面、施工工藝簡單貼合施工實際的原則,主要采用薄層貼補法。如圖1所示。
.1施工程序
采用鋼絲刷、鏨子清除缺陷混凝土沖洗基面烘干基面涂刷基液填補修補材料人工刮平養護。
.2處理方法
第一步:打磨、沖洗混凝土表面使之清潔干燥;
第二步:為確保混凝土面與環氧砂漿保持良好的粘結力,需先涂刷一薄層環氧基液,待基液用手觸摸有顯著的拉絲現象時再填補修補材料;
第三步:現場拌制修補材料,人工填補修補材料應使其平整光滑。
第四步:修補完后,夏天采用遮陽防曬,冬天采用保溫被保溫,養護期為5~7天,養護期內不得受水浸泡和外力沖擊。
5結語
溪洛渡水電站右岸泄洪洞缺陷處理工作,根據不同施工方法和不同材料做了大量現場試驗,為后期的混凝土缺陷處理奠定了良好的試驗基礎。本人全程參與整個實驗的始終,建議類似的工程需注意以下兩點:
【關鍵詞】拉西瓦電站;進水口引水隧洞;混凝土溫度裂縫;LPL貼嘴化學灌漿
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
一.前言
拉西瓦水電站引水發電系統布置在拱壩右岸山體內,地下廠房內安裝6臺700 MW水輪發電機組。進水口結構為岸塔式,共設6個進水口,按單機單洞布置,下接6條高壓引水隧洞。高壓引水隧洞,設計開挖洞徑為8.4m~10.7m,混凝土襯砌厚度為0.6-1.0m,單洞長320m。混凝土總量約74250.59 m3,鋼筋制安3120.74T。
隧洞混凝土襯砌施工后,由于受到內外溫差的影響,產生部分長短不一、裂寬0.1mm~0.3mm溫度裂縫并有滲水現象。為恢復襯砌混凝土的整體性,防止鋼筋銹蝕,采用貼嘴法進行LPL化學灌漿處理,以保證引水隧洞的安全運行。
二.灌漿材料及封縫材料
1.灌漿材料
漿材采用注射樹脂LPL,它是用于注射灌漿系統的一種雙組分(A組分和B組分),無溶劑的低黏度環氧樹脂。
2.封縫材料
① 堵漏靈膠泥。是以高強膠泥為主體,添加多種無機材料和助劑制成的快速凝結堵水材料。在流水或涌水的情況下帶水堵漏,能迅速改善混凝土的施工環境。
② ECH粘膠:ECH粘膠是由高分子聚合物、活性填充料組成。它不含任何有機溶劑,固化時間為24小時,粘結強度最大可承受1.2Mpa的灌漿壓力。ECH粘膠分貼嘴膠和面膠,均為A、B雙組分,配比都為5:1(重量比)。
三.施工程序和施工方法
(一) 工藝流程
準備工作打磨沖洗裂縫描述貼嘴刮膠封縫壓風檢查灌漿注漿嘴清除(復灌嵌縫,此兩工序根據灌后是否仍有滲水而確定是否增加)質量檢查及驗收
(二) 施工方法
1.打磨
采用砂輪機沿裂縫的兩邊各打磨20cm的寬度,除去混凝土表面水泥漿皮,碳酸鈣沉淀物、苔、菌等各種有害雜物,以免影響注漿嘴的粘貼及封縫效果。
2.沖洗
打磨之后,用沖毛機沿裂縫開口向兩邊沖洗,以保證縫口敞開,無雜物,裂縫兩邊無粉塵和其它有損封蓋粘接的污物。
3.裂縫描述
根據現場實際情況,對裂縫走向及縫寬進行描述,并做好記錄,用以布置注漿嘴及灌漿壓力的確定。
4.貼嘴
貼嘴施工時,在漏水大的部位用堵漏靈膠泥做一小圍堰,引開流水。將ECH-Ⅰ型粘膠抹在注漿嘴底板上,要求進漿孔周圍1cm2不能抹膠,以免堵塞進漿孔。貼嘴時用定位針穿過進漿管,對準縫口插上,然后將注漿嘴壓向混凝土表面,1分鐘后,抽出定位針,如發現定位針沒粘附粘膠,就可認定注漿嘴粘貼合格。
5.封縫
貼嘴3小時(1~3小時,用手觸碰不動即可)后,用堵漏靈膠泥將滲水的縫口封堵住,2小時后用烤燈或碘鎢燈將混凝土表面烘干,并對烘干的混凝土表面用無水酒精洗抹一遍。待干后,刮抹一層ECH-Ⅱ型粘膠。當ECH-Ⅱ型粘膠不粘手時,刮抹ECH-Ⅲ型面膠兩遍,厚度>2cm,寬度沿裂縫兩邊各15cm。待12小時,ECH-Ⅲ型面膠基本固化后,用堵漏靈加固,厚3cm,寬度超過ECH兩邊各3cm,形成中間高,兩邊低的傘形封蓋,。堵漏靈抹完后,及時灑水養護。
6.壓風檢查
封縫完成并養護2小時后即可進行壓風檢查各孔的貫通情況,壓風壓力<0.3MPa。檢查前先將各注漿嘴接上塑料軟管,檢查1#孔時,將2#孔軟管的另一端插入水中,其它孔封閉。當對1#孔壓風,插入2#孔軟管的水中出現氣泡時,表示1#孔是貫通的。按此方法檢查每一個孔的貫通情況,做好詳細記錄,分析檢查結果,并結合原始封面情況,做出灌漿工藝設計,同時封閉所有的注漿嘴。
7.灌漿
① 注漿嘴的封蓋:灌漿之前用蓋子將除1、2號孔外的注漿嘴全部蓋上。
② 注漿的順序及原則:從下至上,從一邊至另一邊,從寬處至窄處。同步多點,逐步推進,以漿趕水,保持足夠的壓力和足夠的進漿時間,穩壓閉漿時間充分(裂縫越深,該時間越長)。
③ 漿液配制:漿液的配制由Lily CD-15雙組分注射泵本身完成,不需人工配制。
④ 灌漿壓力的確定:根據裂縫描述記錄中裂縫的寬度。
⑤ 取樣:當漿液從灌漿管管口流出時,排掉一小部分漿液并觀察其顏色,當確信漿液已完全混合好后,用一小塑料杯接取約20ml的漿液留置以觀察漿液的固化情況。
⑥ 注漿:注漿采用同步多點(6孔)灌注方式。
8.注漿嘴的清除
灌漿結束48小時后,鏟除注漿嘴,將不平整的部位及孔洞采用環氧膠泥封堵平整。
9.質量檢查及驗收
灌后質量檢查在注射樹脂LPL灌漿結束7d后進行。
① 壓水檢查:由現場監理騎縫布孔,沖擊鉆造孔(孔徑18~20mm、孔深10~15cm)后,采用單點法壓水,壓水檢查壓力為0.3Mpa。壓水試驗結束標準,在穩定壓力下,每3~5min測讀一次壓入注量,連續四次讀數中最大值與最小值之差小于最終的10%,或最大值與最小值之差小于1 ml/min時,本孔段壓水結束,取最終值為計算值,測記漏量,計算透水率(Lu)。
合格標準:壓水檢查透水率≤0.1Lu。
檢查孔數量:根據裂縫長度確定,當裂縫長度<3m時不設檢查孔,當裂縫長度>3m時,每3m設1個。
五.施工中存在的問題及處理措施:
①滲漏點的復灌:對于有規律的滲漏點,即一段裂縫仍滲水,采用前面施工方法中2~9條進行復灌。對于單獨的滲漏點采用打輔助孔的方法進行復灌。
a.按前面施工方法中的2~6條在滲漏點貼嘴、封縫;
b.采用沖擊鉆在距滲漏點10cm左右沿原裂縫的方向鉆3個輔助斜孔并預埋外徑為6mm的銅管。鉆孔:孔徑18~20mm,孔距10~20cm,傾角50°左右,孔深25cm(斜長,超過裂縫5cm);埋管的封堵:封堵采用堵漏靈,深度2~3cm。
② 漿液配比出現問題時的處理:灌漿時如出現長時間不進漿,且漿液黏度增加,即漿液配比出現問題。處理方法是打開機箱蓋,清理兩活塞桿運行系統,直至兩活塞桿運行同步后,排棄部分混合液,然后重新注漿。
③復灌后仍滲水的處理
a.經復灌后仍有滲水的部位,采用嵌縫措施:開槽槽深×槽寬為5×5cm,并在槽內每1.5m用電鉆打一個φ22排水孔,孔深>70cm,從孔底部埋一根鋁管,在管口用堵漏靈封閉,將水引出;將槽面清洗干凈并盡量烘干,若無法烘干,則在縫面用堵漏靈先堵水,然后涂環氧基液,再用丙乳砂漿錘填密實,并滿足平整度要求。
b.嵌縫后再在表面粘貼玻璃絲布防滲,玻璃絲布寬15cm。粘貼方法:先將縫面清理干凈,均勻刷一層ECH面膠,再貼一層玻璃絲布,三膠二布。對于灌漿后延伸的裂縫,若滲水不大或不滲水,則直接在縫面粘貼玻璃絲布,并延伸1.0m左右,不進行其它處理。
c.待丙乳砂漿封閉7天后,封閉引水管孔。先用干塑性水泥砂漿填充(填充時要用細鋼筋搗密實),離孔口5cm時,改用預縮砂漿填充密實,對其表面涂刷環氧膠泥。
六、結語
在實際施工中,LPL貼嘴化學灌漿施工同傳統的打孔化學灌漿處理裂縫相比具有以下優點:
1.漿液在注射泵混合器中混合,漿材中不含溶劑,避免了漿液凝結后產生大的收縮而降低裂縫處理效果。
2.LPL漿材工作時間長,漿材利用率高。
3. LPL漿材是一種低毒、環保材料,易于對施工人員的安全保護和對環境的保護。
關鍵詞:地質巖性; 橋梁樁基;施工方法;巖溶地貌
橋梁的樁基是橋梁的建筑施工的基礎,只有穩固的樁基才能起到對橋身良好的承托作用,由于工程所在的地理位置不同,樁基施工中需要面對的土壤地質巖性也各式各樣,針對不同地質巖性,選擇不同的施工方法,是保證樁基施工過程順利的關鍵。
一、橋梁施工中常見土壤地質巖性的分類
所謂地質巖性是指巖石的軟硬程度及成因,是劃分巖石等級的主要依據,對橋梁、隧道、公路等多種建筑設施的施工位置與施工方案的選擇有著重要的影響。
公路與橋梁的施工過程中,典型的地貌類型主要有以下幾種:
1.山地地貌
山地指的是海拔500米以上,坡度陡峭,地勢起伏很大的地區,由于形成原因多樣,土壤類型繁多,地質巖性復雜,所以施工的難度也各不相同,不過大部分施工過程都需要注意預防山體滑坡和泥石流對建筑物的侵襲。
2.巖溶地貌
巖溶地貌,又稱喀斯特地貌,是石灰巖,大理巖,白云巖等可溶性巖石常年受到流水的侵蝕、溶蝕,并在重力的作用下發生崩落和塌陷,最終形成的具有多溶洞和地下河特點的地質現象,是典型石灰巖地貌之一,巖石硬度相對較小,但脆性較高。
巖溶地貌在我國分布廣泛,主要集中于我國季風區南部,以貴州、云南、廣西等省分布居多,由于其地勢復雜多變,溝壑縱橫,多溶洞,多天坑,因而形成了不少另人嘆為觀止的奇妙自然景觀。但這種美麗對建筑施工項目卻意味著各種困難,巖溶地貌往往溶洞分布密集,且種類多樣,為施工過程增添了不少問題。
3.花崗巖地貌
花崗巖地貌指花崗巖體經過長年的風化作用形成的各類風化巖與殘土組成地質類型的總稱,巖石硬度較大。其中風化巖保持了巖石的性質,而殘土因為經歷了物理風化和化學風化的過程,已基本喪失原巖的性質。殘土中常見風化球,風化球又稱孤石,指的是花崗巖風化過后形成的球狀殘體。風化球的存在使土壤密度不均,給施工帶來困難。在這種情況下,采用爆破技術可以取得一定的收效,而新型的高壓旋噴技術為解決花崗巖地貌中風化球給的施工造成困難帶來了新的選擇。
二、以巖溶地貌為例,淺析橋梁樁基施工中的常用方法
在我國的橋梁建筑施工中,巖溶地貌地質結構復雜,地質巖性多變,是最具有代表性的復雜地形,下面本文便以巖溶地貌為例,對橋梁樁基的施工中常用到的施工方法進行簡要的介紹。
1.灌漿法施工方法
灌漿法主要適用于溶洞內部被填充物填滿的情況,但當溶洞內部空間較大,填充物深度不高過3m的時候,也可采用灌漿法對溶洞內填充物進行預處理,為鉆孔施工打下基礎。
由于大部分溶洞在地表以下較深的地帶,不能采取常用的填充混凝土或者爆破等方法進行處理,而采用灌漿法則可以有效的防止后期施工時因底層填充物強度不夠產生的各種問題,保障后期施工的順利完成,是比較可取的方法。
灌漿的方法種類很多,因溶洞內部空間不規則,決定在處理過程中效果最好且較為經濟的方法是靜壓化學灌漿法。靜壓化學灌漿法具有經濟實用,漿材凝固速度快、可控性強、結石率高,材料流失率低等優點。可適用于各種類型的溶洞,成形效果良好,可以大大強化洞內填充物的強度,幫助后期施工獲得良好效果。
2.套內護筒法施法
當溶洞內部空間無填充物,且溶洞的深度大于3m的,通常采用以內護筒穿過溶洞的套內護筒法作為施工方案。在根據溶洞實際狀況確定了內護筒的尺寸之后,利用沖擊鉆對溶洞頂部進行沖孔,在接近溶洞頂部時,作業需要小心謹慎,保證孔壁平滑堅固,操作前需要保證卡扣和鋼絲繩的堅固程度。
在對內護筒進行沉放的過程中,需要保證孔洞內壁光滑,方向垂直,然后利用吊機將內護筒放置到孔底,一液壓鉆機作為輔助,令內護筒下沉至溶洞底部,最后,使用回填法或高壓噴射灌漿法對內、外護筒的間隙及內護筒與溶洞底部的間隙進行填充與加固。
三、工程實例分析
江西省位于我國東南部,地質類型豐富,地質巖性根據地理位置的區別而各不相同,而江西又屬于亞熱帶濕潤氣候,雨量繁多,河流縱橫交錯,在可溶性巖層帆布密集度地區很容易形成巖溶地貌,下面本文便以西溪中橋為例,詳細的分析巖溶地貌下橋梁樁基施工中的要點。
位于梨溫和廣豐之間的西溪中橋最初設計為:橋的上部采用3―13m空心板梁橋。下部為雙柱式鉆孔灌注樁墩臺,然而在施工初期,由于先期對當地地質的復雜性估計不足,出現了塌孔現象。再次進行地質勘探之后確定當地地下存在有較大的溶洞群,因而工程設計更改為2―20m米預應力空心板梁橋結合單排雙柱式輕型墩臺。
通過更近一步的工程地質勘探發現,當地層地質的主要特點是地層表層土質松散,中下層巖性較為堅硬,巖溶發育成熟,以溶洞、融孔、溶槽為主,且溶洞數量眾多,分布較為集中,底部地層巖性已風化,施工面臨著樁位溶洞密集的問題。
基于此種地質巖性條件,樁基施工選用了內護筒法進行施工。首先準備一定數量的鋼制護筒,長度為6m,以保證鋼護筒沉放過程的順利進行,以及大量直徑在10cm―20cm的狗頭石以和數量充足的袋裝粘土,材料準備完成之后,令裝載機進入待命狀態,同時準備好供水設備。
在鉆孔作業將要達到溶洞頂板之前,準備好狗頭石與粘土,以防止鉆孔發生塌陷。一旦塌陷不幸發生,應立即用狗頭石及粘土進行回填作業。待到鉆孔距離溶洞頂板約1cm左右時,即刻降低鉆機沖程,將其控制在1m―1.5m之內,以防止因鉆機沖程設置過大而引起的卡鉆現象。在鉆機工作過程中,要密切注意孔洞的垂直狀況,一旦發現垂繩偏離,應立即對鉆機的方向進行糾正,保證孔洞的垂直度偏差不超過孔深的1%,以免影響后期鋼護筒的沉放。
若遇到護壁的泥漿面高度發生下降的情況,應立即使用供水設備對其進行補水作業,并迅速提升鉆頭,防止孔洞發生塌陷將鉆頭掩埋。出于節省材料,降低工程造價的需要,此時應用粘土與狗頭石按與溶洞體積1:1的比例對溶洞進行回填堵漏,若未能取得預期效果,則必須對鋼護筒進行沉放作業,同時利用導正器對鋼護筒的沉放進行修正,使其保持垂直的狀態。等到泥漿面回歸穩定,再繼續對溶洞進行鉆進。
工程結束后,經統計,西溪中橋172.207 米灌注樁成孔時僅消耗一節鋼護筒,且由于預防措施積極,施工過程小心謹慎,埋鉆和卡鉆并沒有實際發生,進一步節約了樁基的成本,在保障工程質量的同時,降低了工程的造價。