壓力灌漿法加固鋼筋混凝土裂縫梁的應(yīng)用

冷敖英

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦,江西德興 334224)

壓力灌漿法加固鋼筋混凝土裂縫梁的應(yīng)用

冷敖英

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦,江西德興 334224)

混凝土裂縫系質(zhì)量通病,嚴(yán)重影響到工程結(jié)構(gòu)的耐久性。本文結(jié)合工程實(shí)例,詳細(xì)介紹了壓力灌漿(環(huán)氧樹脂)法治理混凝土裂縫梁的施工方法,并提出了施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)。該施工方法工期短,成本低,是解決工程實(shí)際中類似質(zhì)量問題的一種可行的方法,具有很大的推廣價(jià)值。

壓力灌漿;環(huán)氧樹脂;鋼筋混凝土梁;裂縫處理

1 前言

壓力灌漿法是采用改性環(huán)氧樹脂、水玻璃、甲基丙烯酸脂及聚氨脂等化學(xué)灌漿材料,對混凝土構(gòu)件的各種質(zhì)量缺陷如裂縫、松散、蜂窩、麻面、孔洞等進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固的一種較新的施工工藝,廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、道路橋梁、大壩、隧道、礦山、人防工程及地基基礎(chǔ)等工程中[1]。其過程是經(jīng)過一段時(shí)間對建筑物的觀測,找到裂縫最寬的位置后,采取封閉保護(hù)或局部修復(fù)處理,用壓力灌漿機(jī)將制成漿液的補(bǔ)強(qiáng)型環(huán)氧樹脂注入裂縫內(nèi),使其擴(kuò)散、凝膠、固化,達(dá)到加固的目的[2]。

江西銅業(yè)集團(tuán)(德興)礦山新技術(shù)開發(fā)有限公司5000t/a改(擴(kuò))建工程——選鉬廠房▽6.50m平臺(tái)鋼筋混凝土梁由于施工和使用等原因,出現(xiàn)了程度不一的裂縫,這些裂縫絕大多數(shù)是有規(guī)則的豎向裂縫,由梁兩側(cè)向內(nèi)縱深延伸發(fā)展。為不影響選鉬廠的正常生產(chǎn),經(jīng)過技術(shù)人員的多方論證,決定采用壓力灌漿加固技術(shù)處理裂縫。

2 壓力灌漿的準(zhǔn)備

2.1 灌注液

表1 ESA-G灌漿料物理及力學(xué)性能

本項(xiàng)目采用ESA-G灌漿料,屬改性環(huán)氧樹脂類灌縫材料,配膠比容易掌握,便于現(xiàn)場操作,施工簡便快捷。灌漿液早強(qiáng)、高強(qiáng),不腐蝕鋼筋,抗老化性及耐介質(zhì)性好。滲透力強(qiáng),粘度低,能注入微裂縫,與混凝土的粘接強(qiáng)度高,常溫固化(5℃以上),不含揮發(fā)性溶劑,硬化時(shí)收縮小。其主要性能見表1。

2.2 灌漿設(shè)備[3]

本項(xiàng)目采用的灌漿設(shè)備是一種袖珍式可對混凝土微細(xì)裂縫進(jìn)行自動(dòng)灌漿注入的新型工具,自動(dòng)壓力灌漿器是配有灌漿底座、灌漿連接頭(注漿嘴)、灌漿堵頭、灌漿軟管等一次使用配件,其構(gòu)造如圖1所示。

圖1 自動(dòng)壓力灌漿器構(gòu)造

該機(jī)長度只有26cm,重量為110g,灌漿器內(nèi)彈簧壓力為6kg,注入起始壓力為60kPa,軟管可裝樹脂量為50g,有效注入量為40g。該機(jī)靈巧、輕便、不用電、無噪音、操作簡便、快捷,可在水平、垂直等任何方向及高空安設(shè)使用,摒棄了傳統(tǒng)的空壓機(jī)、手壓泵等笨重的加壓設(shè)備。在無電源、有障礙、高空、野外尤其顯示出優(yōu)越性。灌漿時(shí)根據(jù)裂縫長度可數(shù)個(gè)或數(shù)十個(gè)同時(shí)并用,不斷自動(dòng)注漿,直接觀察和確認(rèn)注入情況,避免了灌注不飽和、不密實(shí)等問題,質(zhì)量易于保證與控制。同時(shí),灌漿器內(nèi)彈簧壓力經(jīng)科學(xué)試驗(yàn)確定,適合各種裂縫的化學(xué)灌漿。灌漿器擦拭干凈后能夠重復(fù)使用,可節(jié)約成本,降低工程造價(jià)。

2.3 計(jì)算樹脂注入量[2]

樹脂注入量可根據(jù)W=A＊B＊C＊D計(jì)算。

式中,W為理論注入樹脂量(g);A為裂縫長度(cm);B為裂縫寬度(cm);C為裂縫深度(cm);D為樹脂比重。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),實(shí)際用量為理論值的1.3倍以上,某些振搗不密實(shí)的混凝土或磚墻注入量可達(dá)理論值的數(shù)倍。

2.4 梁卸荷

加固前,必須對梁進(jìn)行卸荷。由于灌漿是在老廠房內(nèi)進(jìn)行,為不影響生產(chǎn),對一些不能移動(dòng)的設(shè)備,采用千斤頂頂升的方式卸荷;對于承受均布荷載的梁,應(yīng)采用多點(diǎn)均勻頂升;對于有次梁作用的主梁,每根次梁下需設(shè)1臺(tái)千斤頂頂升,頂升噸位由設(shè)計(jì)計(jì)算確定。加固分兩次施工,從廠房中間柱開始,先進(jìn)行一半梁加固改造完并具備使用條件后,再進(jìn)行另一半的加固改造施工。

3 施工工藝

3.1 施工過程

裂縫處理→埋設(shè)灌漿嘴→封縫→壓氣試漏→灌漿→封口→檢查。

3.2 裂縫表面處理

對梁上小于0.5mm的裂縫,采用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的灰塵(白灰、浮渣及松散層等污物),然后用毛刷蘸甲苯、酒精等有機(jī)溶液,將裂縫兩側(cè)20～30mm處擦洗干凈并保持干燥。對梁上大于0.5mm的裂縫,沿裂縫用鋼釬或風(fēng)鎬鑿成“∨”形槽,可根據(jù)裂縫深度和有利于封縫來確定槽寬與槽深。鑿槽時(shí)先沿裂縫打開,再向兩側(cè)加寬,鑿?fù)旰笥娩摻z刷及壓縮空氣將砼碎屑粉塵清除干凈。

3.3 埋設(shè)灌漿嘴[4]

灌漿嘴的埋設(shè)很重要,它直接關(guān)系到灌漿質(zhì)量。設(shè)定要綜合考慮裂縫的形狀、寬度、深度、長度以及是否貫通等情況,在施工中我們按下列方法埋設(shè)灌漿嘴:

(1)形狀規(guī)整寬度小于0.5mm的裂縫,灌漿嘴的間距為200～300mm,如圖2(a)。通常在裂縫的最下端和最上端各設(shè)一灌漿嘴,其余灌漿嘴按上述間隔距離并應(yīng)盡可能在裂縫較寬部位設(shè)置,這一原則對其它情況裂縫同樣適用。

(2)形狀規(guī)整寬度大于0.5mm的裂縫,灌漿嘴的間距為300～500mm,如圖2(b)。設(shè)置原則同上。

(3)形狀不規(guī)整裂縫的灌漿嘴的設(shè)置:

A.表面不能連的裂縫,有可能內(nèi)部也不能連通,因此,設(shè)置灌漿嘴可當(dāng)作兩條裂縫處理,如圖3(a)。

B.裂縫兩側(cè)有許多龜紋時(shí),灌漿嘴應(yīng)盡可能設(shè)置在交叉嘴上,如圖3(b)中c4和d4對于長度較長的分支裂縫,可作為一條單獨(dú)裂縫處理,即在分支嘴上增設(shè)灌漿嘴,如圖3(b)所示。

不需要鑿槽的裂縫埋設(shè)灌漿盒或灌漿嘴,對鑿成“∨”形槽的裂縫埋設(shè)灌漿嘴,用水泥砂漿在電錘鉆的孔內(nèi)埋設(shè)導(dǎo)漿鐵管,然后與灌漿管連接;在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處,用電錘鉆的孔內(nèi)均應(yīng)埋設(shè)灌漿嘴,在一條裂縫上必須埋設(shè)進(jìn)漿嘴、排氣嘴;埋設(shè)灌漿嘴或灌漿盒時(shí),先在灌漿嘴或灌漿盒的底盤(先用甲苯擦洗干凈)上抹一層厚約1mm的環(huán)氧膠泥,將灌漿嘴的進(jìn)漿孔騎縫粘貼在預(yù)定的位置上。

3.4 封縫

不需要鑿槽的裂縫采用環(huán)氧樹脂膠泥封縫;對鑿成“∨”形槽的裂縫采用水泥砂漿封縫,先在“∨”形槽面上用毛刷涂刷一層厚1～2mm環(huán)氧樹脂膠液,涂刷必須平整均勻,防止出現(xiàn)氣孔和波紋,待初凝后用水泥砂漿(水泥∶中砂∶水=100∶200∶30)抹平封縫。

3.5 壓氣試漏

裂縫封閉后,待封縫膠泥固化后或封縫砂漿養(yǎng)護(hù)達(dá)到規(guī)定(≧3d)時(shí)間并具有一定的強(qiáng)度時(shí),必須檢查裂縫的密閉效果和貫通情況,對其用小型空壓機(jī)進(jìn)行壓氣試漏(壓力≤0.3MPa),不漏氣為合格。

3.6 灌漿

開始進(jìn)漿就要注意觀察,待沿縫隙方向第一個(gè)排氣嘴出漿時(shí)立即關(guān)閉轉(zhuǎn)芯閥門,然后接著繼續(xù)灌漿直至沿縫隙方向第二個(gè)排氣嘴出漿時(shí)立即關(guān)閉轉(zhuǎn)芯閥門,如此順序進(jìn)行即可;灌漿時(shí)壓力必須是逐漸升高,防止驟然加壓,但當(dāng)壓力升到0.2MPa后保持并穩(wěn)定5min。

3.7 封口

待縫內(nèi)漿液達(dá)到初凝而不外流時(shí),拆下灌漿嘴,再用環(huán)氧樹脂膠泥或拌有水泥的灌漿液把灌漿嘴處抹平進(jìn)行封口。

3.8 檢查

灌漿結(jié)束后,檢查補(bǔ)強(qiáng)效果和質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)不密實(shí)或其他不合格情況時(shí),立即采取補(bǔ)灌等措施,以保證工程質(zhì)量。

4 效果與體會(huì)

江西銅業(yè)集團(tuán)(德興)礦山新技術(shù)開發(fā)有限公司5000t/a改(擴(kuò))建工程——選鉬廠房▽6.50m平臺(tái)下開裂鋼筋砼梁進(jìn)行壓力灌漿加固工程施工耗時(shí)1個(gè)月,比采用普通加固方法縮短工期近1個(gè)月,造價(jià)較低,更關(guān)鍵的是沒有影響到工廠的正常生產(chǎn)。該工程于2008年9月經(jīng)過檢測驗(yàn)收,完全能滿足設(shè)計(jì)要求,有效地恢復(fù)砼結(jié)構(gòu)的整體性。兩年來,加固砼梁未見有裂縫現(xiàn)象,工程結(jié)構(gòu)安全,工程質(zhì)量符合國家現(xiàn)行質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求。

采用性能良好的環(huán)氧樹脂灌漿液灌漿,能經(jīng)濟(jì)、簡便、快速、有效地補(bǔ)強(qiáng)房屋建筑、橋梁以及污水管等各種結(jié)構(gòu)物不同情況的裂縫,恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性,因而可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

[1] 李烙,林仿.壓力灌漿在混凝土質(zhì)量缺陷補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用.廣東土木與建筑,2002,(4):55-56.

[2] 蔣碩忠.我國化學(xué)灌漿技術(shù)發(fā)展與展望[J].長江科學(xué)院院報(bào),2003,(5).

[3] 張冬梅,周文,毛曉園.YJ-自動(dòng)壓力灌漿器的開發(fā)與應(yīng)用.施工技術(shù),2001,30(3):36-37.

[4] 周述.用壓力灌漿法加固鋼筋混凝土裂縫梁.福建建材,2003, (1):40-42.

Application of Pressure Grouting to Reinforce Fracture on Concrete Beam

LENGAo-ying

(Dexing CopperMine of Jiangxi Copper Corporation,Dexing,Jiangxi,China 334224)

Fractures on concrete is a common problem and affects the durability of the structure.W ith case study,this article details the processof pressure grouting(epoxy resin),and areas need to pay attention.Themethod has a short construction time and low cost,and can be promoted as practical solution to similar problems.

pressure grouting;epoxy resin;concrete beam;fracture treatment

TU375.1

B

1009-3842(2010)04-0090-03

2010-09-30

冷敖英(1974-),女,江西上高,本科,工程師,主要從事工程施工管理與工程造價(jià)等工作,E-mail:76327236@163.com