注漿技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修復(fù)中的應(yīng)用

唐瑋琦

(福建七建集團有限公司 福建福州 350009)

引 言

近年隨著國家加大基礎(chǔ)設(shè)施投資，建筑市場與建設(shè)規(guī)模高速發(fā)展，相應(yīng)帶來工程技術(shù)的長足發(fā)展。新技術(shù)、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)，其中以各類注漿技術(shù)在施工中的應(yīng)用尤其受到關(guān)注。無論在建筑工程、市政公用、道路橋梁、巖土隧道等專業(yè)的建設(shè)過程中，注漿技術(shù)均以其工藝簡單、成本低廉、效果明顯、節(jié)能環(huán)保等特點被大范圍的使用?；谝陨显?，本文結(jié)合工程經(jīng)驗專注于解析注漿技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修復(fù)中的施工方法、技術(shù)要點。

1 注漿技術(shù)原理與優(yōu)勢

1.1 注漿技術(shù)的工作原理

注漿技術(shù)是將按一定配比配制并具有一定凝膠時間的漿液，利用壓送技術(shù)將其注入建筑結(jié)構(gòu)裂縫，通過漿液的凝結(jié)填充被介入結(jié)構(gòu)的縫隙，進而有效改善結(jié)構(gòu)完整性、緊密性，達到設(shè)計指標、保證結(jié)構(gòu)實體質(zhì)量的施工技術(shù)。

1.2 注漿技術(shù)的優(yōu)點

(1)操作簡單、不復(fù)雜

在結(jié)構(gòu)裂縫修復(fù)中應(yīng)用的注漿技術(shù)，不需大型機械設(shè)備即可順利完成，同時也不需要在施工現(xiàn)場進行特別防護，不會給周圍居民的生活和出行帶來不便。施工期間只需使用填充、擠壓等方式對施工部位的裂縫進行適當封堵即可，整個施工周期不會對臨近建筑物及施工活動造成影響。并且由于設(shè)備操作簡單，材料品種單一，所需耗費的施工時間也不長，使得在進行施工前只需對相關(guān)人員進行專業(yè)培訓(xùn)即能掌握操作，有效地節(jié)約施工成本。

(2)防水施工效果好

因為注漿技術(shù)是將漿液直接注入結(jié)構(gòu)的縫隙，所以有效地保證了被介入結(jié)構(gòu)的緊密性，繼而使得結(jié)構(gòu)整體在防水能力方面有較為明顯提高。

(3)防滲施工影響小

因施工工藝、材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)環(huán)境、使用年限的影響，相當部分的在建、已建結(jié)構(gòu)都會因為出現(xiàn)裂縫而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。針對這種情況，如使用傳統(tǒng)補設(shè)防滲層方式進行修復(fù)，尤其是對已經(jīng)完成裝修的結(jié)構(gòu)都會造成較大的影響，容易對原有結(jié)構(gòu)造成損傷。反觀使用注漿技術(shù)，就可以有效的降低施工所帶來的負面影響，并且具有施工迅速、節(jié)約材料、效果明顯等優(yōu)點。同時由于注漿是使用壓力的方式將具有凝結(jié)作用的填充物壓入縫隙，對結(jié)構(gòu)也起到很好的粘結(jié)效果，進而提升結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。

2 注漿方法

2.1 高壓注漿方式

上世紀70年代，高壓注漿法已開始出現(xiàn)，這種高效的施工方法近十年在我國建筑行業(yè)得到了廣泛的使用，尤其在修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫方面具有優(yōu)越的特性。高壓注漿是將注漿材料通過高壓裝置注入混凝土裂縫，漿液在壓力的作用下在混凝土裂縫中迅速分散、填充、膨脹、固結(jié)，達到對被介入結(jié)構(gòu)加固、抗?jié)B、防水的目的。

圖1 高壓注漿施工方法示意圖

2.2 靜壓注漿方式

靜壓注漿技術(shù)就是通過利用劈裂作用的原理，隨著靜壓力的傳遞將漿液灌入施工部位縫隙區(qū)域，對弱應(yīng)力分布區(qū)進行劈裂、延伸，進而形成漿脈狀形態(tài)或是不規(guī)則性凝結(jié)形態(tài)，進一步提高裂縫區(qū)域壓膜縮量，使得凝結(jié)體起到一定的支架作用，從而提升施工部位的結(jié)構(gòu)完整性和密實度，也有效提高了施工部位的結(jié)構(gòu)強度。

圖2 靜壓注漿施工方法示意圖

2.3 復(fù)合注漿方式

復(fù)合注漿方式就將高壓注漿和靜壓注漿這兩種注漿方式進行有機結(jié)合，從而將這兩種方式的優(yōu)點共同發(fā)揮。復(fù)合注漿方式可應(yīng)用于多種類型、尺寸結(jié)構(gòu)裂縫的修復(fù)，既有廣泛的適用性，亦有明顯的易用性，同時還節(jié)能環(huán)保、省時省工，其所達到的施工效果與技術(shù)指標較為顯著[1]。

3 注漿材料的選擇

3.1 注漿材料選用的特點

首先，必須保證注漿材料具有良好的力學(xué)性能，同時還要具備一定的抗拉強度、抗老化能力及較強的填充能力。

其次，選取的注漿材料還要有良好的滲透性，能夠深入到結(jié)構(gòu)中細微的裂縫中，同時，還要具有良好的粘結(jié)性能、親水性能和擴散性能，從而滿足對潮濕裂縫注漿的要求。

最后，保證注漿材料符合環(huán)保要求，選用沒有毒害的原材料進行制備，從而降低施工對周圍環(huán)境的污染，同時對原材料成本進行合理控制。

3.2 常用注漿材料的選取

注漿材料的選擇是注漿技術(shù)在實際應(yīng)用中最為基本的環(huán)節(jié)以及不可缺少的組成部分，而注漿施工能夠起到良好的防水、加固以及防滲漏效果，都是由注漿材料間接轉(zhuǎn)化而來的。所以，所選用的注漿材料除必須具備液體轉(zhuǎn)為固體的性能外，還需起到一定的加固作用。其中較為常見的材料有以下幾種:

(1)水泥

一般情況下，注漿材料多會選擇使用水泥作為主要注漿材料，這是因為水泥材料本身具有良好的穩(wěn)定性外，其凝結(jié)后還會形成高強度的穩(wěn)定膠結(jié)體。例如，超細水泥在凝結(jié)之后會形成膨潤土漿。此外，在使用前進行配漿時，通常會在漿液中加入一定量的化學(xué)漿液或是少量的外加劑，例如，添加氯化鈣(CaCl2)、水玻璃(Na2O.nSiO2)等，進而調(diào)整水泥漿液的性能。

(2)有機高分子材料

在注漿材料的選擇中，除水泥等無機注漿材料以外，還有其他材料可供選擇，其中以有機高分子混合物為代表的注漿材料得到了較為廣泛的應(yīng)用。例如，水溶性聚氨酯漿液、脈醛樹脂—硫酸漿液等。

4 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修復(fù)中的實際應(yīng)用

4.1 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫簡析

近年隨著建筑工程大量出現(xiàn)，建筑基礎(chǔ)與主體受到施工、材料、環(huán)境等多方面原因的影響，加之建設(shè)與使用期間未進行良好維護，使得混凝土結(jié)構(gòu)裂縫病害與隱患時有出現(xiàn)。例如，建筑裂縫、樓層滲漏等。因此，須根據(jù)結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生原因和發(fā)展情況選用合適、有效的方式對其進行修復(fù)，從而保證結(jié)構(gòu)的整體安全與使用功能。

4.2 施工工藝及要點

為了注漿技術(shù)更好的在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修復(fù)中進行應(yīng)用，就需要充分了解其工藝流程及施工特點，從而在施工過程中確保注漿質(zhì)量，進而達到預(yù)期的施工效果、實現(xiàn)裂縫防治意圖。

工藝流程:施工準備→查找裂縫→鉆孔→清孔→清縫→導(dǎo)管安裝→封縫→配置漿液→注漿→二次注漿→導(dǎo)管清除→孔口修補→驗收。

施工要點:首先要在結(jié)構(gòu)受到裂縫影響的區(qū)域進行打孔，孔距保證在30～40cm，隨裂縫寬度減小孔距可適當縮小，孔徑須控制在0.6～1.2cm。一旦發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫屬于干縫，則騎縫開孔;如是濕縫，應(yīng)使用加開V形槽的方法。

其次在進行清孔，清槽環(huán)節(jié)處理后，必須使用水泥對其進行封堵，如果裂縫是干縫，為免灌注的漿液流出，需使用環(huán)氧樹脂材料進行封縫，其固化最佳時間為14個小時左右;如果混凝土裂縫是濕縫，則要使用親水性能良好的材料進行注漿，使?jié){液能與水膜充分融合，進而達到對裂縫填實的目的[2]。

4.3 工程實例

成都某商業(yè)廣場及寫字樓工程，總建筑面積320000m2，其中地下3層80000m2，工程由3幢33層寫字樓、1幢28層公寓樓及裙樓大型商場組成，主體結(jié)構(gòu)采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，而建筑基礎(chǔ)則采用柱下獨立基礎(chǔ)、框架剪力墻下使用筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)持力層為中風(fēng)化泥巖。地下室底板、外墻、頂板均設(shè)置縱橫兩道后澆帶，成十字形設(shè)置。后澆帶寬度為800mm，縱橫向長度分別約為75m、107m，厚度同底板。

圖3 地下室外墻混凝土裂縫注漿

由于本項目地下室面積較大、地下室外墻周長較長，大體積混凝土施工所帶來的通病集中顯現(xiàn)。工程部分地下室外墻先后出現(xiàn)裂縫，通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)裂縫均為干縫，分析裂縫成因為混凝土水灰比控制不當、二次振搗不充分以及外墻養(yǎng)護不足所致。

圖4 地下室后澆帶混凝土滲漏

圖5 地下室后澆帶混凝土裂縫注漿

地下室后澆帶位置出現(xiàn)的滲漏則確定是由于后澆帶出現(xiàn)裂縫所致，裂縫為濕縫，究其施工原因為后澆帶澆筑前，未將后澆帶內(nèi)粘附于鋼絲網(wǎng)片上的疏松混凝土鑿除、清理以及澆筑時振搗不密實所致。

經(jīng)建設(shè)單位聯(lián)系設(shè)計單位出具補強方案，采用1∶1∶1.7(重量比)水泥—水玻璃雙液漿鉆孔注漿技術(shù)進行處理，水泥采用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥。鉆孔深度為滲漏部位結(jié)構(gòu)厚度的2/3，鉆孔角度垂直于結(jié)構(gòu)表面，傾斜度控制在8°以內(nèi)。封縫采用環(huán)氧類快干水泥，濕縫騎縫開V型槽。施工機械采用GZJB型液壓雙液漿注漿泵，工作壓力0.5～7.0MPa，注漿壓力控制在5.0MPa左右，出漿后持荷3分鐘。

施工過程中，需要注意控制水泥漿與水玻璃的施工配合比。雖然水玻璃的濃度對水泥的初凝影響不大，但過稀的水玻璃濃度達不到加速水泥固結(jié)的目的。水泥凝膠時間的總趨勢是隨水玻璃濃度變小而增大。注漿后48小時后進行結(jié)構(gòu)表面復(fù)查，未有出水點重新出現(xiàn)的，表示該區(qū)域滲漏處理成功;如仍有出水點出現(xiàn)的，則表示修補不成功，還須再次打孔注漿，直至沒有出水點出現(xiàn)為止[3]。

注漿施工過程中還需注意相關(guān)的安全事項:

(1)操作人員須經(jīng)培訓(xùn)合格后方能上崗操作;

(2)注漿作業(yè)中，作業(yè)人員必須佩戴護目鏡;

(3)壓力設(shè)備所帶壓力表必須定期檢定合格后方可使用;

(4)每次施工前必須試機，檢查合格、正常后方可繼續(xù)施工。

5 結(jié)語

注漿技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于建筑工程的各個專業(yè)領(lǐng)域，特別是在混凝土結(jié)構(gòu)裂縫補強加固方面，表現(xiàn)出優(yōu)越的施工性能與經(jīng)濟效益。注漿技術(shù)以其廣泛的適用性、高效的經(jīng)濟性、便捷的易用性以及可靠的安全性正越來越多地被行業(yè)及施工技術(shù)人員所認可。

[1]靳少華，寧敏.注漿技術(shù)在房屋建筑工程施工中的應(yīng)用[J]. 價值工程，2010，29(22):78-78.

[2]季承龍.注漿技術(shù)在房屋建筑工程施工中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010(9):79-80.

[3]鞏向金.探究房屋建筑工程施工中的注漿技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究，2014(36):3416-3417.