化學灌漿在某大跨覆土建筑混凝土裂縫的應用

文/周曼 武漢科技大學城市學院 湖北武漢 430033

1、工程概況

某大跨覆土建筑為融入城市環(huán)境，將大面積建筑體量埋于防洪堤內，堤頂以綠化和步道為主，形成生態(tài)自然并兼具市民休閑功能的城市新型地下空間建筑。主體結構為地上四跨地下五跨雙層鋼筋混凝土框架結構，地下一層層高5.1 米，地下二層層高3.9 米。沿江堤覆土建筑長459 米，框架柱、梁、剪力墻均采用C35 混凝土，建筑物頂平臺高程為28.4 米，頂部最大覆土厚度1.4米。主體結構澆筑完畢，由于多方面原因，剪力墻多處出現裂紋，有的還有滲漏現象發(fā)生。

2、裂縫檢測

2.1 裂縫具體分布及形態(tài)

主體結構依照結構軸線順序（由主干道向江邊走勢分別編號為A～F）,對每一條裂縫進行登記和編號，拍照記錄特征明顯的裂縫，分別對裂縫長度及走向、發(fā)展、裂縫寬度、深度等，進行外觀檢查并輔助超聲波檢查，形成裂縫統計表如表1-1 所示。

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根據裂縫記錄表觀察分析裂縫走勢為：

①裂縫主要集中在地下一層的臨江側F 軸線的墻體上和E 軸線的梁上。墻體上裂縫長度大多為3.2m 左右，梁上的裂縫大多為 0.8m 左右，均呈垂直走向。

②F 軸墻體裂縫寬度大于或等于0.40mm的墻體裂縫有14 條，為貫穿裂縫。裂縫寬度大于0.20mm 且小于0.40mm 的裂縫使用超聲波測裂縫深度11 處，其中3 處裂縫深度大于10.0cm 且小于20.0cm；6 處裂縫深度大于20.0cm 且小于40 .0cm；2 處裂縫深度大于40.0cm，為貫穿裂縫。

③經過跟蹤觀察2 個月，裂縫的發(fā)展延伸情況基本穩(wěn)定。

2.2 裂縫原因分析

覆土建筑混凝土結構澆筑時間為冬季，施工時基礎底板與承臺的施工為大體積混凝土澆搗，地下室底板與隔墻及周邊外墻一次整體澆筑，水平施工縫間混凝土一次澆筑完畢，在墻內除設置有后澆帶外未留任何豎向施工縫[1]。

結構沉降監(jiān)測結果表明，結構累計沉降量為0.82mm～13.1mm，可以排除基礎不均勻沉降的影響。裂縫全部分布在F 軸外側墻及地下一層E 軸大梁腹板處，梁底及墻頂、墻底未見裂縫，裂縫走向均為垂直方向。根據以上可以判定裂縫產生原因主要為混凝土收縮及溫度應力偏大。這與施工中，變形縫間距過大，膨脹加強帶封閉過早，商品混凝土配合比及坍落度、混凝土養(yǎng)護措施等因素的影響均有關。

3、裂縫處理方法

大體積混凝土裂縫有效的修補方案有化學灌漿方法、結構補強法、超細水泥灌漿法等。根據本工程的特點，經多次專家論證會討論，確定采用化學灌漿法。此方法相對于其他混凝土裂縫處理方法來說，其使用的環(huán)氧漿液親水性好，膠凝時間易控制，強度高，環(huán)保的同時能有效的保證結構的整體性和耐久性。

3.1 具體實施步驟

本工程針對覆土建筑裂縫的寬度進行分類處理，具體實施流程為[2]：裂縫清理—孔位布置—鉆孔、安裝注漿嘴—封縫—壓風測孔—化學配漿—注漿—表明修飾。

1)裂縫清理：用手動打磨機按照規(guī)定的尺寸沿裂縫打磨出槽，用壓縮空氣清理裂縫表明的雜物。2）孔位布置：根據裂縫情況合理確定壓漿嘴的位置。3）鉆孔和安裝注漿嘴：按裂縫寬度是否大于0.2mm 進行分類處理，對大于0.2mm的裂縫用電錘在周圍斜向鉆孔，清理干凈后安裝專用壓漿嘴；對小于0.2mm 的裂縫，用環(huán)氧膠泥將注射用注漿嘴騎縫固定。4）封縫：用環(huán)氧膠泥將除注漿嘴以外的裂縫全部進行封縫。5）壓風測孔：封縫24h 后，用空氣機通過壓漿嘴壓入空氣，初步判斷裂縫內部深度及貫穿情況。6）化學配漿：針對本工程實際情況，采用具有補強加固作用的WJY-2 雙組份環(huán)氧樹脂型灌漿材料。7）注漿：采用由下至上的順序進行注漿，最后一個注漿嘴留作排氣孔用。注漿起始壓力0.4Mpa，一條縫注漿完畢，此縫最后一個注漿孔應穩(wěn)壓5—10min 壓力不下降，即算完成灌漿。8）表明修飾：用環(huán)氧膠泥對孔口進行封閉及表明修補，至與混凝土齊平即可。

通過上述灌漿工藝對大體積混凝土覆土建筑裂縫進行處理，待各施工工序質量達到規(guī)定要求后對其進行取芯檢查，隨機鉆取直徑不小于50mm 的芯樣，采用劈裂抗拉強度測定方法進行芯樣檢驗，檢測結果符合設計要求。

結語：

某大跨地下覆土建筑混凝土結構通過檢查其裂縫形態(tài)，分析裂縫成因，并經多次專家論證會議編制化學灌漿方案，對主體結構按軸線分布進行化學灌漿處理，并對裂縫處理后結果進行強度檢測，達到加固補強的作用。對類似大跨地下覆土建筑混凝土裂縫修補提供寶貴的經驗。