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  2. 裂縫灌漿加固

    作者:www.25wpzmf.cn 時(shí)間:2020-09-03 14:48??點(diǎn)擊: 次

    裂縫灌漿加固

    裂縫灌漿加固是在墩臺基礎之下,在墩臺中心直向或斜向鉆孔或打入管樁,通過(guò)孔眼及管孔,用一定壓力把各種漿液(加固劑)灌人土層中,通過(guò)漿液凝固,把原來(lái)松散的土固結為有一定強度和防滲性能的整體,或把巖石裂縫堵塞起來(lái),從而達到加固地基、提高地基承載力的一種加固法。灌漿加固一般可分為靜壓灌漿和高壓噴射灌漿二類(lèi)。靜壓灌漿又可分為填充灌漿、裂縫灌漿、滲透灌漿和擠壓灌漿等;高壓噴射灌漿又有旋轉噴射灌漿和定向噴射灌漿之分。

    裂縫灌漿加固

    灌漿料

    灌漿料是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環(huán)氧樹(shù)脂(砂)漿,經(jīng)過(guò)進(jìn)程噴漿機按一定壓力留意灌注貫注結構物縫隙內,起到填塞縫隙、避免鋼筋銹蝕并提高結構全部強度的浸染。

    裂縫灌漿

    裂縫灌漿是把按一定比例配制的水泥(砂)漿、環(huán)氧樹(shù)脂(砂)漿,經(jīng)過(guò)進(jìn)程噴漿機按一定壓力留意灌注貫注結構物縫隙內,起到填塞縫隙、避免鋼筋銹蝕并提高結構全部強度的浸染。裂縫灌漿加固法同樣平凡用于處理橋梁上、下部結構縫隙,灌漿分為水泥漿、水泥沙漿、環(huán)氧樹(shù)脂漿、環(huán)氧樹(shù)脂、沙漿等,具體采用哪一種,應視實(shí)際情況而定。

    灌漿料加固法

    用壓漿泵將各種樹(shù)脂漿液、水泥漿液或聚合物水泥漿等膠結料壓入縫隙中,由于其凝結、硬化而起到補縫浸染,達到規復結構的全部性。灌漿法包括水泥灌漿法和化學(xué)灌漿法兩種。水泥灌漿法只能填充縫隙和承受壓力,不克不迭抵抗拉應力和剪應力;化學(xué)灌漿法能將縫隙兩邊的混凝土結合在一起,并有抗拉強度和抗變形能力,目前多采用環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)對縫隙結束整修。此法適用于縫隙寬度較大、深度較深的縫隙修補,分外是對受力縫隙的修補,處理效果好。

    裂縫灌漿加固施工工藝

    (一)鉆孔

    通過(guò)鉆孔向巖層裂隙或破碎巖層注入漿液,達到堵水 與加固的目的,所以應嚴格按照設計的鉆孔方向、角度和孔徑進(jìn)行鉆進(jìn)。待鉆孔方向和角度確定后,將鉆機固牢即可開(kāi)鉆,采用清水鉆進(jìn)。開(kāi)孔時(shí),要輕加壓、慢速、大水量,防止把孔開(kāi)斜,鉆錯方向。鉆孔過(guò)程中應做好鉆孔詳細記錄,如取巖芯鉆進(jìn),應記錄鉆進(jìn)進(jìn)尺、起止深度、鉆具尺寸、變徑位置、巖石名稱(chēng)、巖石裂隙 發(fā)育情況、出現的涌水位置及涌水量、終孔深度等。如不取巖芯,應記錄鉆進(jìn)進(jìn)尺、起止深度、鉆具尺寸、變徑位置、巖石名稱(chēng)、巖石裂隙發(fā)育情況、出現的涌水位置及涌水量、終孔深度等。特別注意鉆孔速度快慢,涌水情況,由此判斷巖石的好壞。 如遇斷層破碎帶或軟泥夾層等不良地層時(shí),為取得準確詳細的地質(zhì)資料,可采用干鉆或小水量鉆進(jìn),甚至用雙層巖芯管鉆進(jìn)。

    注漿工程中,由于鉆孔數量多,有時(shí)每段注漿鉆孔累計總長(cháng)達千余米,因而鉆孔消耗時(shí)間多,注漿消耗時(shí)間少。尤其是水下隧道的施工,水中段的施工是工程的關(guān)鍵,且具有一定的危險性,需要采取有效措施??s短注漿鉆孔時(shí)間的途徑,主要是提高鉆機的鉆進(jìn)效率,或是采用多臺鉆機同時(shí)鉆進(jìn)。

    在采用多臺鉆機同時(shí)鉆進(jìn)時(shí)要根據現場(chǎng)條件和注漿設備能力,做到鉆進(jìn)和注漿平行作業(yè)。多臺鉆機同時(shí)鉆進(jìn)注意事項,對鉆機進(jìn)行合理編組,按設計注漿孔的方向、角度、上下左右孔位,開(kāi)孔時(shí)問(wèn)先后錯開(kāi),避免同時(shí)鉆進(jìn),造成注漿時(shí)串漿,并做好預防串漿的措施。

    一般對設計的注漿孔要分三批鉆進(jìn)。第一批鉆孔問(wèn)距可大些(即按設計鉆孔間隔鉆進(jìn)),第二批鉆孔間距小些,最后鉆檢查孔,并根據檢查情況決定是否須再追加注漿孔。

    (二)測定涌水量

    當鉆孔過(guò)程中,遇到涌水,應停機,測定涌水量,以決定注漿方法。

    (三)設置注漿管

    根據鉆孔出水位置和巖石好壞,確定注漿管上的止漿塞在鉆孔內的位置。止漿塞應設在出水點(diǎn)巖石較完整的地段,以保證止漿塞受壓縮產(chǎn)生橫向變形與鉆孔密封。如止漿塞位置不當,或未與鉆孔密封,不僅漿液會(huì )外漏,而且會(huì )把注漿管推出孔外,造成事故。

    (四)注水試驗

    利用注漿泵壓注清水,經(jīng)注漿系統進(jìn)人受注巖層裂隙。注人量及注入壓力須自小到大。壓水時(shí)間視巖石裂隙狀況而定,大裂隙巖石約須10~20min,中、小裂隙約15~30min或更長(cháng)些。 注水試驗的主要目的是:

    (1)檢查止漿塞的止漿效果。

    (2)把未沖洗凈還殘留在孔底或粘滯在孔壁上的雜物推到注漿范圍以外,以保證漿液的密實(shí)性和膠結強度。

    (3)測定鉆孔的吸水量,進(jìn)一步核實(shí)巖層的透水性,為注漿選用泵量、泵壓和確定漿液的配比提供參考數據。

    (五)注漿

    各道工序的具體做法、要求如以下。

    1.備料

    注漿站應存放足夠的新鮮水泥。水泥的強度等級不低于32.5級,品種最好采用普通硅酸鹽水泥。水玻璃應加水稀釋至使用的波美度(35~40波美度)。

    2.安裝設備

    應在鉆進(jìn)注漿孔的同時(shí),將注漿所需注漿泵、攪拌機、貯漿槽等設備固定在適當位置建立注漿泵站,或將上述機械、貯漿槽等安裝在臺車(chē)上成為移動(dòng)注漿泵站。這兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。固定注漿泵站操作方便,所需設備器材少,但注漿泵站距作業(yè)面有一定的距離,聯(lián)絡(luò )不便,注漿管路較長(cháng),易造成漿液的浪費,并須在隧道內占一定的地方等。移動(dòng)注漿泵站可緊靠作業(yè)面,注漿管路短,聯(lián)絡(luò )方便,不易浪費漿液,但需要臺車(chē)及移動(dòng)配電設備、電纜等。

    3.試泵

    注漿前為保證注漿泵正常運轉,必須先進(jìn)行試驗。試驗方法是先將三通閥門(mén)調到回漿位置,開(kāi)泵后,待泵吸水正常時(shí),將三通閥回漿口慢慢調小,注漿泵的壓力徐徐上升,當達到預定的注漿壓力,并持續3min不出故障,即認為泵的性能正常。

    4.選擇注漿參數

    以下參數必須在注漿前通過(guò)試驗和計算進(jìn)行初選,在壓漿過(guò)程中再根據現場(chǎng)具體情況進(jìn)行調整。

    (1)漿液的凝膠時(shí)間

    根據注水試驗,當采用水泥-水玻璃漿液時(shí),如進(jìn)水量很大,泵的壓力長(cháng)時(shí)間不升高,凝膠時(shí)間可選用1~2min;如進(jìn)水量中等,泵的壓力穩定上升,凝膠時(shí)間可選用3~4min如進(jìn)水量很小,泵的壓力升高很快,凝膠時(shí)間可選用5~6min甚至更長(cháng)。

    (2)進(jìn)漿量

    實(shí)踐證明,采用水泥-水玻璃漿液注漿時(shí),當進(jìn)漿量大于300L/min,泵的壓力長(cháng)時(shí)間不升高,則為大進(jìn)漿量;當進(jìn)漿量在100~300L/min,泵壓力穩定上升,則為正常進(jìn)漿量;當進(jìn)漿量小于100L/min,泵的壓力升高較快,則為小進(jìn)漿量。大進(jìn)漿量時(shí),應調整漿液濃度,加快凝膠時(shí)問(wèn)。

    (3)注漿壓力

    損失大小,取決于注漿管理、注漿技術(shù)以及按裂隙等級合理劃分段高等因素。

    裂隙率可根據巖芯實(shí)際調查選取,遇有巖溶大裂隙時(shí),可取偏高值或按實(shí)際選取。

    結石率與水灰比大小有關(guān)。

    (5)確定注漿方式與分段長(cháng)度。為使漿液在巖層裂隙中擴散較均勻,保證注漿質(zhì)量,提高注漿堵水率,對單個(gè)注漿鉆孔宜分段進(jìn)行注漿。注漿段長(cháng)度系根據裂隙發(fā)育程度和涌水量大小而定,當地下裂隙發(fā)育且涌水量較大,注漿段宜短,反之可較長(cháng)。

    為實(shí)現分段注漿,可采用上行式和下行式注漿兩種方式。分段下行式注漿是鉆孔一段,注漿一段,在上段注漿結束后,進(jìn)行掃孔,鉆進(jìn)到下一段再進(jìn)行下段注漿作業(yè)。這種注漿方法,適用于巖層裂隙發(fā)育、涌水量大或者巖性 差異很大的地層。下行式注漿質(zhì)量高,但重復鉆進(jìn)耗工時(shí)多。分段上行式注漿是注漿鉆孔一次打成,由孔底向上分段注漿,分段上行注漿宜用于裂隙不很發(fā)育巖層, 主要優(yōu)點(diǎn)是不必重復鉆孔。

    混凝土結構裂縫的檢測與修復

    大量科研和實(shí)踐都證明了混凝土結構出現裂縫是不可避免的,裂縫出現時(shí)荷載常為極限荷載的15%-25%。在正常使用荷載作用下,鋼筋混凝上結構一般是帶裂縫工作的,一般肉眼可見(jiàn)的裂縫范圍為0.02- 0.05mm,裂縫寬度小于0.05mm 的屬無(wú)害裂縫,對防水、防腐蝕與承重的影響均可忽略不計。我國現行規范對一般正常使用條件下混凝土結構構件最大裂縫寬度的控制標準為0.3mm。因此就經(jīng)濟及科學(xué)觀(guān)點(diǎn),一定程度的裂縫是可以接受的。

    混凝土結構裂縫的檢測與修復

    裂縫原因及類(lèi)型

    裂縫形成的原因一般分成兩類(lèi):結構性裂縫和非結構性裂縫。

    【結構性裂縫】由于直接施加的各種靜力和動(dòng)力荷載所引起的裂縫。由于結構承載力不足應力達到限值引起的,是結構開(kāi)始破壞的特征。這種裂縫是比較危險的,如果不對這類(lèi)裂縫進(jìn)行處理將對結構的安全帶來(lái)隱患。

    【非結構性裂縫】由于溫度變化、收縮、不均勻沉降等間接作用, 結構的變形受到約束而引起的裂縫。這種裂縫對結構承載力的影響不大,可根據結構耐久性、抗滲、抗震、使用等方面要求采取修補措施。

    在實(shí)際工程結構中,由于荷載所引起的裂縫只占總數的20%左右,而由于間接作用所產(chǎn)生的裂縫,大約占裂縫總數的80%。

    裂縫成因復雜,對結構的影響差異也較大。只有在弄清結構受力狀態(tài)和裂縫對結構影響的基礎上,才能確定相應的修復措施。

    裂縫調查與分析

    裂縫成因調查包括對【材質(zhì)與施工質(zhì)量】、【設計計算與構造】、【使用環(huán)境與荷載】等方面的調查,是為裂縫分析提供依據的。

    通過(guò)裂縫現狀觀(guān)測、成因調查判明是結構性裂縫還是非結構性裂縫。

    裂縫的寬度、長(cháng)度保持恒定不變的屬于穩定裂縫,只要其寬度不大,符合規范要求,其危險性較小,屬安全構件;

    裂縫的寬度和長(cháng)度隨時(shí)間不斷擴展,說(shuō)明鋼筋應力可能接近或達到流限,對承載力有嚴重的影響,應及時(shí)采取措施。

    裂縫檢測

    裂縫檢測就是裂縫現狀檢查,通過(guò)現狀檢測并繪制裂縫分布圖,為進(jìn)行裂縫分析和危害性評定提供依據。

    裂縫外觀(guān)檢測常用的儀器有刻度放大鏡、裂縫對比卡等,裂縫深度主要采用超聲波法探測或直接鉆芯法檢測。檢測的一般步驟如下:

    01 繪制裂縫分布圖

    先畫(huà)出產(chǎn)生裂縫構件的形狀, 然后將裂縫的位置、長(cháng)度標于圖上,并對每條裂縫進(jìn)行編號和注明裂縫出現時(shí)間。

    為便于研究分析,裂縫圖應根據構件逐一繪制展開(kāi)圖,并在圖上標明方位。當裂縫數量較多時(shí),可在構件有裂縫的表面畫(huà)上方格,方格尺寸依據構件的大小以200- 500mm 為宜,在裂縫的一側用毛筆或粉筆沿裂縫畫(huà)線(xiàn),然后依據同樣的位置翻樣到記錄本上,對于特殊形狀的裂縫還要拍照和攝像。

    02 測定裂縫寬度

    測定時(shí)把裂縫全長(cháng)分為四等分,中央點(diǎn)和兩端,以及中央點(diǎn)和中間的第三分點(diǎn)。測定裂縫方向上的垂直寬度,使用帶有刻度的專(zhuān)用顯微鏡,將刻度與縫口垂直,量出縫口寬度,記下讀數并標于圖上。

    也可以采用裂縫卡通過(guò)放大鏡估計裂縫寬度,但這種方法誤差較大。裂縫長(cháng)度可用鋼尺測量,在裂縫的端部要有標志,標上年月日,以觀(guān)測裂縫的發(fā)展。

    在測定裂縫長(cháng)度和寬度的同時(shí),須同時(shí)確認保護層厚度,保護層混凝土厚度不宜用鏨鑿開(kāi)時(shí),可用鋼筋探測器找出其厚度。

    03 測定裂縫深度

    檢測裂縫的深度通常用超聲波法,通過(guò)所測得的聲時(shí)與探頭之間的關(guān)系推算出裂縫的深度。

    用超聲波測試裂縫深度,要在避開(kāi)鋼筋的位置上進(jìn)行,且僅對一些受力裂縫比較合適,因為這種裂縫兩邊的混凝土一般是完全分離的。如果兩邊的混凝土并未完全分離,用超聲波檢測是不太準確的。

    對于裂縫不深且其走向大致成一直線(xiàn)的構件,可以采用直接取芯的方法進(jìn)行檢測。

    這種方法是在有裂縫的位置,沿深度方向鉆取混凝土芯樣,這樣可以在芯樣側面直接測量裂縫深度,其缺點(diǎn)是對構件有一定的破損。

    04 裂縫發(fā)展情況觀(guān)測

    對于活動(dòng)裂縫,應進(jìn)行定期觀(guān)測,專(zhuān)用儀器有接觸式引伸儀、振弦式應變儀等,最簡(jiǎn)單的辦法是騎縫涂抹石膏餅觀(guān)察。

    在典型裂縫位置處抹50mm左右見(jiàn)方的石膏餅,觀(guān)察石膏餅是否沿原裂縫開(kāi)裂,就可確定裂縫是否在繼續發(fā)展。石膏餅開(kāi)裂寬度大,說(shuō)明裂縫增長(cháng)也大,將裂縫的變化情況亦記于圖上。通過(guò)以上觀(guān)測繪制形成的裂縫圖,即可作為裂縫分析的依據。

    裂縫修復措施

    裂縫處理的原則:

    1)首先應能保證裂縫處理后結構原有的承載能力、整體性以及防水、抗滲性能;

    2)其次要考慮溫度、收縮應力較長(cháng)時(shí)間的影響,以免處理后再出現新的裂縫;

    3)再次應防止進(jìn)一步的人為損傷結構和構件,盡量避免大動(dòng)大補,并盡可能保持原結構的外觀(guān)。

    裂縫的類(lèi)型不同,修復處理的方法也不相同,裂縫一般的處理方法有如下幾種:

    01 表面修補

    通過(guò)密封裂縫表面以提高其防水性及耐久性。適用于對結構承載力無(wú)影響的漿材難以灌入的細而淺的裂縫,深度未達到鋼筋表面的微細裂縫(一般寬度小于0.2mm)。

    修補用的材料必須具有密封性、抗滲性和耐老化性,與混凝土的變形要相適應, 大面積處理時(shí)應注意防止空鼓、起皮。

    表面修補法主要有表面涂抹環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、聚合物砂漿等,表面粘貼常采用玻璃絲布、碳纖維布、土工膜。

    修補處理前應將裂縫附近的灰塵浮渣清除干凈,采用表層粘貼封閉時(shí)應對結構面進(jìn)行打磨處理。

    02 內部修復

    采用壓漿泵將粘合劑及密封劑漿液灌入裂縫深部,由于膠結料在裂縫內部凝結、硬化而起到補縫作用,從而達到恢復結構的整體性、耐久性及防水性的目的。

    灌漿材料一般要求具有較好的流動(dòng)性,且具有一定的粘結強度。常用的灌漿材料有水泥和化學(xué)材料,可按裂縫的性質(zhì)、寬度、施工條件等具體情況選用。

    一般對寬度大于0.5mm的裂縫,可采用水泥灌漿;對寬度小于0.5mm 的裂縫,宜采用化學(xué)灌漿?;瘜W(xué)灌漿材料主要為環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯等。

    壓力灌漿分為低壓注入和高壓注入兩種方式,應根據修復的結構類(lèi)型和裂縫種類(lèi)選擇適合的注入方式。

    低壓注入適合寬度較細,深度較淺的建筑物裂縫;高壓注入適合寬度較寬,深度很深的建筑物裂縫。

    目前國內較為成熟的“YJ - 自動(dòng)壓力灌漿技術(shù)”,是一項包括材料、機具、施工的綜合技術(shù),利用低壓原理,依靠?jì)炔繌椈蓧毫兔毠茏饔脤?shù)脂注入微細裂縫。

    03 加固補強

    結構加固補強是為了防止裂縫再出現和擴展,保證結構安全。結構補強的方法很多,主要有加大截面法、外包角鋼法、粘鋼法、粘貼碳纖維法以及預應力加固法等。

    加固方法的選擇,應根據檢測分析結果、結構功能降低及加固原因,結合結構特點(diǎn)、當地具體條件、新的功能要求等因素綜合分析后確定。

    與修補處理不同,由于加固處理目的在于恢復因裂縫降低的混凝土構件的承載力,涉及到建筑物的結構安全和使用功能的改變,因此必須在確認安全的基礎上計算承載力,提出合理的詳細的方案。
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    裂縫灌漿加固常見(jiàn)問(wèn)題

    裂縫灌漿加固技術(shù)參數

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