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裂缝灌浆加固工程
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裂缝灌浆加固

作者:www.ynjggs.com 时间:2019-07-22 14:46:19 点击:

裂缝灌浆加固

裂缝灌浆加固是在墩台基础之下,在墩台中心直向或斜向钻孔或打入管桩,通过孔眼及管孔,用一定压力把各种浆液(加固剂)灌人土层中,通过浆液凝固,把原来松散的土固结为有一定强度和防渗性能的整体,或把岩石裂缝堵塞起来,从而达到加固地基、提高地基承载力的一种加固法。灌浆加固一般可分为静压灌浆和高压喷射灌浆二类。静压灌浆又可分为填充灌浆、裂缝灌浆、渗透灌浆和挤压灌浆等;高压喷射灌浆又有旋转喷射灌浆和定向喷射灌浆之分。

裂缝灌浆加固

灌浆料

灌浆料是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,经过进程喷浆机按一定压力留意灌注贯注结构物缝隙内,起到填塞缝隙、避免钢筋锈蚀并提高结构全部强度的浸染。

裂缝灌浆

裂缝灌浆是把按一定比例配制的水泥(砂)浆、环氧树脂(砂)浆,经过进程喷浆机按一定压力留意灌注贯注结构物缝隙内,起到填塞缝隙、避免钢筋锈蚀并提高结构全部强度的浸染。裂缝灌浆加固法同样平凡用于处理桥梁上、下部结构缝隙,灌浆分为水泥浆、水泥沙浆、环氧树脂浆、环氧树脂、沙浆等,具体采用哪一种,应视实际情况而定。

灌浆料加固法

用压浆泵将各种树脂浆液、水泥浆液或聚合物水泥浆等胶结料压入缝隙中,由于其凝结、硬化而起到补缝浸染,达到规复结构的全部性。灌浆法包括水泥灌浆法和化学灌浆法两种。水泥灌浆法只能填充缝隙和承受压力,不克不迭抵抗拉应力和剪应力;化学灌浆法能将缝隙两边的混凝土结合在一起,并有抗拉强度和抗变形能力,目前多采用环氧树脂来对缝隙结束整修。此法适用于缝隙宽度较大、深度较深的缝隙修补,分外是对受力缝隙的修补,处理效果好。

裂缝灌浆加固施工工艺

(一)钻孔

通过钻孔向岩层裂隙或破碎岩层注入浆液,达到堵水 与加固的目的,所以应严格按照设计的钻孔方向、角度和孔径进行钻进。待钻孔方向和角度确定后,将钻机固牢即可开钻,采用清水钻进。开孔时,要轻加压、慢速、大水量,防止把孔开斜,钻错方向。钻孔过程中应做好钻孔详细记录,如取岩芯钻进,应记录钻进进尺、起止深度、钻具尺寸、变径位置、岩石名称、岩石裂隙 发育情况、出现的涌水位置及涌水量、终孔深度等。如不取岩芯,应记录钻进进尺、起止深度、钻具尺寸、变径位置、岩石名称、岩石裂隙发育情况、出现的涌水位置及涌水量、终孔深度等。特别注意钻孔速度快慢,涌水情况,由此判断岩石的好坏。 如遇断层破碎带或软泥夹层等不良地层时,为取得准确详细的地质资料,可采用干钻或小水量钻进,甚至用双层岩芯管钻进。

注浆工程中,由于钻孔数量多,有时每段注浆钻孔累计总长达千余米,因而钻孔消耗时间多,注浆消耗时间少。尤其是水下隧道的施工,水中段的施工是工程的关键,且具有一定的危险性,需要采取有效措施。缩短注浆钻孔时间的途径,主要是提高钻机的钻进效率,或是采用多台钻机同时钻进。

在采用多台钻机同时钻进时要根据现场条件和注浆设备能力,做到钻进和注浆平行作业。多台钻机同时钻进注意事项,对钻机进行合理编组,按设计注浆孔的方向、角度、上下左右孔位,开孔时问先后错开,避免同时钻进,造成注浆时串浆,并做好预防串浆的措施。

一般对设计的注浆孔要分三批钻进。第一批钻孔问距可大些(即按设计钻孔间隔钻进),第二批钻孔间距小些,最后钻检查孔,并根据检查情况决定是否须再追加注浆孔。

(二)测定涌水量

当钻孔过程中,遇到涌水,应停机,测定涌水量,以决定注浆方法。

(三)设置注浆管

根据钻孔出水位置和岩石好坏,确定注浆管上的止浆塞在钻孔内的位置。止浆塞应设在出水点岩石较完整的地段,以保证止浆塞受压缩产生横向变形与钻孔密封。如止浆塞位置不当,或未与钻孔密封,不仅浆液会外漏,而且会把注浆管推出孔外,造成事故。

(四)注水试验

利用注浆泵压注清水,经注浆系统进人受注岩层裂隙。注人量及注入压力须自小到大。压水时间视岩石裂隙状况而定,大裂隙岩石约须10~20min,中、小裂隙约15~30min或更长些。 注水试验的主要目的是:

(1)检查止浆塞的止浆效果。

(2)把未冲洗净还残留在孔底或粘滞在孔壁上的杂物推到注浆范围以外,以保证浆液的密实性和胶结强度。

(3)测定钻孔的吸水量,进一步核实岩层的透水性,为注浆选用泵量、泵压和确定浆液的配比提供参考数据。

(五)注浆

各道工序的具体做法、要求如以下。

1.备料

注浆站应存放足够的新鲜水泥。水泥的强度等级不低于32.5级,品种最好采用普通硅酸盐水泥。水玻璃应加水稀释至使用的波美度(35~40波美度)。

2.安装设备

应在钻进注浆孔的同时,将注浆所需注浆泵、搅拌机、贮浆槽等设备固定在适当位置建立注浆泵站,或将上述机械、贮浆槽等安装在台车上成为移动注浆泵站。这两种方案各有优缺点。固定注浆泵站操作方便,所需设备器材少,但注浆泵站距作业面有一定的距离,联络不便,注浆管路较长,易造成浆液的浪费,并须在隧道内占一定的地方等。移动注浆泵站可紧靠作业面,注浆管路短,联络方便,不易浪费浆液,但需要台车及移动配电设备、电缆等。

3.试泵

注浆前为保证注浆泵正常运转,必须先进行试验。试验方法是先将三通阀门调到回浆位置,开泵后,待泵吸水正常时,将三通阀回浆口慢慢调小,注浆泵的压力徐徐上升,当达到预定的注浆压力,并持续3min不出故障,即认为泵的性能正常。

4.选择注浆参数

以下参数必须在注浆前通过试验和计算进行初选,在压浆过程中再根据现场具体情况进行调整。

(1)浆液的凝胶时间

根据注水试验,当采用水泥-水玻璃浆液时,如进水量很大,泵的压力长时间不升高,凝胶时间可选用1~2min;如进水量中等,泵的压力稳定上升,凝胶时间可选用3~4min如进水量很小,泵的压力升高很快,凝胶时间可选用5~6min甚至更长。

(2)进浆量

实践证明,采用水泥-水玻璃浆液注浆时,当进浆量大于300L/min,泵的压力长时间不升高,则为大进浆量;当进浆量在100~300L/min,泵压力稳定上升,则为正常进浆量;当进浆量小于100L/min,泵的压力升高较快,则为小进浆量。大进浆量时,应调整浆液浓度,加快凝胶时问。

(3)注浆压力

损失大小,取决于注浆管理、注浆技术以及按裂隙等级合理划分段高等因素。

裂隙率可根据岩芯实际调查选取,遇有岩溶大裂隙时,可取偏高值或按实际选取。

结石率与水灰比大小有关。

(5)确定注浆方式与分段长度。为使浆液在岩层裂隙中扩散较均匀,保证注浆质量,提高注浆堵水率,对单个注浆钻孔宜分段进行注浆。注浆段长度系根据裂隙发育程度和涌水量大小而定,当地下裂隙发育且涌水量较大,注浆段宜短,反之可较长。

为实现分段注浆,可采用上行式和下行式注浆两种方式。分段下行式注浆是钻孔一段,注浆一段,在上段注浆结束后,进行扫孔,钻进到下一段再进行下段注浆作业。这种注浆方法,适用于岩层裂隙发育、涌水量大或者岩性 差异很大的地层。下行式注浆质量高,但重复钻进耗工时多。分段上行式注浆是注浆钻孔一次打成,由孔底向上分段注浆,分段上行注浆宜用于裂隙不很发育岩层, 主要优点是不必重复钻孔。

混凝土结构裂缝的检测与修复

大量科研和实践都证明了混凝土结构出现裂缝是不可避免的,裂缝出现时荷载常为极限荷载的15%-25%。在正常使用荷载作用下,钢筋混凝上结构一般是带裂缝工作的,一般肉眼可见的裂缝范围为0.02- 0.05mm,裂缝宽度小于0.05mm 的属无害裂缝,对防水、防腐蚀与承重的影响均可忽略不计。我国现行规范对一般正常使用条件下混凝土结构构件最大裂缝宽度的控制标准为0.3mm。因此就经济及科学观点,一定程度的裂缝是可以接受的。

混凝土结构裂缝的检测与修复

裂缝原因及类型

裂缝形成的原因一般分成两类:结构性裂缝和非结构性裂缝。

【结构性裂缝】由于直接施加的各种静力和动力荷载所引起的裂缝。由于结构承载力不足应力达到限值引起的,是结构开始破坏的特征。这种裂缝是比较危险的,如果不对这类裂缝进行处理将对结构的安全带来隐患。

【非结构性裂缝】由于温度变化、收缩、不均匀沉降等间接作用, 结构的变形受到约束而引起的裂缝。这种裂缝对结构承载力的影响不大,可根据结构耐久性、抗渗、抗震、使用等方面要求采取修补措施。

在实际工程结构中,由于荷载所引起的裂缝只占总数的20%左右,而由于间接作用所产生的裂缝,大约占裂缝总数的80%。

裂缝成因复杂,对结构的影响差异也较大。只有在弄清结构受力状态和裂缝对结构影响的基础上,才能确定相应的修复措施。

裂缝调查与分析

裂缝成因调查包括对【材质与施工质量】、【设计计算与构造】、【使用环境与荷载】等方面的调查,是为裂缝分析提供依据的。

通过裂缝现状观测、成因调查判明是结构性裂缝还是非结构性裂缝。

裂缝的宽度、长度保持恒定不变的属于稳定裂缝,只要其宽度不大,符合规范要求,其危险性较小,属安全构件;

裂缝的宽度和长度随时间不断扩展,说明钢筋应力可能接近或达到流限,对承载力有严重的影响,应及时采取措施。

裂缝检测

裂缝检测就是裂缝现状检查,通过现状检测并绘制裂缝分布图,为进行裂缝分析和危害性评定提供依据。

裂缝外观检测常用的仪器有刻度放大镜、裂缝对比卡等,裂缝深度主要采用超声波法探测或直接钻芯法检测。检测的一般步骤如下:

01 绘制裂缝分布图

先画出产生裂缝构件的形状, 然后将裂缝的位置、长度标于图上,并对每条裂缝进行编号和注明裂缝出现时间。

为便于研究分析,裂缝图应根据构件逐一绘制展开图,并在图上标明方位。当裂缝数量较多时,可在构件有裂缝的表面画上方格,方格尺寸依据构件的大小以200- 500mm 为宜,在裂缝的一侧用毛笔或粉笔沿裂缝画线,然后依据同样的位置翻样到记录本上,对于特殊形状的裂缝还要拍照和摄像。

02 测定裂缝宽度

测定时把裂缝全长分为四等分,中央点和两端,以及中央点和中间的第三分点。测定裂缝方向上的垂直宽度,使用带有刻度的专用显微镜,将刻度与缝口垂直,量出缝口宽度,记下读数并标于图上。

也可以采用裂缝卡通过放大镜估计裂缝宽度,但这种方法误差较大。裂缝长度可用钢尺测量,在裂缝的端部要有标志,标上年月日,以观测裂缝的发展。

在测定裂缝长度和宽度的同时,须同时确认保护层厚度,保护层混凝土厚度不宜用錾凿开时,可用钢筋探测器找出其厚度。

03 测定裂缝深度

检测裂缝的深度通常用超声波法,通过所测得的声时与探头之间的关系推算出裂缝的深度。

用超声波测试裂缝深度,要在避开钢筋的位置上进行,且仅对一些受力裂缝比较合适,因为这种裂缝两边的混凝土一般是完全分离的。如果两边的混凝土并未完全分离,用超声波检测是不太准确的。

对于裂缝不深且其走向大致成一直线的构件,可以采用直接取芯的方法进行检测。

这种方法是在有裂缝的位置,沿深度方向钻取混凝土芯样,这样可以在芯样侧面直接测量裂缝深度,其缺点是对构件有一定的破损。

04 裂缝发展情况观测

对于活动裂缝,应进行定期观测,专用仪器有接触式引伸仪、振弦式应变仪等,最简单的办法是骑缝涂抹石膏饼观察。

在典型裂缝位置处抹50mm左右见方的石膏饼,观察石膏饼是否沿原裂缝开裂,就可确定裂缝是否在继续发展。石膏饼开裂宽度大,说明裂缝增长也大,将裂缝的变化情况亦记于图上。通过以上观测绘制形成的裂缝图,即可作为裂缝分析的依据。

裂缝修复措施

裂缝处理的原则:

1)首先应能保证裂缝处理后结构原有的承载能力、整体性以及防水、抗渗性能;

2)其次要考虑温度、收缩应力较长时间的影响,以免处理后再出现新的裂缝;

3)再次应防止进一步的人为损伤结构和构件,尽量避免大动大补,并尽可能保持原结构的外观。

裂缝的类型不同,修复处理的方法也不相同,裂缝一般的处理方法有如下几种:

01 表面修补

通过密封裂缝表面以提高其防水性及耐久性。适用于对结构承载力无影响的浆材难以灌入的细而浅的裂缝,深度未达到钢筋表面的微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)。

修补用的材料必须具有密封性、抗渗性和耐老化性,与混凝土的变形要相适应, 大面积处理时应注意防止空鼓、起皮。

表面修补法主要有表面涂抹环氧树脂、聚氨酯、聚合物砂浆等,表面粘贴常采用玻璃丝布、碳纤维布、土工膜。

修补处理前应将裂缝附近的灰尘浮渣清除干净,采用表层粘贴封闭时应对结构面进行打磨处理。

02 内部修复

采用压浆泵将粘合剂及密封剂浆液灌入裂缝深部,由于胶结料在裂缝内部凝结、硬化而起到补缝作用,从而达到恢复结构的整体性、耐久性及防水性的目的。

灌浆材料一般要求具有较好的流动性,且具有一定的粘结强度。常用的灌浆材料有水泥和化学材料,可按裂缝的性质、宽度、施工条件等具体情况选用。

一般对宽度大于0.5mm的裂缝,可采用水泥灌浆;对宽度小于0.5mm 的裂缝,宜采用化学灌浆。化学灌浆材料主要为环氧树脂和聚氨酯等。

压力灌浆分为低压注入和高压注入两种方式,应根据修复的结构类型和裂缝种类选择适合的注入方式。

低压注入适合宽度较细,深度较浅的建筑物裂缝;高压注入适合宽度较宽,深度很深的建筑物裂缝。

目前国内较为成熟的“YJ - 自动压力灌浆技术”,是一项包括材料、机具、施工的综合技术,利用低压原理,依靠内部弹簧压力和毛细管作用将树脂注入微细裂缝。

03 加固补强

结构加固补强是为了防止裂缝再出现和扩展,保证结构安全。结构补强的方法很多,主要有加大截面法、外包角钢法、粘钢法、粘贴碳纤维法以及预应力加固法等。

加固方法的选择,应根据检测分析结果、结构功能降低及加固原因,结合结构特点、当地具体条件、新的功能要求等因素综合分析后确定。

与修补处理不同,由于加固处理目的在于恢复因裂缝降低的混凝土构件的承载力,涉及到建筑物的结构安全和使用功能的改变,因此必须在确认安全的基础上计算承载力,提出合理的详细的方案。
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