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【摘要】裂缝是水工建筑物混凝土最常见的质量缺陷之一,裂缝的存在,轻则影响建筑物的美观和寿命,重则破坏建筑物的完整性,危害建筑物的安全运行,该文归纳和总结了裂缝处理施工工艺,对水工混凝土的裂缝处理有一定的参考和借鉴作用。
【关键词】裂缝;化学灌浆;补强处理
1、概述
金沙江乌东德水电站左岸地下电站主厂房岩锚梁出现41条横向裂缝,其中上游岩锚梁横向裂缝15条,下游岩锚梁横向裂缝26条。为保证桥机安装使用期间运行安全及施工质量,经多方研究决定对厂房岩锚梁裂缝进行补强处理施工。
2、施工准备
(1)材料选择
封缝材料: HK-EQ抗冲磨型环氧胶。其性能特点如下:
①抗冲磨性能优越,力学性能好;
②固化速度快,与混凝土、金属粘结强度高;
③可在立面、平面施工,厚层涂膜不垂挂,亦可在潮湿面(无明水)及低温条件下使用;
④施工性能好,具有良好的触变性能;耐老化性优良,使用寿命。
(2)注浆比例选择
化学灌浆比例拟定为A:B=5:1(质量比)。
(3)灌浆压力选择
对于横向裂缝采用化学灌浆处理的灌浆压力建议0.2~0.3MPa,开灌后,灌浆压力逐步升至设计压力值。
(4)作业准备
岩锚梁裂缝处理为高空作业,采用可移动式的施工平台,布置在岩锚梁上, 施工平台下面安装有6组滚轮利用岩锚梁平面滑动,人员站在岩锚梁侧面的吊篮上操作。
3、施工方法
3.1 裂缝描述
(1)描述:现场查找裂缝,根据裂缝走向进行标示,并测量出裂缝的宽度、长度等数据,对裂缝普查进行汇总。
(2)裂缝分类:
横缝根据裂缝长度和分布位置可分为三类:
特征缝长①:分布于岩锚梁顶部与外侧面,较短小;
特征缝长②:贯穿于岩锚梁顶面,并在梁外侧面延伸1.0m~1.5m;
特征缝长③:贯穿于整个岩锚梁断面。
(3)确认:根据提交的岩锚梁混凝土裂缝统计表,经质检、监理经验收确认合格后方可进行下一道工序。
3.2 裂缝处理
横向裂缝处理分两种方式:
(1)采用环氧胶泥缝口封闭处理;
(2)采用凿槽嵌缝、化学灌浆处理。
其中方式(1)适用于缝宽≤0.3mm特征缝长①,缝宽≤特征缝长②的横缝;方式(2)适用于缝宽>0.3mm特征缝长①,0.25mm<缝宽≤0.3mm特征缝长②的横缝。
3.2.1缝口封闭
采用缝口封闭处理工艺流程为裂缝描述→磨缝→洗缝→验收→涂刮环氧胶泥→养护→检查。
(1)磨缝:手持打磨机沿裂缝两侧各10cm进行打磨,深度2~3mm。
(2)洗缝:打磨完成后反复冲洗干净,用碘钨灯充分烘干基面,以保证缝口张开,内无杂物、粉尘和其它影响封缝粘接的污物。
(3)验收:经相关质检人员、监理验收确认合格后方可进行下一道工序。
(4)涂刮:采用环氧胶泥进行来回刮挤,将气泡内气体排尽,以保证胶泥与混凝土面粘结牢靠。修补后胶泥面应光洁平整,不应有刮痕。
(5)养护:修补完成后,保温养护5~7天,养护温度控制在20±5℃,养护期内不得受水浸泡和外力冲击。
(6)检查:外观检查以不出现胶泥起泡为合格。
3.2.2凿槽嵌缝、化学灌浆
施工工艺流程为凿槽→钻孔→清缝(风、水轮换冲洗干净)→埋管(贴嘴)→嵌缝→压水或压气→通风吹干→灌浆→封孔→检查(钻孔取芯、压水检查)。
(1)凿槽
在缝口凿深3~5cm,上口宽7~8cm,下口宽3~5cm的梯形槽。
(2)钻孔
沿裂缝骑缝布置钻孔,孔距50cm左右。采用开孔机进行打孔,孔深为20~30cm,直径为Ф30mm骑缝孔。
(3)冲孔、清槽
先用水枪对孔(槽)冲洗干净,后用风枪对打好的孔进行风吹清理。
(4)埋管
①埋管:对裂缝骑缝埋管,管径16mm,埋入孔内5~10cm,以能灌浆起压为宜。
②安装注浆嘴:用定位针穿过进浆管,对准孔内缝口插上,然后将注浆嘴压向混凝土表面。
③固定注浆嘴:在槽底及槽两侧用小毛刷均匀刷一薄层环氧基液,待15~20min后用环氧砂浆填槽,环氧砂浆分层实施,每层不宜大于2cm,采用环氧砂浆对注浆嘴进行堵塞固定。
(5)嵌缝
环氧砂浆填槽修补后,可略高于原一期砼面,需满足该部位平整度要求。让环氧砂浆固化到一定程度,以防裂缝漏浆。
(6)压水试验
压水试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)执行。在嵌缝材料具有足够强度后进行简易压水试验。压水压力0.2MPa,压水20min,每5min测读一次压力流量,取最终值计算透水率。
(7)灌浆
①灌浆顺序:按照裂缝从下至上、由低到高逐孔依次灌注。
②灌浆压力:起始注浆压力为0.2~0.3MPa,开灌后,灌浆压力逐步升至设计压力值。
③注浆方法:先注1#、3#孔,展开2#、4#孔,当2#、4#孔由开始的流出水到流出浆水混后物直至流出纯环氧浆液时封闭2#、4#孔,开始对2#、4#孔进行注浆,5#、7#孔,依次类推进行注浆。
④闭浆:当达到设计要求灌浆压力,缝面吸浆量为1mL/min时,继续灌注30min且压力不下降时结束该孔灌浆,进行扎结封孔。
⑤扎管:当灌注孔临孔出现返浆时则应接通相邻的注浆孔进行并灌,以此类推,直至达到设计灌注要求,再保压15分钟后带压扎管闭浆。
⑥記录:填写混凝土裂缝化学灌浆综合成果表,并交复监理、相关质检人员验收、确认。
(8)封孔
灌浆完毕后,将灌浆管在混凝土面下3~5mm处割除,再刮环氧砂浆,满足表面平整要求。
(9)检查
由监理人现场按裂缝条数的40%比例抽检,缝宽>0.3mm特征缝长②,缝宽>0.2mm特征缝长③的裂缝应为必检裂缝。
3.2.3凿槽嵌缝、化学灌浆、跨缝钢筋
特征缝长③,缝宽>0.3mm特征缝长②的裂缝,除“凿槽嵌缝、化学灌浆”措施处理外,还需增跨缝钢筋。在岩锚梁顶面裂缝部位二期砼中布设跨缝钢筋网,受力钢筋C16@20cm,钢筋两端各延伸至裂缝外75cm,分布钢筋C12@20cm。钢筋保护层厚度5cm。
结语:
厂房岩锚梁裂缝进行补强处理施工后,解决了混凝土裂缝问题,保证建筑物的质量和运行安全,岩锚梁混凝土质量和外观得到了提高,该文归纳和总结的裂缝处理施工工艺,对水工混凝土的裂缝处理有一定的参考和借鉴作用。
作者简介:
涂公平,男,中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司,工程师。
【关键词】裂缝;化学灌浆;补强处理
1、概述
金沙江乌东德水电站左岸地下电站主厂房岩锚梁出现41条横向裂缝,其中上游岩锚梁横向裂缝15条,下游岩锚梁横向裂缝26条。为保证桥机安装使用期间运行安全及施工质量,经多方研究决定对厂房岩锚梁裂缝进行补强处理施工。
2、施工准备
(1)材料选择
封缝材料: HK-EQ抗冲磨型环氧胶。其性能特点如下:
①抗冲磨性能优越,力学性能好;
②固化速度快,与混凝土、金属粘结强度高;
③可在立面、平面施工,厚层涂膜不垂挂,亦可在潮湿面(无明水)及低温条件下使用;
④施工性能好,具有良好的触变性能;耐老化性优良,使用寿命。
(2)注浆比例选择
化学灌浆比例拟定为A:B=5:1(质量比)。
(3)灌浆压力选择
对于横向裂缝采用化学灌浆处理的灌浆压力建议0.2~0.3MPa,开灌后,灌浆压力逐步升至设计压力值。
(4)作业准备
岩锚梁裂缝处理为高空作业,采用可移动式的施工平台,布置在岩锚梁上, 施工平台下面安装有6组滚轮利用岩锚梁平面滑动,人员站在岩锚梁侧面的吊篮上操作。
3、施工方法
3.1 裂缝描述
(1)描述:现场查找裂缝,根据裂缝走向进行标示,并测量出裂缝的宽度、长度等数据,对裂缝普查进行汇总。
(2)裂缝分类:
横缝根据裂缝长度和分布位置可分为三类:
特征缝长①:分布于岩锚梁顶部与外侧面,较短小;
特征缝长②:贯穿于岩锚梁顶面,并在梁外侧面延伸1.0m~1.5m;
特征缝长③:贯穿于整个岩锚梁断面。
(3)确认:根据提交的岩锚梁混凝土裂缝统计表,经质检、监理经验收确认合格后方可进行下一道工序。
3.2 裂缝处理
横向裂缝处理分两种方式:
(1)采用环氧胶泥缝口封闭处理;
(2)采用凿槽嵌缝、化学灌浆处理。
其中方式(1)适用于缝宽≤0.3mm特征缝长①,缝宽≤特征缝长②的横缝;方式(2)适用于缝宽>0.3mm特征缝长①,0.25mm<缝宽≤0.3mm特征缝长②的横缝。
3.2.1缝口封闭
采用缝口封闭处理工艺流程为裂缝描述→磨缝→洗缝→验收→涂刮环氧胶泥→养护→检查。
(1)磨缝:手持打磨机沿裂缝两侧各10cm进行打磨,深度2~3mm。
(2)洗缝:打磨完成后反复冲洗干净,用碘钨灯充分烘干基面,以保证缝口张开,内无杂物、粉尘和其它影响封缝粘接的污物。
(3)验收:经相关质检人员、监理验收确认合格后方可进行下一道工序。
(4)涂刮:采用环氧胶泥进行来回刮挤,将气泡内气体排尽,以保证胶泥与混凝土面粘结牢靠。修补后胶泥面应光洁平整,不应有刮痕。
(5)养护:修补完成后,保温养护5~7天,养护温度控制在20±5℃,养护期内不得受水浸泡和外力冲击。
(6)检查:外观检查以不出现胶泥起泡为合格。
3.2.2凿槽嵌缝、化学灌浆
施工工艺流程为凿槽→钻孔→清缝(风、水轮换冲洗干净)→埋管(贴嘴)→嵌缝→压水或压气→通风吹干→灌浆→封孔→检查(钻孔取芯、压水检查)。
(1)凿槽
在缝口凿深3~5cm,上口宽7~8cm,下口宽3~5cm的梯形槽。
(2)钻孔
沿裂缝骑缝布置钻孔,孔距50cm左右。采用开孔机进行打孔,孔深为20~30cm,直径为Ф30mm骑缝孔。
(3)冲孔、清槽
先用水枪对孔(槽)冲洗干净,后用风枪对打好的孔进行风吹清理。
(4)埋管
①埋管:对裂缝骑缝埋管,管径16mm,埋入孔内5~10cm,以能灌浆起压为宜。
②安装注浆嘴:用定位针穿过进浆管,对准孔内缝口插上,然后将注浆嘴压向混凝土表面。
③固定注浆嘴:在槽底及槽两侧用小毛刷均匀刷一薄层环氧基液,待15~20min后用环氧砂浆填槽,环氧砂浆分层实施,每层不宜大于2cm,采用环氧砂浆对注浆嘴进行堵塞固定。
(5)嵌缝
环氧砂浆填槽修补后,可略高于原一期砼面,需满足该部位平整度要求。让环氧砂浆固化到一定程度,以防裂缝漏浆。
(6)压水试验
压水试验按《水利水电工程钻孔压水试验规程》(SL31-2003)执行。在嵌缝材料具有足够强度后进行简易压水试验。压水压力0.2MPa,压水20min,每5min测读一次压力流量,取最终值计算透水率。
(7)灌浆
①灌浆顺序:按照裂缝从下至上、由低到高逐孔依次灌注。
②灌浆压力:起始注浆压力为0.2~0.3MPa,开灌后,灌浆压力逐步升至设计压力值。
③注浆方法:先注1#、3#孔,展开2#、4#孔,当2#、4#孔由开始的流出水到流出浆水混后物直至流出纯环氧浆液时封闭2#、4#孔,开始对2#、4#孔进行注浆,5#、7#孔,依次类推进行注浆。
④闭浆:当达到设计要求灌浆压力,缝面吸浆量为1mL/min时,继续灌注30min且压力不下降时结束该孔灌浆,进行扎结封孔。
⑤扎管:当灌注孔临孔出现返浆时则应接通相邻的注浆孔进行并灌,以此类推,直至达到设计灌注要求,再保压15分钟后带压扎管闭浆。
⑥記录:填写混凝土裂缝化学灌浆综合成果表,并交复监理、相关质检人员验收、确认。
(8)封孔
灌浆完毕后,将灌浆管在混凝土面下3~5mm处割除,再刮环氧砂浆,满足表面平整要求。
(9)检查
由监理人现场按裂缝条数的40%比例抽检,缝宽>0.3mm特征缝长②,缝宽>0.2mm特征缝长③的裂缝应为必检裂缝。
3.2.3凿槽嵌缝、化学灌浆、跨缝钢筋
特征缝长③,缝宽>0.3mm特征缝长②的裂缝,除“凿槽嵌缝、化学灌浆”措施处理外,还需增跨缝钢筋。在岩锚梁顶面裂缝部位二期砼中布设跨缝钢筋网,受力钢筋C16@20cm,钢筋两端各延伸至裂缝外75cm,分布钢筋C12@20cm。钢筋保护层厚度5cm。
结语:
厂房岩锚梁裂缝进行补强处理施工后,解决了混凝土裂缝问题,保证建筑物的质量和运行安全,岩锚梁混凝土质量和外观得到了提高,该文归纳和总结的裂缝处理施工工艺,对水工混凝土的裂缝处理有一定的参考和借鉴作用。
作者简介:
涂公平,男,中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司,工程师。