壓力灌漿法加固鋼筋混凝土裂縫梁的應用

冷敖英

(江西銅業集團公司德興銅礦,江西德興 334224)

壓力灌漿法加固鋼筋混凝土裂縫梁的應用

冷敖英

(江西銅業集團公司德興銅礦,江西德興 334224)

混凝土裂縫系質量通病,嚴重影響到工程結構的耐久性。本文結合工程實例,詳細介紹了壓力灌漿(環氧樹脂)法治理混凝土裂縫梁的施工方法,并提出了施工中應注意的事項。該施工方法工期短,成本低,是解決工程實際中類似質量問題的一種可行的方法,具有很大的推廣價值。

壓力灌漿;環氧樹脂;鋼筋混凝土梁;裂縫處理

1 前言

壓力灌漿法是采用改性環氧樹脂、水玻璃、甲基丙烯酸脂及聚氨脂等化學灌漿材料,對混凝土構件的各種質量缺陷如裂縫、松散、蜂窩、麻面、孔洞等進行補強加固的一種較新的施工工藝,廣泛應用于工業與民用建筑、道路橋梁、大壩、隧道、礦山、人防工程及地基基礎等工程中[1]。其過程是經過一段時間對建筑物的觀測,找到裂縫最寬的位置后,采取封閉保護或局部修復處理,用壓力灌漿機將制成漿液的補強型環氧樹脂注入裂縫內,使其擴散、凝膠、固化,達到加固的目的[2]。

江西銅業集團(德興)礦山新技術開發有限公司5000t/a改(擴)建工程——選鉬廠房▽6.50m平臺鋼筋混凝土梁由于施工和使用等原因,出現了程度不一的裂縫,這些裂縫絕大多數是有規則的豎向裂縫,由梁兩側向內縱深延伸發展。為不影響選鉬廠的正常生產,經過技術人員的多方論證,決定采用壓力灌漿加固技術處理裂縫。

2 壓力灌漿的準備

2.1 灌注液

表1 ESA-G灌漿料物理及力學性能

本項目采用ESA-G灌漿料,屬改性環氧樹脂類灌縫材料,配膠比容易掌握,便于現場操作,施工簡便快捷。灌漿液早強、高強,不腐蝕鋼筋,抗老化性及耐介質性好。滲透力強,粘度低,能注入微裂縫,與混凝土的粘接強度高,常溫固化(5℃以上),不含揮發性溶劑,硬化時收縮小。其主要性能見表1。

2.2 灌漿設備[3]

本項目采用的灌漿設備是一種袖珍式可對混凝土微細裂縫進行自動灌漿注入的新型工具,自動壓力灌漿器是配有灌漿底座、灌漿連接頭(注漿嘴)、灌漿堵頭、灌漿軟管等一次使用配件,其構造如圖1所示。

圖1 自動壓力灌漿器構造

該機長度只有26cm,重量為110g,灌漿器內彈簧壓力為6kg,注入起始壓力為60kPa,軟管可裝樹脂量為50g,有效注入量為40g。該機靈巧、輕便、不用電、無噪音、操作簡便、快捷,可在水平、垂直等任何方向及高空安設使用,摒棄了傳統的空壓機、手壓泵等笨重的加壓設備。在無電源、有障礙、高空、野外尤其顯示出優越性。灌漿時根據裂縫長度可數個或數十個同時并用,不斷自動注漿,直接觀察和確認注入情況,避免了灌注不飽和、不密實等問題,質量易于保證與控制。同時,灌漿器內彈簧壓力經科學試驗確定,適合各種裂縫的化學灌漿。灌漿器擦拭干凈后能夠重復使用,可節約成本,降低工程造價。

2.3 計算樹脂注入量[2]

樹脂注入量可根據W=A＊B＊C＊D計算。

式中,W為理論注入樹脂量(g);A為裂縫長度(cm);B為裂縫寬度(cm);C為裂縫深度(cm);D為樹脂比重。根據經驗,實際用量為理論值的1.3倍以上,某些振搗不密實的混凝土或磚墻注入量可達理論值的數倍。

2.4 梁卸荷

加固前,必須對梁進行卸荷。由于灌漿是在老廠房內進行,為不影響生產,對一些不能移動的設備,采用千斤頂頂升的方式卸荷;對于承受均布荷載的梁,應采用多點均勻頂升;對于有次梁作用的主梁,每根次梁下需設1臺千斤頂頂升,頂升噸位由設計計算確定。加固分兩次施工,從廠房中間柱開始,先進行一半梁加固改造完并具備使用條件后,再進行另一半的加固改造施工。

3 施工工藝

3.1 施工過程

裂縫處理→埋設灌漿嘴→封縫→壓氣試漏→灌漿→封口→檢查。

3.2 裂縫表面處理

對梁上小于0.5mm的裂縫,采用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的灰塵(白灰、浮渣及松散層等污物),然后用毛刷蘸甲苯、酒精等有機溶液,將裂縫兩側20～30mm處擦洗干凈并保持干燥。對梁上大于0.5mm的裂縫,沿裂縫用鋼釬或風鎬鑿成“∨”形槽,可根據裂縫深度和有利于封縫來確定槽寬與槽深。鑿槽時先沿裂縫打開,再向兩側加寬,鑿完后用鋼絲刷及壓縮空氣將砼碎屑粉塵清除干凈。

3.3 埋設灌漿嘴[4]

灌漿嘴的埋設很重要,它直接關系到灌漿質量。設定要綜合考慮裂縫的形狀、寬度、深度、長度以及是否貫通等情況,在施工中我們按下列方法埋設灌漿嘴:

(1)形狀規整寬度小于0.5mm的裂縫,灌漿嘴的間距為200～300mm,如圖2(a)。通常在裂縫的最下端和最上端各設一灌漿嘴,其余灌漿嘴按上述間隔距離并應盡可能在裂縫較寬部位設置,這一原則對其它情況裂縫同樣適用。

(2)形狀規整寬度大于0.5mm的裂縫,灌漿嘴的間距為300～500mm,如圖2(b)。設置原則同上。

(3)形狀不規整裂縫的灌漿嘴的設置:

A.表面不能連的裂縫,有可能內部也不能連通,因此,設置灌漿嘴可當作兩條裂縫處理,如圖3(a)。

B.裂縫兩側有許多龜紋時,灌漿嘴應盡可能設置在交叉嘴上,如圖3(b)中c4和d4對于長度較長的分支裂縫,可作為一條單獨裂縫處理,即在分支嘴上增設灌漿嘴,如圖3(b)所示。

不需要鑿槽的裂縫埋設灌漿盒或灌漿嘴,對鑿成“∨”形槽的裂縫埋設灌漿嘴,用水泥砂漿在電錘鉆的孔內埋設導漿鐵管,然后與灌漿管連接;在裂縫交叉處、較寬處、端部以及裂縫貫穿處,用電錘鉆的孔內均應埋設灌漿嘴,在一條裂縫上必須埋設進漿嘴、排氣嘴;埋設灌漿嘴或灌漿盒時,先在灌漿嘴或灌漿盒的底盤(先用甲苯擦洗干凈)上抹一層厚約1mm的環氧膠泥,將灌漿嘴的進漿孔騎縫粘貼在預定的位置上。

3.4 封縫

不需要鑿槽的裂縫采用環氧樹脂膠泥封縫;對鑿成“∨”形槽的裂縫采用水泥砂漿封縫,先在“∨”形槽面上用毛刷涂刷一層厚1～2mm環氧樹脂膠液,涂刷必須平整均勻,防止出現氣孔和波紋,待初凝后用水泥砂漿(水泥∶中砂∶水=100∶200∶30)抹平封縫。

3.5 壓氣試漏

裂縫封閉后,待封縫膠泥固化后或封縫砂漿養護達到規定(≧3d)時間并具有一定的強度時,必須檢查裂縫的密閉效果和貫通情況,對其用小型空壓機進行壓氣試漏(壓力≤0.3MPa),不漏氣為合格。

3.6 灌漿

開始進漿就要注意觀察,待沿縫隙方向第一個排氣嘴出漿時立即關閉轉芯閥門,然后接著繼續灌漿直至沿縫隙方向第二個排氣嘴出漿時立即關閉轉芯閥門,如此順序進行即可;灌漿時壓力必須是逐漸升高,防止驟然加壓,但當壓力升到0.2MPa后保持并穩定5min。

3.7 封口

待縫內漿液達到初凝而不外流時,拆下灌漿嘴,再用環氧樹脂膠泥或拌有水泥的灌漿液把灌漿嘴處抹平進行封口。

3.8 檢查

灌漿結束后,檢查補強效果和質量,發現不密實或其他不合格情況時,立即采取補灌等措施,以保證工程質量。

4 效果與體會

江西銅業集團(德興)礦山新技術開發有限公司5000t/a改(擴)建工程——選鉬廠房▽6.50m平臺下開裂鋼筋砼梁進行壓力灌漿加固工程施工耗時1個月,比采用普通加固方法縮短工期近1個月,造價較低,更關鍵的是沒有影響到工廠的正常生產。該工程于2008年9月經過檢測驗收,完全能滿足設計要求,有效地恢復砼結構的整體性。兩年來,加固砼梁未見有裂縫現象,工程結構安全,工程質量符合國家現行質量驗收標準及國家強制性標準要求。

采用性能良好的環氧樹脂灌漿液灌漿,能經濟、簡便、快速、有效地補強房屋建筑、橋梁以及污水管等各種結構物不同情況的裂縫,恢復結構的整體性,因而可進一步推廣應用。

[1] 李烙,林仿.壓力灌漿在混凝土質量缺陷補強中的應用.廣東土木與建筑,2002,(4):55-56.

[2] 蔣碩忠.我國化學灌漿技術發展與展望[J].長江科學院院報,2003,(5).

[3] 張冬梅,周文,毛曉園.YJ-自動壓力灌漿器的開發與應用.施工技術,2001,30(3):36-37.

[4] 周述.用壓力灌漿法加固鋼筋混凝土裂縫梁.福建建材,2003, (1):40-42.

Application of Pressure Grouting to Reinforce Fracture on Concrete Beam

LENGAo-ying

(Dexing CopperMine of Jiangxi Copper Corporation,Dexing,Jiangxi,China 334224)

Fractures on concrete is a common problem and affects the durability of the structure.W ith case study,this article details the processof pressure grouting(epoxy resin),and areas need to pay attention.Themethod has a short construction time and low cost,and can be promoted as practical solution to similar problems.

pressure grouting;epoxy resin;concrete beam;fracture treatment

TU375.1

B

1009-3842(2010)04-0090-03

2010-09-30

冷敖英(1974-),女,江西上高,本科,工程師,主要從事工程施工管理與工程造價等工作,E-mail:76327236@163.com