高　靜　張曉明

摘要:文章結(jié)合工程實例,介紹了化學灌漿的施工工藝及在混凝土裂縫堵漏中發(fā)揮的作用。化學灌漿工藝以其經(jīng)濟投入和設(shè)備投入少、施工簡單便捷、對原結(jié)構(gòu)破壞小、止水效果顯著的特點,在混凝土裂縫止水堵漏領(lǐng)域已經(jīng)得到越來越多的認同和應(yīng)用,具有很高的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞:化學灌漿;混凝土裂縫;止水堵漏

中圖分類號:TV543

文獻標識碼:A

文章編號:1009-2374(2009)19-0172-02

地下水位以下的結(jié)構(gòu)或海面以下的水工結(jié)構(gòu)處理不當容易在混凝土的溫度裂縫和施工分縫處發(fā)生滲漏,輕則影響觀感,重則影響建筑使用功能,甚至銹蝕鋼筋,影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。針對止水堵漏的工藝有很多,其中化學灌漿工藝以其經(jīng)濟投入和設(shè)備投入少、施工簡單便捷、對原結(jié)構(gòu)破壞小、止水效果顯著的特點,在混凝土裂縫止水堵漏領(lǐng)域已經(jīng)得到越來越多的認同和應(yīng)用。

化學灌漿(Chemical Grouting)是將一定的化學材料(無機或有機材料)配制成真溶液,用化學灌漿泵等壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi),使其滲透、擴散、膠凝或固化,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項加固基礎(chǔ),防水堵漏和混凝土缺陷補強技術(shù)。

目前最常用的化學灌漿材料可分為兩大類:一是防滲止水類,有水玻璃、丙烯酸鹽、水溶性聚氨酯、彈性聚氨酯和木質(zhì)素漿等;二是加固補強類,有環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸甲脂、非水溶性聚氨酯漿等,近年來應(yīng)用最多的是水玻璃、聚氨酯和環(huán)氧樹脂漿材。

一、應(yīng)用實例

(一)工程概述

某船臺建設(shè)項目船臺口底板底標高為-4.5m,頂標高為-2.28m～-0.7m,混凝土標號均為C30F300,該工程在竣工收尾時發(fā)現(xiàn)該底板施工縫、后澆帶處出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,并且面板局部出現(xiàn)裂縫。滲漏情況見圖1:

(二)原因分析

1.船臺口底板施工時間為冬季,由于工期緊張,底板砼澆注方式采用泵送砼一次澆注,從而產(chǎn)生大量水化熱,混凝土內(nèi)部溫度達到58℃,外部溫度為-10℃左右,內(nèi)外溫差太大,砼收縮不一致從而產(chǎn)生裂紋。

2.本工程工期較短,砼強度不能達到設(shè)計齡期。砼達到設(shè)計強度需要28天以上,由于工期緊張,分段澆注的底板混凝土收縮還未完成,為保證業(yè)主按時使用,在征得業(yè)主同意后,提前澆注后澆帶砼,分段澆注的砼收縮,使底板與后澆帶之間產(chǎn)生收縮裂縫。

3.由于相鄰兩板自重荷載相差較大,沉降系數(shù)不一致,船臺口砼厚度達4米以上,船臺底板砼厚度為0.55米,沉降不一致使底板之間產(chǎn)生沉降裂縫。

(三)堵漏施工工藝

1.總工藝流程。表面處理→鉆注漿孔→放置注漿頭嘴→清洗裂縫→制漿和注漿→注漿嘴和表面灌漿清除→設(shè)備清洗→完工驗收。

2.表面處理。除去表面的污染物和碎片,清洗裂縫周圍和表面的污損,使裂縫充分暴露,進而確認裂縫或接縫的類型。對于大于3mm的裂縫需要用一種認可的方法對裂縫先加以密封,封閉材料可以是快干水泥也可以是環(huán)氧灌漿液或聚胺脂灌漿液。

3.鉆注漿孔。注漿孔有不同的直徑,深度和角度,一般標準的鉆孔直徑為15毫米和19毫米(根據(jù)選用的注漿嘴直徑鉆適宜的孔),角度為45度(相當于表面而言),深度為混凝土厚度的1/2。注漿孔間距取決于裂縫的寬度,一般在18厘米到1米之間。鉆孔應(yīng)該交錯布置在裂縫周圍,確保所鉆的孔切割裂縫,而不是與混凝土表面垂直。

本工程選用15毫米鉆頭直徑,角度45度,深度150mm,鉆孔間距500mm,具體見鉆孔立面示意圖和鉆孔平面布置圖:

4.放置注漿頭嘴。在直徑為15毫米和19毫米的已鉆孔中放入注漿嘴并讓嘴外套頂端埋在混凝土表面下,埋入注漿嘴深度約為鉆孔深度的2/3,順時針旋轉(zhuǎn),緊固注漿嘴,確保它與鉆孔緊密結(jié)合。用封縫(孔)固定頭子。注漿嘴還應(yīng)包含一個球閥。

5.清洗裂縫。在灌注樹脂漿液前,用水清洗裂縫以除去裂縫中的巖灰和鉆孔泥灰。同時清洗裂縫還可以去除灰塵和碎粒,提高灌入的漿液在裂縫中的滲透性,并為漿液與之發(fā)生化學反應(yīng)作好準備。

6.設(shè)備準備。(1)泵機準備。準備兩只泵:一只泵壓水,一只泵壓化學灌漿液。兩只泵在注漿前用親水活性清洗劑清洗。借助于泵洗可以除去泵中的潮氣同時潤滑系統(tǒng)。同時應(yīng)注意:兩只泵要嚴格區(qū)分,不可交叉使用。本工程使用帶有靜態(tài)混合器的氣動或電動單組份泵。(2)樹脂準備。準備樹脂和確認量的催化劑。在使用前,搖均催化劑。帶有催化劑的樹脂不會反應(yīng),直到接觸水才會開始發(fā)應(yīng)。保持與樹脂接觸的容器的絕對干燥,樹脂與水分接觸會引發(fā)反應(yīng),引起樹脂在灌漿設(shè)備中硬化或成膜。

7.注漿。在垂直裂縫(襯砌)上注漿首先從最低注漿嘴開始;在水平裂縫(底板)上從第一個注漿嘴開始。注漿過程中,與水反應(yīng)性灌漿在裂縫中會取代水。連續(xù)注入直到與水反應(yīng)性灌漿出現(xiàn)在注漿嘴,然后在相鄰注漿嘴上開始注漿。在完成一些注漿嘴注漿后,再回過來從第一個注漿嘴開始進行第二次注漿。有些部位可能會再次需求注漿,它將再次填入裂縫。根據(jù)裂縫的寬度,混凝土厚度以及混凝土情況,注漿壓力可以從200PSI(14kg/cm2)到3100PSI(210kg/cm2)變化。注意:樹脂通過混凝土或裂縫出現(xiàn)一點點滲漏說明樹脂傳遞延伸有效。對于大裂縫,應(yīng)提前封堵,或用碎布堵住,等待樹脂凝固后再次注漿。

本工程所采用的HA Flex LV油性聚氨酯是一種淺黃色、不易燃燒的液體。當它與水接觸時,漿液便膨脹,快速(取決于溫度和催化劑加入量)固化形成有韌性和彈性的閉孔聚氨酯泡膜,這種泡膜通常不會受腐蝕環(huán)境的影響。

8.注漿嘴和表面灌漿清除。(1)注漿嘴清除:讓樹脂完全固化后,除去注漿嘴,留下的注漿孔采用快干水泥封閉。(2)表面灌漿清除:對于粘接在混凝土表面的灌漿樹脂,采用鋼絲刷或手動磨輪加以除去。

9.設(shè)備清洗。當灌漿結(jié)束后,所有接觸到灌漿的部件均需清洗,而且必須在注漿后30分鐘內(nèi)進行。用DE NEEF的清洗劑通過注漿泵循環(huán)清洗內(nèi)部構(gòu)件10至20分鐘,外部元件可以放在槽內(nèi)清洗。泵通過清洗劑循環(huán)清洗后,還需用新鮮的清洗劑多清洗幾次,且讓它干燥。通常情況下清洗劑是不燃燒物,可以放心使用。

二、現(xiàn)行標準和規(guī)程規(guī)范

化學灌漿材料試驗主要依據(jù)的標準和規(guī)程規(guī)范

1.《膠粘劑粘度的測定》(GB/T2794-1995);

2.《樹脂澆鑄體壓縮性能試驗方法》(GB/T2569-1995);

3.《樹脂澆鑄體性能試驗方法 總則》(GB/T2567-1995)。

三、結(jié)語

本工程通過化學灌漿進行堵漏止水處理后,至今船臺無一漏點,堵漏止水獲得了甲方和監(jiān)理的一致好評。結(jié)合其他大量的工程實踐可以看出,化學灌漿在堵漏工程中適用性強,效果明顯,且操作簡單方便,成本投入小,具有很高的推廣應(yīng)用價值。同時希望本文能夠?qū)ζ渌こ痰亩侣┲顾?在工藝選擇和施工控制中有所幫助和借鑒。

作者簡介:高靜(1981-),女,河北遷安人,供職于日照港建設(shè)監(jiān)理有限公司,研究方向:港口航道及海岸工程;張曉明(1981-),男,福建長汀人,供職于山東港灣建設(shè)有限公司,研究方向:港口航道及海岸工程。